第39卷
第4期
OIL & GAS GEOLOGY
2018年8
月
文章编号:0253 -9985(2018)04 -0738 -11doi:10.11743/ogg20180411
塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价
康毅力，张杜杰,游利军，王哲，田键
(
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500)
摘要：明确储层流体敏感性及其评价方法对优选入井工作液体系和性能至关重要。超深致密砂岩气藏储层流体敏感性受矿物组 成、孔喉特征及高温流体环境等因素的影响，目前行业常用的评价方法已不再适用。以塔里木盆地超深致密砂岩气藏为研究对象， 提出了改进的稳态流体敏感性实验评价方法，包括实验全过程模拟地层温度、出口端预加高回压等，并选取12块具有代表性的超深 致密砂岩基块样品开展了水敏、盐敏和碱敏实验评价。结果表明：储层基块水敏指数0=1〜0.52,盐敏指数0.72〜0.73,碱敏指数
0.83
〜0=2。数据对比显示本方法获得的流体敏感性损害程度强于以往室温条件下获得的评价结果，与矿场数据契合度更高。分
析认为改进的评价方法能更好地反映储层实际情况，降低实验误差；细微孔喉及发育的粘土矿物是产生流体敏感性的内因；高温条 件增大矿物表面水膜厚度、降低有效渗流通道半径，加剧粘土矿物水化膨胀、促进地层微粒分散/运移，加速矿物溶解/沉淀是加剧 超深致密砂岩储层流体敏感程度的主要机制。
关键词！高温；高回压；流体敏感性;水膜;超深储层；致密砂岩;塔里木盆地 中图分类号:TE122.2
文献标识码! A
Fluid sensitivity evaluation of ultra-deep tij^ht sandstone gas
reservoirs，Tarim Basin
Kang Yili，Zhang Dujie，You Lijun，Wang Zhe，Tian Jian
(State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geolo^yy and Exploitation，Southwest Petroleum, University，Sichuan，Chengdu 610500，China)
Abstract: It is critical to understand the fluid sensitivity of reservoir and its corresponding evaluation method to optimize
the selection of worl^ing fluids in the wells and their properties. The fluid sensitivity，which is influenced position ，pore throat characteristics，high-temperature fluid environment，etc，refers to damage of ultra-deep tight sandstone reservoirs. So the conventional evaluation methods in the industry seem to be not applicable any more. The ultra-deep tight sandstone gas reservoirs located in Tarim Basin are taken as the objects in this paper，and a modified fluid sensitivity evaluation method is proposed，which requires the simulation of the formation temperature and maintaining high backpressure on the outlet throughout the experiments. Twelve typical ultra-deep tight sandstone base blocks
ry out water，salt and alkali sensitivity experiments. The results show that the index of water，salt and alkali sensitivity is
0.41 - 0. 52，0. 72 - 0. 73 and 0. 83 - 0. 92，respectively. By comparison，the degree of damage derived through this
method，which maches well with the
field measured data，is higher than
that
obtained at
the
in the past. After analysis the paper indicates that (1) the modified evaluation method could reflect the actual condition of reservoirs and also reduce experimental errors， (2) the narow pore throat and abundant clay minerals are the fundamental causes of fluid gas reservoirs，can be
sensitivity， summarized
room temper
( 3 ) the major mechanisms
as
follows ： in
for increased fluid sensitivity for
higher temperature，the thicknes of tlie water film on
creases ， reducing the effective pore throats5 radius，and the intensified clay hydration and swelling accelerate the expansion^migration of formation particles and the disolution^deposition of minerals.
