胡志杰，王小琳，楊 娟，丁雅勤，任志鵬

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018）

華慶油田長(zhǎng)6油藏是長(zhǎng)慶油田開(kāi)發(fā)的主力層系之一，是典型的超低滲透油藏，但是目前華慶油田已投產(chǎn)的各區(qū)塊普遍注水井整體壓力呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)，注水壓力高，部分注水井注不進(jìn)，降壓增注施工難度大，效果較差酸化增注效果不理想，有的甚至無(wú)效，或者注水見(jiàn)效后水淹情況嚴(yán)重等問(wèn)題。

1 注入水對(duì)長(zhǎng)6儲(chǔ)層傷害機(jī)理研究

注入水因其中含有大量離子、懸浮物，溶解氣體、細(xì)菌微生物。一方面水中本身鐵離子、懸浮物、細(xì)菌造成地層孔隙吼道堵塞，另一方面，水中離子、溶解氣體、細(xì)菌又加劇系統(tǒng)腐蝕，致使腐蝕產(chǎn)物進(jìn)一步堵塞地層；低礦化度注入水注入地層后，改變了儲(chǔ)層礦物周圍的水環(huán)境，使其中的巖石礦物發(fā)生水化學(xué)反應(yīng)，在注水條件下造成粘土礦物的膨脹、破碎和運(yùn)移，產(chǎn)生地層的水敏傷害；地層巖石顆粒運(yùn)移產(chǎn)生速敏傷害；地層水礦化度降低產(chǎn)生鹽敏傷害；注入水和地層水不配伍，可以造成兩種水在地層中混合后結(jié)垢，產(chǎn)生碳酸鹽和硫酸鹽等的垢沉淀，可造成注水地層的堵塞傷害[1]，對(duì)延長(zhǎng)組特低滲透油層傷害更嚴(yán)重，從而導(dǎo)致注水效率低、注水系統(tǒng)能耗高甚至注不進(jìn)水，油層壓力增長(zhǎng)或恢復(fù)速度慢，油井產(chǎn)能低、產(chǎn)液下降快。

1.1 華慶長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石礦物組成特征

華慶地區(qū)所處的區(qū)域構(gòu)造單元屬鄂爾多斯沉積盆地陜北斜坡南部，儲(chǔ)層為長(zhǎng)6層，主要為粉細(xì)～細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，碎屑成份以長(zhǎng)石為主[4]，含量高達(dá)50.4%，其次為石英21.1%，巖屑11.5%；填隙物以鐵方解石含量為最高6.13%，其次為綠泥石4.8%。

1.2 華慶長(zhǎng)6儲(chǔ)層滲流特征

圖1 華慶油田長(zhǎng)6相滲曲線

根據(jù)華慶地區(qū)長(zhǎng)6油層巖芯潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)，有2塊表現(xiàn)出中性特征，4塊為弱親油，認(rèn)為長(zhǎng)6層為中性～弱親油。從相對(duì)滲透率曲線上看，華慶地區(qū)油水兩相滲流帶的范圍較窄。隨著含水飽和度的升高，油相滲透率的下降幅度很快，交叉點(diǎn)后長(zhǎng)6水相滲透率的上升速度越來(lái)越快，油相滲透率下降的速度減緩（見(jiàn)圖1）。

1.3 儲(chǔ)層敏感性分析

根據(jù)粘土礦物X衍射粘土分析可得，華慶地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層敏感性礦物主要為綠泥石和伊利石，有潛在的水酸、酸敏特征。

1.4 華慶長(zhǎng)6儲(chǔ)層配伍性特征

1.4.1 洛河層注入水化學(xué)特征 華慶油田地處西北干旱地區(qū)，水資源貧乏，注水水源以白堊系洛河層水作為主要注水水源。在該地區(qū)由于洛河層埋深不一，地層水礦化度變化較大。華慶油田注入水礦化度較低，但含有較高濃度的成垢陰離子SO42-，水型Na2SO4型，注入水礦化度出現(xiàn)東北低、西南高的分布特點(diǎn)。

