ICS75.020
备案号：29757—2010
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5358-—2010
代替SY/T5358—2002
储层敏感性流动实验评价方法
Formation damage evaluation by flow test2010-08一27发布
国家能源局
2010一12一15实施
规范性引用文件
术语和定义
方法原理
实验准备
流速敏感性评价实验
水敏感性评价实验
盐度敏感性评价实验
酸敏感性评价实验·
碱敏感性评价实验
应力敏感性评价实验
工作液评价
检测过程的质量控制
数值修约
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
敏感性评价实验报告格式
不同压力下CO2在水中的溶解度
SY/T5358-—2010
SY/T5358—2010
本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T5358—2002《储层敏感性流动实验评价方法》，与SY/T5358—2002相比主要变化如下：
增加了从概述、实验流体、操作步骤、数据处理、实验结论、注意事项及应用局限等方面对储层敏感性流动实验评价方法的阐述；对方法原理进行了补充，盐度敏感性增加了流体矿化度升高对岩心渗透率影响的评价实验；检测过程的质量控制中增加了对温度稳定性要求；-删除了2002年版中束缚水下的流速敏感性评价实验、残余油下的水敏感性评价实验、酸敏感性动力学实验、酸敏感性热力学实验等；在检测过程的质量控制中删除了对岩样饱和程度的判断及操作人员数量的要求；修改了2002年版中的部分技术指标，如岩样烘干温度、实验用水的过滤、临界参数值的选取、流速敏感性判断及酸敏感性损害程度的评价指标等；修改了部分术语的定义；
修改了应力敏感性评价及工作液评价的实验程序；明确了原始记录及测试报告中数据的修约位数。本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院。本标准起草人：曲岩涛、房会春、朱健、殷艳玲、吕秀芝、李兴、肖莉、刘桂阳、王海方、李新。
本标准代替了SY/T5358—2002。SY/T5358—2002的历次版本发布情况为：SY/T5358-1991，SY/T5358—19941范围
储层敏感性流动实验评价方法
本标准规定了储层敏感性流动实验评价方法、评价指标。SY/T5358—2010
本标准适用于空气渗透率大于1×10-3um2的碎屑岩储层岩样的敏感性评价实验方法；对于空气渗透率小于1×10-3um2的碎屑岩或其他岩性的储层岩样的敏感性评价实验可参照本标准执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。SY/T5336岩心分析方法
SY/T5345岩石中两相流体相对渗透率测定方法岩石孔隙体积压缩系数测定方法SY/T5815
SY/T6385
3术语和定义
覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法下列术语和定义适用于本文件。3.1
流速敏感性
velocitysensitivity
因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移从而堵塞喉道，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。
水敏感性
water sensitivity
较低矿化度的注入水进人储层后引起黏土膨胀、分散、运移，使得渗流通道发生变化，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。
盐度敏感性salinitysensitivity一系列矿化度不同的盐水进入储层后，因流体矿化度发生变化引起黏土矿物膨胀或分散、运移，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。3.4
主acidsensitivity
酸敏感性
酸液与储层矿物接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。3.5
碱敏感性
alkalinesensitivity