Key words：high temperature，high back pressure，fluid sensitivity，water film，ultra-deep reservoir，tight sandstone，Tarim
Basin
收稿日期!2017 -05 - 15 !修订日期:2018 - 05 - 10。
第一作者简介:康毅力（1964—），男，教授、博士生导师，储层保护理论及技术、非常规天然气、油气田开发地质研究与教学。E-mail:Cwctkyl@
163. com。
基金项目：国家自然科学基金项目（51604236);“非常规油气层保护”四川省青年科技创新研究团队项目（2016TD0016)。
第4期康毅力，等.塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价739
致密气藏具有基质致密、天然裂缝/微裂缝发育、 粘土矿物丰富等特点，储层损害潜力大[1_5]。大量研 究已经证明致密储层主要的损害类型有物理损害和 化学损害等，损害机理主要包括流体敏感性损害、固 相侵人损害、相圈闭损害、应力敏感性损害以及处理 剂吸附损害等[6_9]。其中，流体敏感性损害是致密砂 岩气藏基质损害的重要形式，一
直以来都是储层保
护研究的热点问题[1/31\"]。流体敏感性损害对气井产 能影响大，严重的流体敏感性损害可能导致气井开 发初期产能低甚至无产能，后期产量递减快、稳产时 间短。为了提高人井工作液储层保护性能，减少甚 至避免人井工作液对储层造成流体敏感性损害，准 确评价储层流体敏感性、明确储层流体敏感性损害 机理显得非常重要。
埋深超过4 500 ?的深层、超深致密砂岩气藏是 致密砂岩气藏的重要组成部分，油气资源丰富，在我国 的塔里木盆地、四川盆地已经显示出了良好的勘探开 发前景[14]。该类气藏具有储层温度高、基质渗透率极 低等区别于常规致密储层的特点。现有的流体敏感性 评价方法主要针对常规致密储层，在评价深层超深致 密砂岩气藏储层流体敏感性 的 性。目前常用的流体敏感性评价方法主要包括稳态法和压 力衰减法[15-16]。稳态法以行业标准法为代表（SY/T 5358—2002)[17]，实验过程中以恒定流速/压力向岩样 内注人工作液，通过对比不同工作液注人后的岩样渗 透率评价储层流体敏感性。然而，行业标准法并不能 很好的评价超深致密砂岩气藏储层流体敏感性。首 先，敏感性流动实验评价方法明确指出本标准适用于 空气渗透率大于1 \\ 10_3 !?2的碎屑岩储层岩样敏感 性评价，而绝大多致密储层气测渗透率均小于1 x 1033 !?2;其次，行业标准法驱替及流体-岩石反应过 程均在室温下进行，不能真实反映超深致密砂岩储层 流体敏感性。张昌铎等[18]已经证实高温对储层流体 敏感性有较大影响，但其评价对象仅为裂缝样品；第 三，行业标准法以恒流模式进行驱替，较高的恒定流速 极易导致人口端憋压。如果围压随之升高，可能导致 出口端渗透率大幅降低。较低的恒定流速导致出口端 流量不易计量，容易造成较大的实验误差。游利军和 康毅力[19]等提出压力衰减法评价致密储层流体敏感 性，该方法具有评价渗透率范围广、评价结果精度高、 可行性强、易操作等特点。但根据流体敏感性损害机 理，压力衰减法测试需要在不同工作液损害前向岩样 内注人2 ~3 PV工作液流体，该方法向岩样内驱替流 体仍然采用常规的恒压驱替方法，对超深致密砂岩气
藏来说，极低的基质渗透率可能导致更换流体时岩样 内流体替换不彻底，造成实验误差。袁学芳等[20]以塔 里木盆地克拉苏构造带克深区带白垩系巴什基奇克组 致密砂岩储层 研究 象，
致密砂岩储层敏感
性评价的改进方法，但该方法没有考虑储层温度对流 体敏感性的影响，可能导致测试结果与地层实际情况 存在较大误差。综上可知，目前主流的流体敏感性评 价
评价超深致密砂岩气藏储层流体敏感性 多
， 需 成适 的实验评价 。
， 本
塔里木盆地 超深致密砂岩气藏
研究对象，在充分考虑储层地质特征基础上，建立了模 拟地层温度的高温高回压稳态实验法并开展了基质的 水敏、盐敏及碱敏等储层流体敏感性评价。通过实验 结果及矿场数据分析对比，明确了高温、高回压稳态法 评价超深致密砂岩气藏储层流体敏感性的可行性，探 讨了高温条件下的基质流体敏感性损害机理。
1实验样品与评价方法
1.1
实验岩样及流体
实验样品取自塔里木盆地A(埋深7 500 ~ 8 000 ?)、
B(埋深6 000 ~7 000 ?)两临近区块的白垩系巴什基
奇克组超深致密砂岩气藏井下样品。该层位储层具有 基质致密，粘土矿物丰富等特点。气藏储层温度140 ~ 160 _，实验室气测孔隙度分布于1% ~ 5%，平均 3.11%，3 MPa围压条件下测得气测渗透率分布于 (0.005 ~0. 035) x10-3 !?2,平均 0.014 x10-3 !?2。
学
结果
A
储层岩石 岩屑 石砂
岩、长石岩屑砂岩为主，B区块储层岩石以长石岩屑砂 岩和岩屑长石砂岩为主，相比A区块长石岩屑砂岩明显 增多。XRD全岩和粘土矿物分析结果如表1所示，全岩
结果 比发 B 储层石 ， 石及
土矿物等含量高于A区块;粘土矿物对比分析发现B区
储层
石， A
没有发
石。
评价
超深致密砂岩气藏储层流体敏
感性，分别选取A、B两区块井下基质样品各6块，开 展高温条件下的储层水敏、盐敏和碱敏实验评价。实
验岩样基础 性 及实验类型 2。根据矿场地层水离子组分分析结果，实验室配制 相同组分及矿物度的模拟地层水，配方见表3。水敏 实验流体分别为地层水、次地层水（1/2矿化度地层 水)及蒸馏水。盐敏实验流体分别为地层水、3/4矿化 度地层水、1/2矿化度地层水、1/4矿化度地层水、1/10 矿化度地层水及蒸馏水。碱敏实验测试流体是根据地
