低滲油藏注水影響因素實(shí)驗(yàn)與研究

袁偉紅(中原油田采油四廠工藝研究所， 河南 濮陽(yáng) 457001)

低滲油藏注水影響因素實(shí)驗(yàn)與研究

袁偉紅(中原油田采油四廠工藝研究所， 河南 濮陽(yáng) 457001)

文南油田屬于典型高壓、低滲油藏，儲(chǔ)層物性差，原始地層壓力高,針對(duì)長(zhǎng)期注水開發(fā)后注水壓力逐級(jí)升高，注水困難欠注嚴(yán)重的問(wèn)題，開展了注入水配伍性研究，通過(guò)儲(chǔ)層敏感性分析、管線及井筒垢物分析、注入水離子分析及結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)、注入水與儲(chǔ)層配伍性試驗(yàn)等方面找到注入水引起巖心滲透率下降的主要因素，為改善高壓欠注井注水狀況的實(shí)施措施提供依據(jù)。

低滲油藏;注入水配伍性;傷害因素

1 概況

文南油田位于東濮凹陷中央隆起帶文留構(gòu)造南部次級(jí)地塹內(nèi)，屬于典型高壓、低滲油藏。統(tǒng)計(jì)文南油田13個(gè)注水單元273口井，平均注水壓力30.8MPa，部分區(qū)塊注水壓力達(dá)到39MPa以上，儲(chǔ)層物性差，原始地層壓力高決定了注水困難。為解決注水困難的問(wèn)題，開展了注入水配伍性研究，通過(guò)儲(chǔ)層敏感性研究、管線及井筒垢物分析、注入水離子分析及結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)、注入水與儲(chǔ)層配伍性試驗(yàn)等方面找到注入水引起巖心滲透率下降的主要因素，為改善高壓欠注井注水狀況的實(shí)施措施提供依據(jù)。

2 注入水配伍性的室內(nèi)研究

2.1 儲(chǔ)層敏感性研究

選取文南油田典型區(qū)塊文138-1、文211、文88-1巖心做全巖分析，結(jié)果如下表1、表2。

表1 巖心XRD全礦物分析

表2 巖心礦物相對(duì)含量分析

統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)低滲透油藏[1]粘土礦物平均含量為8.91%，以上分析表明W138-1井、W88-1井粘土礦物含量遠(yuǎn)高于平均值，四口井中綠泥石含量均較高，特別是W138-1，綠泥石含量接近12%，酸化過(guò)程中易造成酸敏；伊/蒙混層相對(duì)比例也較高，W88-1、W211幾乎接近我國(guó)低滲透油田粘土含量的平均值，由于粘土膨脹，必然會(huì)引起孔隙體積的減少和滲流阻力的增加。

2.2 垢物成分分析

選取文南油田注水南一線管道及W99-24井井筒垢樣，通過(guò)X射線衍射儀進(jìn)行檢測(cè)，其垢物成分結(jié)果如下：

表3 南一線管道垢樣成分分析結(jié)果

垢樣由三層構(gòu)成。第一層與第三層由鈣垢與鐵垢混合組成，中間層完全由鐵垢組成。鈣垢以方解石的形式存在。

表4 文99-24井筒垢樣成分分析結(jié)果

垢樣以酸溶物為主，主要成分為碳酸鈣，其次是腐蝕垢物，主要成分為碳酸亞鐵和硫化亞鐵。

2.3 注入水離子分析及結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)

選取聯(lián)合站注入水出口、配水間、注入泵出口、注水井不同取樣位置的注入水進(jìn)行成垢離子分析，注入水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO4

2-等成垢離子，基本為中性，水型為CaCl2。且流經(jīng)整個(gè)注水流程后含量變化不大。為了預(yù)測(cè)注入水沿流程在干線、井筒、地層不同條件下碳酸鈣結(jié)垢的程度(暫不考慮與地層水配伍)，利用飽和指數(shù)和穩(wěn)定指數(shù)法對(duì)碳酸鈣結(jié)垢趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)不同溫度下結(jié)垢趨勢(shì)如下：

