岩心敏感性系数

为了更好地、全面和定量地评价油气层的伤害，提出了用岩心敏感性系数来综合描述油气层伤害程度的方法。

3．2．1．1　速敏系数的概念

岩心速敏实验是油气层敏感性实验中一项很重要的实验内容。通过速敏实验，可以得到一个不使岩心产生渗透率伤害的最大流量，这个流量就是我们常说的临界流量。临界流量是表示岩心速敏性质的唯一参数。但实际上，通过对大量岩心速敏实验曲线（图3－4）的观察和分析，发现很多具有相同临界流量的岩心有着不相同的曲线形状，这些曲线形状包含了大量的信息，表现了岩心不同的速敏特性。为了定量地把这些包含在曲线里面的信息表示出来，提出用岩心速敏系数来全面、客观和定量地描述岩心的速敏性质。岩心速敏系数与临界流量是一种互补关系，临界流量仅说明了当流量超过它时地层将发生速敏伤害，而速敏系数则能综合表示出地层对流速的敏感性程度和伤害程度的大小。

3．2．1．2　速敏系数的数学模型

根据前面的讨论，对速敏系数的要求是既能反映岩心速敏伤害程度的大小，同时又要反映出渗透率随流量的变化趋势，这就是单位流量增量的渗透率下降值。此外，为了方便使用，速敏系数还应当具备标准化和无因次的特点。速敏系数正是根据上述要求推导出来的。

首先，把速敏试验的流量从低到高依次计为Q1，Q2，…，Qm，与之相对应的渗透率记为K1，K2，…，Km。岩心的最大渗透率和所用的流量分别记为Kn和Qn，即从Qn以后岩心渗透率便开始下降，岩心单位流量增量的渗透率下降值可用比值表示：

图3－4　岩心速敏实验曲线

该比值的物理意义是最大渗透率所对应点（Kn，Qn）与其后各测点（Kn＋i，Qn＋i）连线的斜率，这一斜率越大，表示岩心受速敏伤害的影响越强。在i的所有可取值范围内，必有一点p使该值取得最大值，即

为了消除岩心本身渗透率大小和不同实验流量带来的影响，需要对进行无因次处理。用岩心的最大渗透率Kn除以该值，并考虑速敏试验规定的最大流量6mL／min，得到比值：

此值的取值范围为0～∞，在使用上不太方便，需要进行标准化处理。由于该值取值范围本质上是一条直线的斜率，对其求反正切可化为0°～90°之间的角度值，再用90除之，便得到0～1范围内的数值，即tan 90。

由岩心速敏伤害程度的定义，如果用K1表示岩心速敏伤害后的最小渗透率，则岩心速敏系数Fv定义为

Fv是范围在［0，1］区间的无因次量。当Fv＝0时，表示岩心没有速敏。当Fv＝1时，表示岩心有最强的速敏性。

3．2．1．3　盐敏及碱敏系数

借鉴岩心速敏系数的分析方法，同样可以得到岩心盐敏、碱敏系数的计算方法。

岩心盐敏系数

岩心碱敏系数

式中：Fs——盐敏系数；

　　　Fa——碱敏系数；

　　　Sp，Sn——矿化度（μg／L）；

　　　pHp，pHn——pH值；

　　　ΔSn——最高矿化度与最低矿化度之差。

其余符号意义同前。

所有的Kn、Kp、K1、Sp、Sn、pHp、pHn、Qp、Qn都是从岩心敏感性实验数据库里取得数据，经过程序自动计算得到。