740
表1
石油与天然气地质
塔里木盆地白垩系巴什基奇克组储层岩样XRD分析结果
第\"9卷
Table 1 XRD analytical results of the formation samples from the Cretaceous Bashijiqike Formation，Tarim Basin
矿物含量/
区块
深度/?
石英
53.3157.7844.1139.5634.3242.08
%
粘土矿物相对含量
石
0.000.000.0029.9516.9024.56
白云石
5.823.692.492.521.551.43
石
7.576.9912.614.3312.333.19
石
29.1529.2137.1010.2322.399.10
粘土总量
4.152.333.6913.4112.5119.64
高岭石/
%0.000.000.006.985.326.03
绿泥石/
%13.0423.4032.5827.9121.2825.20
伊利石/
%61.1559.1643.7854.3462.5757.53
伊/蒙间层 矿物人％
25.8117.4423.6410.7710.8311.24
间层比
151515151515
7 730.45
A
区块
7 851.847 852.916 907.55
B
区块
6 758.426 755.11
表2塔里木盆地白垩系巴什基奇克组实验岩样基础物性参数
Table 2 Basic physical properties of the experimental sample rock from the Cretaceous Bashijiqike Formation，Tarim Basin
岩样
A1 -1A1 -5B3 -5B5 -5A2 -9A1 -9B3 -1B5 -12A1 -18A2 -10B5 -6B5 -9
埋深/m
7 724.437 730.596 902.366 758.437 973.817 973.996 892.826 778.417 852.787 973.726 775.286 776.38
长度/cm
5.4045.1724.9724.9323.0505.3155.3145.0805.1915.0715.0925.032
直径/cm
2.4852.4852.4852.4852.4852.4852.4852.4852.4852.4852.4852.485
气测孔隙度人％气测渗透率/(X
3.593.184.083.613.064.124.851.563.403.521.304.53
10)
实验类型
0.005 890.014 080.022 210.033 980.044 720.011 170.033 370.035 170.005 770.006 840.022 360.018 75
水敏实验
盐敏实验
碱敏实验
表;3塔里木盆地白垩系巴什基奇克组模拟地层水配方
Table I
无机盐类型含量/(m
g • L_1 %
Formula of simulated formation water from the Cretaceous Bashijiqike Formation，Tarim Basin
NaHCO\"563.24
Na2S〇4649.22
NaCl185 905.74
KCl 12441.50
MgCl23524.50
CaC;26 153.32
总矿化度
209 237.52
层水分析结果，配置相同矿化度的KCl模拟地层水， 根据地层水初始pH值及钻井完井液等工作液PH 值，确定碱敏工作液pH值分别为6.5，7.5，8.5，10， 11.5 和，13。1.2实验评价方法
为了模拟地层温度条件，针对A、B区块不同岩样 实验过程中测试系统(岩样夹持器及中间容器)分别加 热至140 _和160 _，实验装置如图1所示。实验步骤 如下所述:①岩样老化处理后抽真空加压20 MPa饱和 模拟地层水48 h;②将岩样装人岩样夹持器内，设置围 压为15 MPa，温度设定140 _ (B区块)/160 _ (A区 块）；③将回压值设定为5 MPa，\"岩样出/人口端同时注 人模拟地层水提高岩样出/人口端至回压阀设定值; ④通过恒流/恒压泵逐渐增大岩样人口端压力至
12 MPa，此后保持恒压状态向岩样内注人流体;⑤待驱 替流体流过岩样2 ~ 3 PV后，停止驱替待岩样与工作液 反应12 h，反应完成后使用同一工作液重新进行驱替， 使用移液管计量出口端流量，计算当前工作液条件下的 岩样渗透率;⑥待一级类型工作液测定完成后，更换次 一级流体，重复④、⑤实验步骤，直至实验结束;⑦整理
实验 据及实验 。
2
2.1
实验结果与分析
水敏头验结果
采用改进的高温高回压稳态评价方法获得了地层 温度条件下的储层水敏损害程度，评价结果如表4所 示。分析数据发现A、B两区块水敏指数0.41 ~0.52, 水敏程度中等偏强-中等偏弱。
第$期
康毅力，等.塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价
741
图
Fig. 1
1
高温高回压液测致密砂岩储层流体敏感性实验装置
Experimental apparatus to measure fluid sensitivity of tight sandstone under HTHB
表4塔里木盆地白垩系巴什基奇克组储层水敏损害
实验评价结果
水敏实验过程中相对渗透率（％/%)变化曲线如 图.