表5 不同溫度下結(jié)垢預(yù)測(cè)結(jié)果匯總

由上表可知：隨著溫度的升高，注入水的SI值逐漸變大，說(shuō)明注入水結(jié)垢趨勢(shì)隨溫度上升而加劇；SAI值隨溫度的升高而逐漸變小，可知注入水在低溫下具有輕度的腐蝕性，隨著溫度的升高腐蝕性減弱，結(jié)垢趨勢(shì)加劇。當(dāng)注入水的溫度達(dá)到70℃以上，尤其是超過(guò)80℃時(shí)，即注入水進(jìn)入到地層后，其SAI值均小于5，說(shuō)明注入水具有較強(qiáng)的結(jié)垢傾向。

2.4 注入水與儲(chǔ)層配伍性試驗(yàn)

(1)注入水巖心單相流動(dòng)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)

選取NW88井巖心，分別用文二聯(lián)合站、配水間、W88-9注水井入口，進(jìn)行注入水巖心單相流動(dòng)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)注入水對(duì)巖心滲透率傷害程度，結(jié)果如下：

表6 NW88井巖心注入水驅(qū)替滲透率變化

在相同的驅(qū)替時(shí)間內(nèi)，巖心中注入注入水后，巖心滲透率均下降，隨著驅(qū)替時(shí)間的延長(zhǎng)，滲透率下降最高達(dá)77.62%。說(shuō)明注入水對(duì)不同礦物組分及滲透率的巖心均造成了一定的傷害。

(2)注入水過(guò)濾前后對(duì)巖心的傷害實(shí)驗(yàn)

注入水對(duì)巖心的傷害途徑：一是注入水在巖心中可能結(jié)垢造成的；二是注入水中的懸浮物在巖心中形成物理堵塞所致。選取W88-1巖芯，對(duì)采用微孔濾膜過(guò)濾后的注入水進(jìn)行濾前與過(guò)濾后的動(dòng)態(tài)巖芯驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，其注入曲線壓力見圖1。

從注入壓力曲線可知，用經(jīng)過(guò)微孔濾膜過(guò)濾后的注入水注入巖心后，對(duì)巖心的損害程度要小于用注入水直接注入。表現(xiàn)為注入壓力的升高幅度較小，在注入期內(nèi)壓力曲線升高的幅度較為平緩。因此機(jī)械雜質(zhì)的存在使巖心的滲透率下降。在用未過(guò)濾后的注入水驅(qū)替時(shí)，壓力仍然保持上升的趨勢(shì)。

圖1 文88-1 17#巖心0.22μm 濾膜抽濾后與未抽濾驅(qū)替

注入水中含有少量的固體懸浮物和污油，由于低滲透巖心孔喉半徑一般小于1.5μm[2]，因此這些少量的固體懸浮物和污油即可通過(guò)架橋堵塞巖心。對(duì)比巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，分析注入水、濾后水的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，注入水中的固體懸浮物是造成文88巖心注水過(guò)程中滲透率升高的重要原因。

3 實(shí)施對(duì)策與認(rèn)識(shí)

(1)根據(jù)儲(chǔ)層礦物敏感性及污染原因，確定相適應(yīng)的降壓增注工藝技術(shù)解決欠注井注水壓力高，注水困難的問(wèn)題。如對(duì)酸敏特性較強(qiáng)的欠注井采用稀活性有機(jī)酸液體系；因敏感礦物含量高呈水敏、速敏特征的注水井實(shí)施縮膨增注技術(shù)。

(2)試驗(yàn)結(jié)果表明，注入水以及入井液體的機(jī)械雜質(zhì)對(duì)低滲油藏的滲透率的影響較大。

(3)根據(jù)文88塊室內(nèi)研究結(jié)果，結(jié)合文南油田地層特點(diǎn)，目前的水處理工藝和技術(shù)條件，在文88、138、79等低滲區(qū)塊安裝井口精細(xì)過(guò)濾器，有效過(guò)濾水流中懸浮物顆粒及有害雜質(zhì)，保證入井水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

[1]楊銳.低滲透復(fù)雜油藏滲流理論基礎(chǔ)[M].西安交通大學(xué)出版社.

[2]李華斌.低滲油藏低張力驅(qū)油條件及技術(shù)[M].科學(xué)出版社.