注水小斷塊地層水敏性研究與應對措施

閆龍

摘要：稀油小斷塊注水效果一直受各種因素影響而治理效果較差，低滲透地層由于滲透率和孔隙度低影響注水開發，對于某些敏感地層對注入水有嚴格的要求，注入水質不達標或者礦物質成份復雜都會對注水造成不可挽回的影響，通過研究，采用酸化壓力擴寬注入孔隙及裂縫，對水凈化設備改進，運用鍋爐加熱對注入水升溫，再通過合理實驗配比在注入水中加入鈉鹽，調節水的礦物質成份，緩解注入水對地層的傷害，降低水敏的危害。

關鍵詞：水敏；鈉鹽；注入水；離子；礦物質

1、前 言

研究區小斷塊主要生產杜家臺油層，其主要特點是滲透性差，許多低滲油井處于低產、停產狀態，另外由于油井近井地帶污染而低滲，生產不久后供液差不能正常生產。2012-2016年精細地質研究，利用各種技術來提高油井利用率，主要通過改變注水方式，并合理恢復了一批有潛力的停產井以提高斷塊整體開發效果，達到提高采油速度和采出程度的目的。

2、油藏基本概況

斷塊是一個北端地層超覆以及兩條斷層控制的一個狹長的巖性構造油氣藏，地層傾向西南，地層傾角在8～22○之間，構造高點位于斷塊北部。主要含油氣目的層為杜家臺油層，含油面積0.85Km2，油層有效厚度12.3m，石油地質儲量125×104t，油藏埋深為1371m—1524m，含油幅度140m左右。巖性以中砂巖、不等粒砂巖為主，其次為中—粗砂巖，少量粗—中砂巖、細—中砂巖、細砂巖。平均孔隙度23.3%，平均滲透率為264.6×10-3um2，為中—高滲、中—小孔、中喉、不均勻型儲層。

油藏類型為一受構造及巖性共同作用的巖性構造油藏。油水界面為-1520m。斷塊地面原油密度為（20℃）0.9321g/cm3，原油粘度（50℃）31.23mPa·s；地下原油密度為0.9158g/cm3，地下原油粘度為15.9mPa·s，初餾點182℃，凝固點-16℃未凝，含臘量為4.67%左右，膠質瀝青含量14.6%；地層水總礦化度2629.41mg/l，水型為NaHCO3水型。斷塊原始地層壓力14.9MPa，飽和壓力12.6MPa，體積系數1.2358油層溫度65.6℃。

3、開發中存在的主要問題

杜家臺油層孔隙度為27.3%，平均滲透率為278.6×10-3um2，為低孔低滲油氣藏。砂巖連通系數較低，原斷塊井網井距為350m，砂巖連通系數僅有49%，油層連通性較差，導致水驅效果差，油井壓降后壓力恢復比較緩慢。

3.1水敏嚴重差影響區塊開發效果

斷塊杜家臺油層開采時間長，地層多蒙脫石和伊利石、導致油層水敏嚴重，造成注水壓力逐年升高，注水效果也日趨變差，區塊油水井總井25口，受水敏影響多達11井次。

3.2面積注水水驅效果差

從注水動態分析上看，由于受物源方向以及非均質性的影響，注入水沿物源方向單層突進，部分井組內出現水淹井，含水上升較快，而物源方向兩側的油井注水受效差，供液差，油井低液低產。原注水方式受水敏影響已不適應當前區塊的開發。

4、斷開塊穩產的主要做法

針對這些問題，通過大量的研究工作，認為地層水敏是制約油藏采出的主要因素，并研究水敏的成因及特點，提出合理的應對方案，解決地層水敏問題，對成因進行探討。

4.1水敏成因分析

通過對地層研究分析認為，該區塊地層水敏主要受注入水的成份和溫度控制，首先注入水沒有得到較為徹底的凈化，該地區地下水多為高鈣質成份硬水，其成份多為鈣鎂離子，在注入地層中后，易于和原地層水中的礦物離子發生化學反應，如地層水多為NaHCO3型，表現為堿性，注入水中鈣鎂離子遇到水中的OH-，會發生化學反應，生成難溶的礦物質鹽，隨著注水時間的延長，在孔隙中堆積，最終堵塞孔道，影響注水。其次是注入水溫度因素，地層是一個泥沙互層的致密砂體，在其發育的億萬年來形成了其自身的穩定狀態，這其中包括化學穩定狀態和電態穩定性，由于泥巖的吸附性作用，容易吸附原地層水中的礦物離子，在地層原始狀態中，各個小薄層都具有一定的電性，當不同離子和溫度的注入水進入地層后，就非常容易打破這種原始的平衡，導致不同的離子進行化學反應，包括層中黏土顆粒的反應，結成難溶的絮狀物，最終堵塞地層，影響注水開發。

4.2實施酸化沖擊解堵措施改善油層

首先針對斷塊油層物性較差，油層連通系數僅47%，大部分油井投產初期產量都很高，生產不久由于泄油半徑小或近井地帶堵塞表現為供液差。首先運用現有成熟的技術來改善這些油井的開發效果，加大加深原有的地層孔隙和裂縫，而酸化沖擊解堵技術強度高、持效久，用來改善油層近井地帶油層滲透性。

4.3加強注入水凈化，利用加鹽技術抑制水敏的發生

對注入水的凈水設備進行改進，定期檢查，及時更換濾芯，確保水質的達標。并在其中加入礦物鹽調整其礦物質成份抑制水敏。在鹽的選擇上主要是考慮對地層親和力較強的鉀鹽和鈉鹽，這兩種鹽不易與原地層水離子發生化學反應而生產難溶的物質。在兩種鹽的篩選上由于影響水敏的因素復雜多樣，研究上不可能一一做到，因此，在選擇上主要通過四口注水井，一組注入鈉鹽，一組注入鉀鹽。進行一年的注入觀察。最終得出四口注入井的注入效果均較好，其中注入鈉鹽的試驗1井組壓升幅度在0.3-0.6Mpa之間。而注入鉀鹽的試驗2井組壓升幅度在0.5-0.9Mpa之間，兩種鹽均符合標準，但通過室內試驗化學分析，鉀鹽的雜質較多，其中含有一些硫根離子，長期注水條件下，易造成緩慢堵塞的情況發生。因此最終選定較為純凈的鈉鹽。通過兩年多的注入觀察，地層的水敏現象得到了明顯的緩解。

4.4利用鍋爐加熱注入水，提高注入溫度

由于注入水溫度相對過低，容易影響地層化學穩定性，因此有必要采取措施提高注入水的溫度，主要是通過燃氣鍋爐，對注入水進行加熱到30-55℃，使注入水的溫度接近地層的溫度，降低對地層的危害。這樣做的好處是，溫度較高的水能更好的溶解鈉鹽，降低可能的顆粒鹽對地層的堵塞。其次，溫度的提高能夠對地層的堵塞得到改善，原地層的堵塞對溫度較高和礦化度較低的注入水具有一定的溶解性，緩解地層水敏。

5.結論及認識

（1）對稀油小斷塊水敏嚴重區的儲層，通過酸化沖擊解堵對低滲透儲層進行初步的處理，提高滲流能力，對凈水設備進行改進，改善注入水水質，降低水中對地層具有危害性礦物質的含量，降低水敏的危害。

（2）通過對注入水進行加熱并在注水中加入鈉鹽調節注入水的礦物質成份，能夠很好的與地層親和，調節地層水的離子成份，降低水敏化學反應的發生，進而提高注水開發效果。

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