。
，工 有 样品。
更换为1/.矿化地降低。工
，B
更换为样品下
层水时，岩样 降幅
大于A
Table 4 Evaluation results of reservoir water sensitivity experiments in the Cretaceous Bashijiqike Formation， Tarim Basin
流体类型
岩样
参数
%(10-6
/%
%(10-6 !m2) 0.560
/%
%(10-6 !m2)
D%
%(10-6 !m2)
D%
1.0430.939
水时，相比1/2矿化地层水
地层水
) 0.485
1/2
化度 地层水
0.26345.80.38830.70.64231.60.67834.0
水
0.23651.40.32941.30.49946.90.53149.1
储层损程度中等偏强中等偏弱等等
2.2盐敏实验结果
采用改进的评价 地层 层盐敏 程度，评价结果如表4 。
A'B
A1 -1
A1 -5
下的储
据发性，盐敏指
敏指数
B
B3 -5
都
敏指 。
较强的盐敏 强。
，A
均0.80，
0.72〜0.82，敏程 均0.72，B 敏性 强 A
B5 -5
注*“一”为未计算的数值。
a.样品 A1 - 1; b.样品 A1 - 5 ; c.样品 B3 - 5 ; d.样品 B5 - 5
742
表5
石油与天然气地质
塔里木盆地白垩系巴什基奇克组储层盐敏损害实验评价结果
第39卷
Table 5 Evaluation results of reservoir salt sensitivity experiments in the Cretaceous Bashijiqike Formation，Tarim Basin
流体类型
岩样
参数
Xrft m-tU地长爪
3/4
化度
1/2
地层水
0.79118.22.7661.20.63019.30.29630.0
化度地层水
0.36861.91.22843.90.49436.70.22646.6
1/4
化度地层水
0.29269.80.90067.90.28363.70. 17159.5
1/10
化度地层水
0.26573.00.89368.00.24079.30.09178.4
储层损害程度
蒸
0.26472.90.79471.60.16281.80.08979.0
A1 -9
%(10-6 !m2%0.967
损害率/%
A2 -9
%(10-6 !m2%
一
2.800
强
损害率/%
B3 -1
%(10-6 !m2%
D%
B5 -12
%(10-6 !m2%
D%
一
0.781
强
一
0.423
强
一
强
注*“一”为未计算的数值。
图
Fig. 3
3
塔里木盆地白垩系巴什基奇克组储层盐敏损害渗透率变化曲线
h 样品 A1
Permeability curves of reservoir salt sensitivity experiments in the Cretaceous Basliijicjike Formation, Tarim Basin
-9;b.
