特低滲區(qū)塊注水過程油層保護(hù)技術(shù)

何丕祥

(中國石油大港油田分公司 采油工藝研究院，天津 300280)

大港油田濱深X區(qū)塊是濱海一區(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)塊，油藏埋深3 300～4 402 m，平均孔隙度9.1%，平均滲透率0.24×10-3μm2，平均喉道半徑為0.464 4 μm，屬于低孔特低滲微喉儲層。儲層測試壓力48.37～52.72 MPa，壓力系數(shù)1.29～1.393，屬于異常高壓儲層，溫度109-143.6 ℃，溫度梯度3.11～3.26 ℃/100 m，地層水總礦化度17 712 mg/L，水型為NaHCO3，由于該區(qū)塊屬于低滲特低滲油藏，在注水開發(fā)過程中油層保護(hù)要求比較高，因此本文從其儲層敏感性評價(jià)、注入水的配伍性、添加的防膨劑以及水質(zhì)主要指標(biāo)等諸方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和分析篩選[1-4]。

1 儲層物性

該區(qū)塊的礦物以石英、長石、巖塊為主，膠結(jié)類型以孔隙、接觸-孔隙為主；粘土礦物分析，礦物中以伊蒙混層為主，其次是高嶺石；原油物性分析看，具有密度低、粘度低、含硫低、高凝固點(diǎn)、高含膠的特點(diǎn)；地層水離子分析，地層水礦化度高，水型為NaHCO3。

2 儲層敏感性評價(jià)

選用該區(qū)塊濱14-84井巖心進(jìn)行水敏和鹽敏評價(jià)試驗(yàn)(見表1和圖1)。

表1 水敏評價(jià)數(shù)據(jù)

根據(jù)損害率計(jì)算公式[1]

(1)

實(shí)驗(yàn)曲線可以得出，使用礦化度為7 500 mg/L的模擬地層水時(shí)，巖心的滲透率變化率為23.96%，超過20%，即臨界礦化度為其前一點(diǎn)的模擬地層水礦化度9 000 mg/L(見表2和圖2)。

表2 鹽敏評價(jià)數(shù)據(jù)

3 注水過程中油層保護(hù)研究

3.1 注入水水質(zhì)檢測情況

根據(jù)整體開發(fā)的需要，該斷塊有注水水源自大港油田的南一聯(lián)合站或埕海聯(lián)合站，為此進(jìn)行了這兩個(gè)聯(lián)合站的注水水源的水質(zhì)檢測。

通過檢測發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)聯(lián)合站的水質(zhì)指標(biāo)遠(yuǎn)大于C3級的標(biāo)準(zhǔn)。直接注入這兩個(gè)聯(lián)合站的水易造成油層污染，需要對這兩個(gè)聯(lián)合站的水質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理(見表3)。

表3 注入水水質(zhì)主要指標(biāo)檢測結(jié)果

3.2 不同機(jī)雜含量注入水的巖心傷害試驗(yàn)

依據(jù)注入水傷害因素的分析，結(jié)合該斷塊的儲層特點(diǎn)，機(jī)雜堵塞是造成儲層傷害的重要因素，因此針對南一聯(lián)合站和埕海聯(lián)合站的回注水開展了不同機(jī)雜含量對人造巖心的傷害試驗(yàn)[5]。

由圖可以得出，隨著機(jī)雜含量的升高，巖心滲透率明顯下降，機(jī)雜含量為1 mg/L的時(shí)候，滲透率下降的趨勢明顯減緩。

通過壓力變化曲線可以看出(見圖3、4、5、6)，隨著注入倍數(shù)的增加，注水壓力逐漸上升，尤其是采用南一聯(lián)合站和埕海聯(lián)合站的水源造成注水壓力快速升高；而經(jīng)過處理后的注入水隨著機(jī)雜含量的降低，注入壓力上升速度明顯減緩。

3.3 注入水水源的選擇和綜合傷害試驗(yàn)

3.3.1 注入水水源選擇

選用1 mg/L機(jī)雜含量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，南一聯(lián)合站注入水在壓力上升率和滲透率傷害率上明顯低于埕海聯(lián)合站注入水，因此注水水源選用南一聯(lián)合站。

3.3.2 水質(zhì)指標(biāo)推薦

根據(jù)濱深8儲層特征及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推薦注水水顆粒直徑小于2 μm，懸浮固體含量小于0.3 mg/L，推薦濱深8塊水質(zhì)指標(biāo)為A1級。

4 防膨劑的優(yōu)選

4.1 注入水離子分析

通過注入水離子分析，南一聯(lián)合站和埕海聯(lián)合站的注入水礦化度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濱深X斷塊地層水礦化度，同時(shí)該斷塊臨界礦化度為9 000 mg/L，因此儲層需要進(jìn)行防膨處理。

4.2 防膨劑的優(yōu)選

4.2.1 防膨率實(shí)驗(yàn)

采用離心法對優(yōu)選的5種粘土穩(wěn)定劑水溶液進(jìn)行防膨效果實(shí)驗(yàn)，當(dāng)濃度為2%時(shí)，ZCY-05防膨劑、BRC-3-Ⅱ防膨防遷移處理劑和BRC-3-Ⅰ防膨劑等三種粘土穩(wěn)定劑的防膨率均達(dá)到90%以上，故推薦防膨劑使用濃度為2%(見表4、表5)。

表4 注入水離子分析

表5 3種粘土穩(wěn)定劑的防膨率數(shù)據(jù)對比表

4.2.2 粘土穩(wěn)定劑的耐沖洗性評價(jià)

耐水洗性能是評價(jià)粘土穩(wěn)定劑長效性的重要指標(biāo)，這里將S7ZCY-05防膨劑等3種粘土穩(wěn)定劑按照Q/SY DG 1190-2005 《注水井用粘土穩(wěn)定劑通用技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐沖洗實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)濃度為2%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 粘土穩(wěn)定劑長效性評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)可以看出，2% 有機(jī)低分子量的BCR-3-Ⅰ粘土穩(wěn)定劑耐沖洗倍數(shù)最高，明顯好于其它幾種粘土穩(wěn)定劑。

由于濱深X區(qū)塊屬特低滲油藏，因此，選擇粘土穩(wěn)定劑時(shí)，在保證穩(wěn)定粘土效果的同時(shí)，還應(yīng)采用低分子量的粘土穩(wěn)定劑，以減少處理劑分子堵塞儲層吼道造成油層新的污染。因此防膨劑推薦BCR-3-Ⅰ粘土穩(wěn)定劑。

5 結(jié)論

1)低滲區(qū)塊注水開發(fā)時(shí)必須優(yōu)化注入水處理工藝，確保達(dá)到適應(yīng)該儲層注水需求的水質(zhì)指標(biāo)。

2)優(yōu)選了低分子量BCR-3-Ⅰ粘土穩(wěn)定劑，降低粘土穩(wěn)定劑對儲層的二次傷害。