低滲透油藏穩定注水影響因素與配套工藝

徐化冰

摘 要：由于低滲透油藏儲層孔喉小，滲透率低，注水困難。本文針對低滲油藏儲層物性差，注水啟動壓力高，開展注入水配伍性研究，系統分析注水壓力高的問題，優化轉注井大型防膨技術，并進行現場實踐，從注水效果、啟動壓力、壓降情況看，取得了顯著的效果，實現了低滲油藏穩定注水。

關鍵詞：儲層物性；配套工藝；低滲油藏；配伍性；注水壓力

低滲透油藏是近年來產能建設的主陣地，但由于儲層物性差，注水啟動壓力高，給區塊穩定開發帶來很大難度，因此近年來圍繞工作目標開展一系列注水的工藝攻關和實踐，取得良好效果。

1 低滲透油藏穩定注水影響因素

1.1 儲層低滲、孔喉小，注水啟動壓力高。

由于低滲透油藏儲層孔喉小，滲透率低，初始注水困難。通過壓汞法孔及毛管壓力曲線分析得出：孔喉分選性差，最大非流動孔喉半徑較小約3.0μm，變異系數大于0.7，表現為微觀非均質性較強，注水啟動壓力高達24MPa以上。

1.2 儲層敏感性及潤濕性影響

利用X—衍射對巖芯進行了全巖和粘土礦物分析。白云石、斜長石等含鈣礦物、綠泥石等含鐵礦物、易于膨脹的伊/蒙混層粘土礦物、易于運移的高嶺石等礦物的存在，通過實驗得出，儲層具有中等水敏性、極強酸敏征。利用自吸法對巖心潤濕性評價，屬強親水。

1.3 注入水與地層水及儲層不配伍

地層水進行分析發現，地層水呈酸性，PH值在5.0，利用等離子發射光譜檢測到地層水中均含有一定量的鐵離子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢離子。

2 大型防膨技術的研究

針對敏感性及潤濕性評價結論，開展防膨及防水傷害技術研究。

2.1.1、防膨劑優化。在室內試驗的基礎上，優選出與儲層及流體配伍性良好，防膨率較高的FP3#改性小陽離子聚季胺鹽防膨劑，實驗數據評價FP3#防膨劑對S4儲層不產生吸附傷害，通防膨劑后，巖心滲透率不下降。利用吸附傷害后的巖心繼續實驗，通入0.22μm過濾的注入水進行防膨周期評價，S4巖心通注入水400PV后，巖心滲透率不下降，證明FP3#防膨劑具有良好的長久防膨效果。因此，優選FP3#防膨劑。

2.1.2、防水傷害技術優化。巖心潤濕性評價結果顯示儲層強親水，為降低注入水前端的油水界面張力，克服毛管阻力影響的同時使巖層表面潤濕性翻轉，實現降壓增注，在預處理段塞中加入水傷害處理劑（表面活性劑），將防膨與解水傷害相結合對地層進行預處理。

2.1.3 防垢技術的優化。在低滲儲層水中鈣、鎂、鋇、鍶離子含量基本穩定的情況下，垢物成分主要是氫氧化鐵垢和鋇、鈣的碳酸鹽垢。室內試驗分別合成3種主劑A、B、C，其中A為還原型主劑，B為主要絡合劑，C為螯合型主劑，按不同水質的要求進行一定比例添加。防垢-鐵離子穩定劑復合藥劑的使用方案為：在使用濃度為200 mg/L時，則A：B：C=100：50：50，結果表明在注入水中加入一定量鐵離子穩定劑與阻垢劑，可以起到良好的穩鐵效果，同時可以有效抑制碳酸鹽垢的析出。

3 現場實施效果

2017年4口井投轉注過程中均采用了大型防膨工藝模式：水傷害處理劑+改性小陽離子聚季胺鹽+鐵穩劑，充分利用改性小陽離子聚季胺鹽分子量小、使用濃度低、分子結構小、儲層傷害小、與粘土結合力強、耐沖刷、防膨周期長等優點，同時復配水傷害處理劑，消除防膨前期水傷害，加鐵離子穩定劑穩鐵等技術，防膨液用量大（70-150m3），處理半徑達到4.5-6m，有效期較長，注水初期壓力普遍較低，且壓力上升緩慢，實現了區塊穩定注水。

3.1 大規模防膨實驗井與常規防膨工藝井注水情況對比

大型防膨井在投注初期注水壓力低。以某塊為例，大型防膨井注水壓力在12MPa，比未大型防膨井25 MPa要低的多。

3.2、啟動壓力對比

通過對比可以看出，實施大型防膨工藝的井啟動壓力低，而未實施大型防膨的啟動壓力高。

3.3、 壓降對比

為評價大型防膨投轉注工藝的效果，對3個區塊的11口水井，測取了壓降曲線，以對比實施該工藝的水井與常規投轉注水井的壓力擴散情況。從實施了大型防膨投轉注工藝的某井壓降曲線上看，關井后，壓力有明顯下降，且是一個持續下降的過程，在5000S以后趨于穩定，最終穩定壓力在20Mpa以下。表明在實施了該工藝后，有效的抑制了粘土膨脹運移，降低了地層水傷害和結垢程度，保證了壓力快速擴散，確保區塊穩定注水。

從未實施大型防膨某井的壓降曲線看，初期壓力均較高，在27Mpa左右，關井后，壓力有明顯下降，但下降幅度小，基本在60S以后就趨于平緩；但最終壓力也穩定在23Mpa以上；表明地層不能很好的將壓力擴散出去，對穩定注水產生不利影響。

4、結論與建議

通過對在投轉注過程中應用大型防膨工藝與未應用該工藝的3個區塊的水井在注水壓力與注水量、注水指示曲線（啟動壓力）、壓降三個方面的分析，表明大型防膨工藝：水傷害處理劑+改性小陽離子聚季胺鹽+鐵穩劑效果非常好。

4.1改性小陽離子聚季胺鹽具有分子量小、使用濃度低、儲層傷害小、與粘土結合力強、耐沖刷、防膨周期長的優點，能有效解決了低滲透油藏注水過程中粘土易發生膨脹運移、堵塞地層的問題。實施該工藝的井，在投轉注以來，表現出注水壓力穩定，注水量穩定，壓降幅度大，地層具有良好的壓力擴散能力。

4.2在防膨預處理段塞中加入水傷害處理劑（表面活性劑），其中的活性分子可以降低固液相間的界面張力，消除大水顆粒造成的水鎖傷害；同時可使巖層表面潤濕性反轉，可明顯降低注水壓力。

4.3對于注入水與地層水及儲層接觸后產生的結垢傷害，在注入水中加入一定量鐵離子穩定劑與阻垢劑，起到了良好的穩鐵效果，同時有效抑制了碳酸鹽垢的析出。實施該工藝的井，在投轉注以來，注水壓力穩定，能實現穩定注水。

參考文獻：

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