样品 A2 - 9 ;c.样品 B3 -1 ;d.样品 B5 -12
敏实验过程 化 如图3 。，工流体更换为3/4矿化地层水时，岩样 均有
降低（A2-9
%。工流体更换
基本都
：
1/2矿化地层水时，测试岩样
2.3碱敏实验结果
采用改进的碱敏评价 的储层碱敏
程度，评价结果
强。
A'B两区块都
地层
6。 A
下据
碱敏指数
B
的50%。工流体更换为1/10 化地
层水和
水
化幅度非常小，基本保持一研究区块储层
化
『
致。
1/2地层水矿化度。
较强的碱敏损害，碱敏指均0.88，
碱
0.78〜0.92,碱敏程 均0.85，B
敏指
敏性略强于A区块。
第$期
康毅力，等.塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价
表6
塔里木盆地白垩系巴什基奇克组储层碱敏损害实验评价结果
743
Table 6
岩样
Evaluation results of reservoir alkali sensitivity experiments in the Cretaceous Bashijiqiuke Formation，Tarim Basin
流体pH
6.5
%(10-6 !m2%
5.768
7.51.30977.23
0.416
0. 125 70.00
0.276
0.06676.78
0.420
0. 132 68.61
8.51.30977.230.11971.400.08691.610.08978.86
101.07381.340.09078.300.02485.660.10176.04
11.51.11980.540.13368.100.02392.000.07981.09
130.47991.680.13866.900.03786.930.07183.24
1塔长伽吾往;be
强
A1 -18
损害率# % %
%(10-6 !m2%
A2 -10
损害率/
强
%
B5 -9
%(10-6 !m2%
D%
强
B5 -6
%(10-6 !m2%
D%
强
注*“一”为未计算的数值。
pH=11.5 PH=1；
进液量/PV进液量/PV
进液量/PV进液量/PV
图4塔里木盆地白垩系巴什基奇克组储层碱敏损害渗透率变化曲线
h 样品 A1
Fig. 4 Permeability curves of reservoir alkali sensitivity experiments in the Cretaceous Bashijiqike Formation，Tarim Basin
- 18 ; b.样品 A2 -10 ;c.样品 B5 - 9 ;d.样品 B5 - 6
碱敏实验过程中渗透率变化曲线如图4所示。由
，工流体更换为pd =7.5工 均有
工
不
岩样 格的
，岩样
降低，下降幅度超过60%。更换后续体为下降，但波动 ，并
程。岩样A2 - 10从pH = 10的工
小幅
更换为pH =
，如果施工条件允许，研究区块入井工作液
pH 不宜 7.5。
G4对比分析2.4. 1 评价结果对比
进
性评价 计
通过改进的
回压流体敏感
料调研的研究
更换为pH = 11.5的工 升高。岩样B5-9从pH=8.5的工 10的工 工
、从pH = 11.5的工 也
小幅
的评价结果的可靠性，通
有文献中采用室温测试
更换为pH = 13的的现象。自
储层流体敏感性结果。 基质流体敏感性测试实验
744石油与天然气地质第39卷
难度大，目 献 评价裂缝岩样的流体敏感性为
， 保 据量，本 计了研究
致密
砂岩储层的基质流体敏感性评价结果，实验结果如
7 。
比
据不难
，本测得的流体敏感性
程度远强于室
下的评价结果，说明
室 下测得的流体敏感性
估了储层的实际
流体敏感性 。2.4. 2 矿场资料对比
A、B
常用的 体系包括水基 和
油基 种，水基 氯化钾磺化盐
水基
和有机
，油基 UMD-2油基
[21] 。 结
及本 实验 据，
水基 化 本文实验测的地层临
化度，pH远 本文测得的地层 pH ，钻 程中的 滤失及漏失都
成严重的流
体敏感性
。油基
油水比高，滤
自由水少，诱发储层流体敏感性的机率及
程度远小
表7
塔里木盆地白垩系巴什基奇克组不同方法获得
流体敏感性实验结果对比
Table 7 Comparison of evaluation results of reservoirs fluids sensitivity damage in the Cretaceous Bashijiqike
Formation，Tarim Basin
