注入水水質超標引起的損害評價

劉峻峰，張濤，劉永川，謝成，辛萌

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

注入水水質超標引起的損害評價

劉峻峰，張濤，劉永川，謝成，辛萌

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

注水水質直接影響油田的開發效果，劣質水可直接堵塞油層滲濾端面，導致注水井吸水能力下降、注入壓力升高、進一步加劇了儲層的非均質性。本文通過對現場注入水檢測分析，進而對地層的損害程度進行了室內評價。現場注入水SS/d/O三項指標均超標，40 PV和100 PV時損害率高達40%和85%左右，注水堵塞嚴重。利用油田注水決策系統模擬器UTWID 6.0模擬了在現場注入水水質標準下的注水井污染半徑及吸水能力。模擬結果顯示，單井的吸水能力維持在330天，即解堵周期為330天/次為佳，半衰期為100天，污染半徑為2.0 m，為下步改善注水效果提供基礎。

水質；超標；損害；評價

注水水質直接影響油田的開發效果，劣質水可直接堵塞油層滲濾端面，導致注水井吸水能力下降、注入壓力升高、進一步加劇了儲層的非均質性。水質的要求和水質評價的依據，是由儲層性質決定的，因此，國際上尚無統一標準。油田開發及注水專家以保護儲層為目的，提出了一些原則性建議。前蘇聯的一些專家認為，注入水的損害程度與井底儲層物性有關，在保證注水壓力恒定的情況下，因堵塞導致的吸水能力的下降極小（＜5%），洗井便可滿足增產增注的要求，同時有些學者也爭議的認為吸水能力的年下降率低于10%～20%，則為水質達標。美國規定在低滲儲層中濾膜系數大于20，高滲儲層中濾膜系數維持在10左右時，則水質是達標的。

1　現場水樣測定

從現場水樣外觀來看，目前注水水質不佳，水樣明顯含有較高的懸浮物和油。對所取水樣分別進行了離子組成分析、水質控制指標和輔助控制指標分析，分析結果（見表1）。從檢測結果可知，即使與最寬范圍（k＞600 mD）的行標指標相比，注入水懸浮物含量、粒徑中值、含油量均嚴重超標，從水質pH值看，注入水pH值較高。

表1　現場水樣測定結果

2　水質超標引起的損害

水質超標引起的損害主要從懸浮物含量及含油率兩個方面分析。從表1的分析結果可知，目前注水水樣懸浮物含量、粒徑中值均嚴重超標。而注入水中的固相顆粒對儲層損害程度主要是看顆粒大小與儲層孔喉大小的匹配程度。根據以往的研究表明，當固相顆粒粒徑大于1/3喉道直徑時，固相顆粒多在射孔炮眼滲濾面處堵塞，形成較易處理的外泥餅；等于孔徑1/3～1/7的固相顆粒可進入近井地帶（半徑小于10 m）形成內泥餅，嚴重損害近井地帶的滲流通道；小于1/7孔喉直徑可隨注入水流動，不致嚴重堵塞近井地帶。因此，必須結合油田儲層孔喉情況，嚴格控制注入水中懸浮物粒徑中值和含量，最大限度降低該類損害。

表2　注入水對人造巖心損害評價結果

同時，含油率嚴重超標。乳化油滴被看做是可變形粒子，隨著作用在油滴上壓力增加時，油滴會產生變形由原先的無法通過孔喉變化到可以通過孔喉，導致比固相顆粒存在更深的侵入深度，同時含油率較高也會降低水的流動性。同時國外研究表明乳化油滴與固相微粒共存比單一微粒造成的地層損害更為嚴重。因此，應嚴格控制注入水含油量，最大限度降低該類損害。

3　室內模擬評價

室內用現場注入水對高滲人造巖心進行污染評價，實驗結果如下。從注入PV數與壓力的變化關系曲線可知，用SS/d/O三項指標均超標的現場注入水驅替，驅替壓力逐漸升高，驅替到60 PV時，壓力已增大到初始壓力的3倍多，堵塞明顯。

圖1　注入PV數與壓力的變化關系曲線

圖2　注入PV數與滲透率保留率的關系曲線

從圖1～圖3的評價結果可知，現場注入水SS/d/O三項指標均超標，40 PV和100 PV時損害率高達40%和85%左右，注水堵塞相當嚴重。

圖3　不同PV數時滲透率損害率

4　軟件模擬傷害程度

選擇油田注水決策系統模擬器UTWID 6.0預測了在模擬現場注入水水質標準下注水井的污染半徑。模擬器中時間步長設定為1 d，吸水能力最小值0.1，則模型運行結束。模擬結果（見圖4、圖5）。由圖4、圖5可以看出單井的吸水能力維持在330 d，即解堵周期為330天/次為佳，半衰期為100 d，污染半徑為2.0 m。

霍爾曲線表征了注水井注入量計算公式中各種參數之間的互相關系，認為注水速度與注水壓力是時間的函數，如果對時間積分就可得到累積注水量與累積注入壓力之間的線性關系。由圖7的Hall曲線可以看出該井注水前期地層主動吸水，且吸水指數較高，在Hall曲線上表現為前期的不穩定段；隨著地層吸水飽和后，儲層被注入水堵塞，隨著繼續注水地層出現了堵塞，應進行采取解堵措施。

圖4　吸水能力衰減曲線

圖5　損害區深度

圖6　hall曲線圖版

圖7　單井模擬hall曲線預測

5　結論

（1）注入水水質是誘發儲層損害的外部條件，現場注入水SS/d/O三項指標均超標，40 PV和100 PV時損害率高達40%和85%左右，注水堵塞嚴重。

（2）利用模擬器UTWID 6.0模擬了在現場注入水水質標準下的注水井污染半徑及吸水能力。模擬結果顯示，單井的吸水能力維持在330 d，即解堵周期為330天/次為佳，半衰期為100 d，污染半徑為2.0 m。

（3）根據室內實驗及軟件模擬結果，該注水井下步應著重提升水質改善注水效果。

［1］張光明，等.注入水水質對儲層的傷害［J］.石油鉆采工藝，2004，（3）：36-38.

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Super-standard damage caused by injected water evaluation

LIU Junfeng，ZHANG Tao，LIU Yongchuan，XIE Cheng，XIN Meng
（Oil Production Plant 5 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710018，China）

As everyone knows water quality directly affects the development of the oil-field. Poor quality water can be directly blocked reservoir percolation end，resulting in reducing the injectivity of well and increasing the injection pressure.Therefore intensified the further exacerbating the heterogeneity of reservoir.In this paper through analysis on detection of the injected-water，make the laboratory evaluation of the damage to the formation.The three indexes SS/d/O of the injected-water all exceed the standard and the damage rate is as high as 40%and 85%when injection volume are 40 PV and 100 PV.The evaluation result is that water blocked seriously.Simulation of UTWID 6.0 called decision system of field water-flood was used to calculate the contaminated radius and absorbing capacity of the injection well at the standard of injected water in place.The results showed that absorbing capacity of the injection well maintained at 330 days，namely the blocking cycle was at best of 330 days，which had a half-life of 100 days，pollution radius of 2.0 m，and provides a basis for the next step in improving the effect of water injection.

water quality；super-standard；damage；evaluation

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.04.012

TE258

A

1673-5285（2015）04-0040-03

2015-02-24