碱性液体与储层矿物接触发生反应，产生沉淀或引起黏土分散、运移，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。
SY/T5358-2010
应力敏感性stress sensitivity岩石所受净上覆压力改变时，孔喉通道变形、裂缝闭合或张开，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。
临界流速
criticalvelocity
随着流速的增加，不同流速下岩石渗透率与初始渗透率相比较，变化率大于20%时所对应的前一个点的流速。
临界盐度
critical salinity
随着盐度的升高或降低，不同盐度下岩石渗透率与初始渗透率相比较，变化率大于20%时所对应的前一个点的盐度。
临界pH值criticalpHvalue
随着注人液pH值的不断上升，不同pH值下岩石渗透率与初始渗透率相比较，变化率大于20%时所对应的前一个点的pH值。
criticalstress
临界应力
随着加载到岩心上的净上覆压力的增加，不同净上覆压力下岩石渗透率与初始渗透率相比较，变化率大于20%时所对应的前一个点的净应力值。3.11
净围压netconfiningpressure
岩心所承受围压与岩心人口端压力的差值。3.12
standardbrine
标准盐水
配方为NaCl：CaClz：MgCl·6H,O=7：0.6：0.4（质量比）的盐水。3.13
工作液workfluid
在钻井完井、开发及增产措施等各个工艺环节用液或油田要求的其他液体，包括钻井液、完井液、射孔液、酸化液、注人水、压井液、压裂液等。4方法原理
根据达西定律，在实验设定的条件下注人各种与地层损害有关的液体，或改变渗流条件（流速、净围压等），测定岩样的渗透率及其变化，以判断临界参数及评价实验液体及渗流条件改变对岩样渗透率的损害程度。
岩样渗透率测定条件必须满足达西定律的要求，考虑气体滑脱效应和惯性阻力对测定结果的影响，选择使用合理的压力梯度或流速，可参考使用SY/T5336推荐的达西方程允许的最大压力梯度，或者根据卡伟霍夫的雷诺数Re计算服从达西定律的最大流速「见公式（1)]。e= 3. 5μ : gp/2
式中：
流体的最大渗流速度，单位为厘米每秒（cm/s）；岩样渗透率，单位为二次方微米（μm2）；-测试条件下的流体黏度，单位为毫帕秒（mPa·s)；$岩样孔隙度；
一流体在测定温度下的密度，单位为克每立方厘米（g/cm\）。e
4.1岩样气体渗透率的计算
气体在岩样中流动时，依据达西定律计算岩样渗透率的公式见公式（2）。Ks=2×103
式中：
K。———岩石气体渗透率，单位为十的负三次方二次方微米（103μm）；测试条件下的流体黏度，单位为毫帕秒（mPa·s)；LWww.vV99.net
岩样长度，单位为厘米（cm）；一岩样横截面积，单位为平方厘米（cm2）；测试条件下的标准大气压，单位为兆帕（MPa）：p,
Q一气体在一定时间内通过岩样的体积，单位为立方厘米每秒（cm*/s)；p,
岩样进口压力，单位为兆帕（MPa)；岩样出口压力，单位为兆帕（MPa)。4.2岩样液体渗透率的计算
液体在岩样中流动时，依据达西定律计算岩样渗透率的公式见公式（3）。Ki=:8×102
式中：
岩石液体渗透率，单位为十的负三次方二次方微米（10-3μm2）；测试条件下的流体黏度，单位为毫帕秒（mPa·s)；岩样长度，单位为厘米（cm）；岩样横截面积，单位为平方厘米（cm2）；岩样两端压差，单位为兆帕（MPa）；流体在单位时间内通过岩样的体积，单位为立方厘米每秒（cm2/s）。5
实验准备
5.1岩样准备
5.1.1岩样制备
SY/T5358—2010
柱塞样品的钻取方向应与储层液体流动方向一致，岩心制备过程应保证岩心矿物成分及孔5.1.1.1
隙结构不发生改变。
5.1.1.2岩样端面与柱面均应平整，且端面应垂直于柱面，不应有缺角等结构缺陷。5.1.1.3直径一般为2.54cm或3.81cm左右，长度不小于直径的1.5倍。3
SY/T5358—2010
5.1.2岩样清洗
5.1.2.1在进行敏感性流动实验前，必须把岩样中原来存在的所有流体全部清洗十净。5.1.2.2考虑清洗岩样孔隙中原油的溶剂及清洗方式对黏土矿物结构的影响，建议依据岩样成分按SY/T5336的规定洗油至亲水。如果洗油前未知岩石成分，一般可采用酒精与苯的混合物清洗原油。5.1.2.3地层水矿化度高于20000mg/L或未知地层水资料时，需要采用甲醇等试剂进行除盐处理。5.1.3