水敏指盐敏指数碱敏指文献数据
本评价
献价
结果
献1据本文评价 据 结果
献据
本评结果
0.25[2]0.41— 0.720.31[2]0.920.52[2]0.52— 0.730.34[2]0.780.37[20]0.47— 0.82—0.920.11[20]
0.49
—
0.79
—
0.83
注*“一”为未找到相关实验数值。
45.61
(e
s3o寸 01)/
酬
lm
2
o
B5井
A9井
A902井
图5塔里木盆地白垩系巴什基奇克组采用水基/
油基
气
途测试资料
Fig. 5
DST data interpretation of gas wells using water/oil-based
drill-in fluids，in the Cretaceous Bashijiqike Formation，Tarim Basin
水基 ， 油基 成的储层流体敏
感性 较弱。统计1 口 水基 （B5)
和2 口 油基 （A9，A902)的途测试资料，统计结果
5。B5
水基
pH =
11.5，氯根含量90 000 mg/L，该井中途测试产量接 0， 绝的现象。而采用油基 的A9井和A902 途测试 达到45. 61 \\104?3和30.45 \\104?3，表现出了较好的产能。对 比
测试结果 水基工
成的储层流体敏
感性 更严重，与
实验评价结果相符。
3讨论
3.1
改进评价方法的机理及优势
通常气测岩样 通
1〜2 MPa回压消
滑脱效应[22]，
储层岩石
测试精度。以往口端加回
岩样流动阻力，降岩样渗
流能力，不适
测致密储层
。本通过调
研及探索实验发现，岩样驱替过程中预加岩样出口端 回压不仅不会降低岩样渗流能力，反而可有效 工
作流体的流入效率，增强流体通过岩样的能力。原理
结为3点:①
回压促使小孔道参与流通，渗
流通道增多;②大 力压缩了水膜厚 流
截面积，进而
储层的流体注
力;③口端预加
回压有助于降低岩样出口端有效应力，降岩样出口 端应力敏感造成的
降低程度，有效 岩样渗。 岩样渗流能力，预
的
回
：接
近或
汞测得的排驱压力。
回
采用常规的 测试不同流体处理后岩样的 ，
评价机理清楚。专
利 回
致密岩样
的特点，模拟地层
实 ，开展流体敏感性实验。
，回压有
效
流体沸点，防实验过程中岩样出口端结盐，有
效降
下出口端流体沸腾造成的实验误\\[23]。 实验 扩展
测法评价致密砂岩
敏感性的
范围，对超深致密砂岩气藏储层损害
评价具有重要借鉴意义。3.2
高温流体敏感性损害机理
3.2. 1 高温加剧矿物膨胀/脱落
XRD分析数据显示研究区块致密砂岩气藏粘土
利石、 层
，广泛 粒间
、粒缝等渗流通道的关键 （图6)。流体流动
第$期
康毅力，等.塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价
745
图5塔里木盆地白垩系巴什基奇克组超深致密砂岩储层粘土矿物结构特征
Bashijiqike Formation，Tarim Basin
Fig. 6 Structural features of clay minerals of ultra-deep tight sandstone reservoirs in the Cretaceous
a.粒间孔，伊利石，伊/蒙间层矿物，A904井，埋深7 724. 52 m[24]; b.粒间缝，伊利石，伊/蒙间层矿物，A904井，埋深7 734. 67 m
程中，较大 并 。
，
的
容易造成岩石
被冲断，随流体迁
成堵塞，造成流体敏感性
膨胀，
围
径0.09〜0.66 !m，对渗透率贡献最大孔喉半径介于 0. 16〜0. 63 !m，平均大 品实验 岩 献 水膜厚 水 的
结果如图7 水膜厚 的 化是研究 ，
0.21 !m，典型样
。目的研究 同
致密砂
，认
流通道的狭窄
下向内压缩 成储层损害[25]。
体积，造成储层渗流能力降低，也降低微粒从孔壁脱落所需
，流体流动过程中
从
壁面
的Zeta电位与储下极有 ，
12〜200 nm，与研究储层
。基
储层流体敏感性的重要损
荷电，与极性厚度和强度
关，双电层越厚，水
成一层具有
要的能量，加速微粒的脱落[26]。因地层微粒在流体拖曳力的 脱离，造成储层。 层颗粒的
机理。水膜是指岩石或
水层，与电层厚
性密切相关，Zeta电位越高，颗粒之间的
斥力越大[27]， 微粒也就越容易发生水化膨胀
脱落。Zeta电位的表达式如公式(1 % *
LT
! =- 2.303 ^$(pH -pH/J (1%
e
