陜北油田注水開發對油層的損害及保護的綜合探究

祁國棟

（延長油田股份有限公司定邊采油廠，陜西榆林 718600）

陜北油田注水開發對油層的損害及保護的綜合探究

祁國棟

（延長油田股份有限公司定邊采油廠，陜西榆林 718600）

以陜北油田定邊采油廠油房莊油區為研究對象，研究注水開發過程對影響效果的主要因素進行分析，注水技術是把水注入油層，以補充和保持油層壓力的措施。為了彌補原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現油田高產穩產，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水。

油田開發；注水；油層損害

1 注水水質對油氣層損害的分析

若注水水質符合油田的基本指標就不會對油氣層造成損害，但是在油房莊油區的注入作業中水質卻達不到一般的要求，注水水質的好壞與油層的損害程度有關。以下從四個方面分析注水水質不合格對油氣層的損害情況。

1.1 懸浮物固體的損害

影響注水水質非常重要的因素之一就是懸浮固體。在注水作業中懸浮物的來源廣泛，可以是水源本身附帶的顆粒，也可以是幾種不同配伍水混合產生的沉淀物，也可以是細菌腐蝕產生的沉淀物。這些懸浮物會將油層的滲流孔道堵塞，從而使得油層的滲透率降低。我們對商67井同一 szv 層位選定四種模型號 A，B，C，D 進行實驗。研究懸浮物固體對低滲透層水的滲透率影響得到數據如下表1。

表1 懸浮特固體對地層損害作用數據

從表 l可以看出：注入水中懸浮物固體顆粒粒徑不同。對油層的損害程度也不一樣，但可以看出注入水中所攜帶的懸浮固體顆粒粒徑大小對油層的損害程度與油層孔道大小關系密切。

1.2 鐵質的損害

油房莊油區注人水中的鐵質大都以 Fe2+，Fe3+的形式存在。其中 Fe3+很不穩定，易生成氫氧化鐵絮狀沉淀。該沉淀物顆粒不規則，在水流沖擊下能破碎成小顆粒，堵塞油層孔隙。

1.3 油污的損害

油房莊油區注入水中油污對油層的損害與懸浮固體對油層的損害不完全一樣，因為油珠在孔遭中流動時形成的油粒形態可以變化。油污在地層中容易形成很大的乳狀油塊。會使水相滲透率降低。當水進入到含油飽和度為零的水層時，水中的油滴會捕集在井眼周圍地層中，從而聚集成不可動油。油污又是 FeS 等固體物的良好黏合劑，從而增大了這些物質堵塞注水層的可能性，對油層造成損害。

1.4 細菌的損害

油房莊油區注水系統中細菌的存在不但污染水質，腐蝕注入管道，而且還產生堵塞物，損害地層。對注入水質產生危害的細菌主要有腐生菌（TGB）和硫酸鹽還原菌（SRB）。

（1）腐生菌

腐生菌是一種好氧菌，菌體大量繁殖所產生的黏性物質和某些代謝產物，既可附在管壁上給硫酸鹽還原菌造成厭氧環境，加劇腐蝕程度。又能堵塞油層。

（2）硫酸鹽還原菌

硫酸鹽還原菌是一種個體小、繁殖快的厭氧菌，它呈菌落式附著在管壁上，在附著的地方出現坑穴；在油田注水系統中它引起的腐蝕比任何其他菌更為嚴重。

2 地層對注入水的敏感性分析

2.1 水敏產生的油層損害

水敏是指與地層不配伍的外來流體進入地層后引起黏土膨脹、分散、運移，從而導致滲透率下降的現象。它是注入油房莊油區油層損害中最復雜的一種。油層水敏性損害的原因是由于油層中存在一定量的黏土物，中低滲透層含黏土礦物5% ～20%。因為黏土礦物中的陽離子具有一定的交換能力，不同程度地引起黏土水化膨脹、分散、運移，使油層的孔隙通道變窄或堵塞。而非膨脹性黏土礦物雖不會引起黏土水化膨脹。但注水過程中有時黏土也易分散脫落，釋放微粒，堵塞孔道。水敏效應也包括外來流體與地層流體不配伍而產生的堵塞現象。

2.2 速敏產生的油層損害

實驗證明，顆粒運移程度與巖石中流體流動速度成正比，而不同巖石中的顆粒，對速度增加的反應不同。有的反應較小，稱此巖石對速度不敏感；反之，當流體流速增大時，巖石的滲透率明顯降低，稱此巖石具有速敏效應。引起滲透率明顯下降時的流體流動速度稱為速敏的臨界流速。目前，對于油房莊油區注水開發油田，注采平衡的需要是地質配注水量的主要依據，若是注水壓差和流量很大，注入水在油氣層中的流速超過臨界流速時，將使油氣層中的顆粒運移，并堵塞喉道，造成速敏現象。

3 結束語

根據以上對油房莊油區油層損害的分析，結合實際情況提出以下建議：

1）加強注入油房莊油區處理工藝、設備、流程等改進工作。爭取使得注水處理工藝水平低、水質嚴重超標的現象能夠改善。

2）改變油房莊油區含油污回注水與地面水混注的狀況，杜絕兩種不配伍水混注而形成的結垢物堵塞油層情況。嚴格管理對注水加藥處理，尤其是加強對殺菌劑的管理。

3）加大對油房莊油區儲層巖石和流體的機理研究，減小注入水對儲層巖石和流體的敏感性損害。

4）加強油房莊油區注水井管理，避免注水壓差和流量過大導致速敏對油層的損害。

[1] 王鴻勛，張琪培. 保護儲集層技術[M]. 北京：石油工業出版社，2015.

[2] 趙戢，何艷萍. 保護油氣層技術[M]. 北京：石油工業出版社，2012.

[3] 羅其. 油田開發生產中的保護油層技術[M]. 北京：石油工業出版社，2013.

Comprehensive Exploration on Damage and Protection of Reservoir Waterflooding in North Shaanxi Oilfield

Qi Guo-dong

The main factors influencing the effect of water injection are analyzed in this paper.The water injection technology is the measures to inject water into the oil layer to supplement and maintain the reservoir pressure.In order to make up for the underground deficit caused by the recovery of crude oil，to maintain or improve the reservoir pressure，to achieve high and stable oil production，and get a higher recovery rate，the oil field must be water.

oilfield development；water injection；reservoir damage

TE357.6

A

1003-6490（2017）06-0058-02

2017-05-09

祁國棟（1980—），男，工程師，陜西定邊人，主要從事陜北油田注水開發綜合治理工作。