岩样烘干
为保证岩样中黏土、石膏的性质不发生变化，烘干条件应按SY/T5336的规定执行。如果烘干前未知岩石组分，烘干温度应控制在不高于60℃，相对湿度控制在40%～50%。5.1.3.2
于10mg。
每块岩样应烘于至恒重，烘干时问不小于48h，48h后每8h称量一次，两次称量的差值小5.1.4测定空气渗透率
按SY/T5336的规定测定空气渗透率。5.1.5岩样饱和及孔隙体积测定
5.1.5.1将烘干后的恒重岩样按SY/T5336的规定抽真空，饱和测定初始渗透率所用流体。5.1.5.2岩样饱和应针对岩样渗透率及胶结情况，采取不同的饱和压力，加压时间不低于4h，以保证岩样充分饱和。
5.1.5.3岩样在饱和液中浸泡至少40h以上，测定饱和液体后岩样的质量。5.1.5.4按公式（4）和公式（5）计算岩样的有效孔隙体积和孔隙度。V,=m,-mo
×100%
式中：
干岩样质量，单位为克（g)；
岩样饱和液体后的质量，单位为克（g)；在测定温度下饱和液体的密度，单位为克每立方厘米（g/cm\）；岩样有效孔隙体积，单位为立方厘米（cm2）；V，一岩样总体积，单位为立方厘米（cm）；Φ—岩样孔隙度。
5.2流体配制与处理
5.2.1实验用水
实验盐水通常根据评价区块地层水分析资料室内配制，也可采用与地层水矿化度相同的标5.2.1.13
准盐水或氯化钾溶液。如果地层水资料未知时，可采用矿化度为8%（质量分数）的标准盐水或氯化钾溶液。
2工作液通常为现场实际用液，或根据现场配方室内配制。4
SY/T5358—2010
5.2.1.3所有敏感性评价实验用水均应在实验前放置1d以上，环境或实验温度较高时应在实验用水中加入杀菌剂，然后用0.22um的微孔滤膜除去微粒物质。5.2.1.4工作液评价实验根据实验目的和工作液类型，可采用不过滤或用不同孔径的滤膜过滤的方式。
5.2.2实验用油
实验用油为精制油等。油的处理操作应按SY/T5345的规定执行。5.3实验流程和仪器仪表
实验流程
实验流程如图1所示，适用于恒速与恒压条件下的评价实验。1-高压驱替泵或高压气瓶；2-高压容器；3—过滤器；4压力计；5—多通阀座；6—环压泵；7--岩心夹持器；8--回压阀；9-出口流量计量。图1岩心流动实验流程图
仪器仪表
名称及规格如下：
高压驱替泵：精度不低于0.01cm/min；环压泵。
高压气瓶。
高压容器。
岩心夹持器。
过滤器：过滤介质应为滤膜（0.2μm～0.45um）、瓷芯（小于1um，土酸和碱性流体不得用瓷芯)，不应为金属芯。
压力计：0.4级以上（含0.4级）的机械压力表、压力传感器、差压传感器。多通阀座。
回压阀、高压调压器及定值器。体积计量器具。
电子天平：感量不高于10mg。
秒表：分度值为0.01s。
游标卡尺：分度值为0.02mm。
SY/T5358—2010
6流速敏感性评价实验
6.1概述
流速敏感性是指在试油、采油、注水等作业过程中，当流体在储层中流动时，由于流体流动速度变化引起地层微粒运移、堵塞孔隙喉道，造成储层岩石渗透率发生变化的现象。实践证明，微粒运移在各作业环节中都可能发生，而且在各种损害的可能性原因中是最主要的一种。它主要取决于流体动力的大小，流速过大或压力波动过大都会促使微粒运移。地层微粒主要有以下几种来源：地层中原有的自由颗粒和可自由运移的黏土颗粒；一受水动力冲击脱落的颗粒；
一由于黏土矿物水化膨胀、分散、脱落并参与运移的颗粒。它们将随流体运动而运移至孔喉处，要么单个颗粒堵塞孔隙，要么几个颗粒架桥在孔喉处形成桥堵，并拦截后来的颗粒造成堵塞性伤害。6.2实验流体
考虑到在不同作业方式下流体性质的不同，如采油作业和注水作业中流体的性质截然不同，采油作业中油的流动速度变化（即产量变化）所造成的渗透率变化是油日开发中确定单井合理产能的主要依据；而注水作业中水流动速度的变化所造成的渗透率变化是油田开发选择合理注水速度的重要依据。因此原则上应分别用地层原油或地层盐水作为流体来做速敏试验，以便认识不同流体流动条件下由于微粒运移造成储层渗透率发生变化的规律。考虑到地层原油以及地层盐水的获取较为困难，因此室内试验可用室内配制与现场流体性质接近的模拟地层水或黏度接近的精制油作为实验流体。对于地层流体资料缺失的储层可选择中性煤油或8%（质量分数）标准盐水作为实验流体。6.3操作步骤
6.3.1实验准备