膜厚度越大，从而降 流动渗流通道横截面积[29]。
，双电层厚度（Debye-Huckel长度） 较大，
关系式如公式(2%所示™*
式中*!为Zeta电位，mV#为玻尔兹曼常数，1023 J/K;E 为热力学温度，K;$为电子电荷，1.6 X 10_19 CpH^S 〖表面等电点。！与测试流体pH值、流体 及实验 密切相关。
根据公 ！ T着流体pH 也就是说随着流体ph 的升筒， 微粒壁面的负电荷 脱落的概
大，从而造成碱敏。
导致
密度
式中：\"_1为Debye-Huckel长度，nm;#0为真空介电常 数，8.854 x 10_12 C2/(J • m%;#*为液体相对介电常
的升高而增大，
等易脱落
，高石
;E
力学温度，K4为玻尔兹曼常数，10_23 J/K;
为阿伏伽德罗常数，强度，腦1蒙。
，\"_ 1与测试流体
电层厚
密度和大(水
强度的降低而增大，
$为电子电荷，1. 6 X 10_19 C;F6.02 X 1023 mol1;/;
根据公式(2 % 实验 膜厚 降低，储层
密切相关。^1随着 ％，动的
，微粒之间的斥力增大，导致其
石为典型的层状结构，层斥力
水化膨胀，增大储层岩石比 ，降岩石 。这也能够解释 下B 储层的盐敏及碱敏性
程
强于A区块的原因。
换言之，随着流体矿化度的降
水敏和盐敏
体积减小，从而造成：率
。而随着实验
推测，高
下的流体敏
结化
实了水膜厚
3.2.2 高温增大水膜厚度
微的超深致密砂岩储层，粘 化被 诱发储层流体敏感性的重
，研究
基质
半
的 而 ，\"也 大。
下水膜厚度比常 下要大， 感性程
室内
果与实验对比结果一致，也
储层流体敏感性
下的测试值。理论
面的水膜厚
要机理[28]。 汞据 机理之一。同时，研究结
746石油与天然气地质第39卷
%
4/o齊
鐽柩3
o齊
鄉憋
2
o0.001 0.01 0.1
孔喉半1 径八10 100 1 000
im
图7
塔里木盆地白垩系巴什基奇克组不同半径孔喉对
储层
献值关系
Fig. 7
Pore throat radius vs. permeability in the Cretaceous
Bashijiqike Formation，Tarim Basin
果进
开展深层超深层储层流体敏感性时需要
储层的
。
3.2.3 高温加速矿物溶解/沉淀
储层岩石内的石英、长石等 下易与碱性工
发生溶蚀，溶蚀
流体
下进一生硅酸盐颗粒堵塞
,31 _32-。
速矿物
与流体的反应速度，加剧储层 程度。Dovv
(1994)[33]建立了石 25〜300 〇C条件下不同pH (pH=2〜12%流体内的溶蚀速率公式：
3D B-10.7^7 -66 000/RT = $ $ -4.7 T$ -82T 70 0/R$!n Sl〇H +
,$!T SK)Ht-〇t 1.1(3)
式中:3为石英溶蚀速率，mol/(m2 • s); T为热力学
温度，K;$为电子电荷，1. 6 x 10_19 C!3为气体常数，
J/(m〇l • 1〈）；$!讓代表总表面以中性态存在的硅羟基
基团分数（>SiOH);$!siHot表去质子化状态硅羟基 基团分数（！SiO-或！SiO- -Na+)。
如公式(3% ， 剧石英的溶蚀速率。
石英和长石溶蚀后的
与碱性流体的氢氧根发生反成硅酸盐难 。
内生的难
较小， 发生 ，并
程中堵塞
，造成
储层
。 硅酸 颗粒堵塞
，
流体
力的变化造成封堵层失效，造成实验过程中的测试样
品 动，结论与碱敏实验 （图4a，b)较
。
4结论
1)目前行业常用的流体敏感性测试方法存在可
评价的岩 下 、没有 储层温度
等不足，已不适
超深致密砂岩气藏。
2) 改进的评价
更好的反映储层实
，降低实验误差，
测试结果
，扩展
测
评价致密砂岩敏感性的 范围。3) 采 回 测的储层水敏指数0.41〜0.52,水敏程度中等 〜中等偏强;盐敏指数0.72〜
0.73，敏程 强;碱敏指数0.83〜0.92,碱敏程度强，评价结果 改进的评价
的
程度
强
往室温条件下的测得的实验结果，与矿场实际更。4)
微
及发育的
诱发流体敏感性的内因， 大
水膜厚度、降有效流通道
，加剧
水化膨胀、促进地层微粒
，速
D
剧超深致密砂岩储
层流体敏感程度的 机制，该研究成果对超深致密
储层
评价具有重要借鉴意义。
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(编辑张玉银)
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