将完全饱和的岩样装人岩心夹持器中，应使液体在岩样中的流动方向与测定气体渗透率时气体的流动方向一致，并保证在整个实验过程中不会有空气遗留在系统中，然后缓慢将围压调至2.0MPa，检测过程中始终保持围压值大于岩心人口压力1.5MPa2.0MPa。6.3.2实验过程
可按照0.10cm/min，0.25cm/min，0.50cm/min，0.75cm/min，1.0cm/min，1.5cm/min，2.0cm/min，3.0cm/min，4.0cm/min，5.0cm/min及6.0cm/min的流量，依次进行测定。也可根据岩样空气渗透率选择合适的初始测试流速和流速间隔。对于低渗透的致密岩样，当流量尚未达到6.0cm*/min，而压力梯度已大于2MPa/cm，可结束实验。6.3.3岩心渗透率的测定要求
按照13.3的要求测量压力、流量、时间及温度，待流动状态趋于稳定后，记录检测数据。6.3.4换向流动实验
在一定的流速及不间断流动的情况下，迅速切换流体注人方向，通过岩心正反向渗透率的变化来研究颗粒运移对岩心渗透率的影响程度。换向流动实验的选择可针对有特定需求研究的实验进行。6
6.4数据处理
6.4.1报告格式
报告格式参见附录A。
6.4.2岩心渗透率的计算
岩心渗透率的计算参照4.2执行。6.4.3实验流量与实际流速换算
按公式（6）将实验流量换算成渗流速度。式中：
一流体渗流速度，单位为米每天（m/d)；Q一一流量，单位为立方厘米每分钟（cm/min）；A一岩样横截面积，单位为平方厘米（cm2）；—岩样孔隙度。
6.4.4岩样的渗透率变化率
由流速敏感性引起的渗透率变化率按公式（7）计算。D. =IK=Kil×100%
式中：
SY/T5358—2010
不同流速下所对应的岩样渗透率变化率；Dm
K，一一岩样渗透率（实验中不同流速下所对应的），单位为十的负三次方二次方微米(10-3μm2);
初始渗透率（实验中最小流速下所对应的岩样渗透率)，单位为十的负三次方二次方微米K
(10-3μm2)。
6.4.5绘制实验曲线
以流量（cm/min）或流速（m/d）为横坐标，以不同流速下岩样渗透率与初始渗透率的比值为纵坐标，绘制流速敏感性评价实验曲线图。6.5实验结论
6.5.1临界流速的判定
随流速增加，岩石渗透率变化率D大于20%时所对应的前一个点的流速即为临界流速。6.5.2速敏损害程度的确定
速敏损害率按公式（8）计算。
SY/T5358—2010
式中：
一速敏损害率；
D=max(D,Dw,,D)
Da，D，D.—不同流速下所对应的渗透率损害率。6.5.3
速敏损害程度评价指标
速敏损害程度评价指标见表1。
表1速敏损害程度评价指标
速敏损害率，%
D,≤5
530506.6注意事项和应用局限
该方法的注意事项和应用局限如下：损害程度
中等偏弱
中等偏强
a）由于流速敏感性只是评价岩样中微粒运移的可能性及程度，所得的实验结果与实际油藏会有一定的偏差。
临界流速所反映的只是储层岩石颗粒发生明显运移时所对应的流速。本标准所规定的临界b)
流速只是一个参考参数，研究人员或实验人员可根据速敏实验结果并结合实际情况，合理选择生产流速或实验流速。
对于疏松岩样，由于其孔隙喉道较大，颗粒容易冲出岩样，应尽量选择较长样品，其长度不应低于直径的2倍。
用液体测定低渗透率岩心需要较长时间才能达到稳定，可采用较短岩心或低压缩量的测定d)
流体。
由于岩样的非均质性导致流体在岩心中流动时正向与反向渗透率有所差别：对速敏实验结果的判断造成一定的影响，因此换向流动实验应选择正反向空气渗透率接近的岩样进行实验。7水敏感性评价实验
7.1概述
水敏感性是指较低矿化度的注入水进入储层后引起黏土膨胀、分散、运移，使得渗流通道发生变化，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。产生水敏感性的根本原因主要与储层中黏土矿物的特性有关，如蒙皂石、伊/蒙混层矿物在接触到淡水时发生膨胀后休积比正常体积要大许多倍，并且高岭石在接触到淡水时由于离子强度突变会扩散运移。膨胀的黏土矿物占据许多孔隙空间，非膨胀黏土的扩散释放许多微粒，因此水敏感性实验目的在于评价产生黏土膨胀或微粒运移时引起储层岩石渗透率变化的最大程度。黏土矿物含量的高低直接影响着储层水敏感性的强弱。此外，影响储层水敏感性伤害程度的因素不仅与黏土矿物的种类和含量有关，还取决于黏土矿物在地层中的分布形态及地层的孔隙8
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