表1 敏感性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

表2 華慶油田洛河層注入水化學(xué)組份數(shù)據(jù)表

表3 華慶油田長(zhǎng)6地層水化學(xué)成分分析數(shù)據(jù)表

1.4.2 油田地層水化學(xué)特征 白豹長(zhǎng)6地層水為高Ba2+，Ca2+含量的高礦化度的CaCl2型水，礦化度約在達(dá)52～138 g/L范圍內(nèi)，為典型原始地層水。華慶油田地層水礦化度和特征離子濃度具有非均質(zhì)性特征。見(jiàn)水井分析結(jié)果表明該區(qū)見(jiàn)注入水油井采出液出現(xiàn)明顯SO42-，Ba2+消失。礦化度大幅下降。水型發(fā)生明顯改變。華慶油田地層水礦化度和特征離子濃度具有非均質(zhì)性特征；見(jiàn)水井存在明顯注入水淹現(xiàn)象。

1.4.3 注入水與地層水配伍性 華慶油田注入水與長(zhǎng)6地層水配伍性試驗(yàn)結(jié)果表明：注水地層水BaSO4垢量最高可達(dá)700 mg/L以上。隨著注入水比例增大，白豹長(zhǎng)6注水地層CaCO3結(jié)垢量一直呈現(xiàn)逐漸升高趨勢(shì)。從結(jié)垢趨勢(shì)曲線上看，當(dāng)?shù)貙铀c注入水配比為5：5時(shí)BaSO4結(jié)垢量最大，CaCO3垢隨著注入水比例的增加，結(jié)垢量逐漸降低。

圖2 華慶油田長(zhǎng)6地層水與注入水結(jié)垢趨勢(shì)圖

2 儲(chǔ)層傷害對(duì)策研究

投加防垢劑、殺菌劑可保持系統(tǒng)水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。加強(qiáng)精細(xì)過(guò)濾器管理，保證設(shè)備在設(shè)定技術(shù)參數(shù)下運(yùn)行是保證水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的核心手段。

2.1 礦場(chǎng)過(guò)濾技術(shù)分析

過(guò)濾技術(shù)可有效降低水中懸浮物總量，但不能控制由于水質(zhì)不穩(wěn)定造成的次生懸浮物。過(guò)濾效果與原水質(zhì)和水處理工藝有密切關(guān)系。

長(zhǎng)慶油田現(xiàn)場(chǎng)注入水過(guò)濾效果檢測(cè)表明（見(jiàn)表4）。采用表面截濾技術(shù)的過(guò)濾器過(guò)濾精度高，過(guò)濾器易于清洗和再生。采用微孔PVC燒結(jié)管為過(guò)濾介質(zhì)的PE燒結(jié)管式過(guò)濾器過(guò)濾精度高，沖洗再生容易，對(duì)水中總鐵、機(jī)雜有較為理想的濾除作用。采用纖維束、纖維球、或活性炭、核桃殼為濾料的過(guò)濾效果差，反沖洗、再生較難，不宜在注水系統(tǒng)選用[3]。另外，加強(qiáng)系統(tǒng)密閉，徹底杜絕空氣進(jìn)入，徹底清洗流程，可有效提高過(guò)濾效果。

2.2 殺菌劑效果的評(píng)價(jià)

現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)表明注水系統(tǒng)存在細(xì)菌滋生問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)腐蝕加劇、機(jī)雜升高。注水系統(tǒng)投加SJ66和SJ99殺菌劑后注入水細(xì)菌含量仍然較高，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)殺菌劑使用效果不佳，不能有效控制水中細(xì)菌生長(zhǎng)。殺菌劑殺菌效果評(píng)價(jià)（見(jiàn)表5）結(jié)果表明：使用濃度在100 mg/L，油田在用殺菌劑對(duì)采出水中SRB菌的殺滅效果較差，TGB殺滅效果稍好。相對(duì)而言，AD52-168對(duì)水中細(xì)菌有較好殺滅效果，使用濃度為150 mg/L時(shí)可將水中 SRB 為 1.6×106個(gè)/毫升、TGB 為 2 000個(gè)/毫升的細(xì)菌全部殺滅；AD52-306，AD-107、SJ-99 投加濃度為250 mg/L，可有效殺滅水中細(xì)菌。

2.3 防垢劑效果評(píng)價(jià)

華慶油田配伍性研究表明，開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)各區(qū)塊普遍存在BaSO4和CaCO3混合垢，對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重傷害。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果得出：對(duì)于三疊系注水層結(jié)垢體系，其中PBTCA、HPAA、PESA三類防垢劑適應(yīng)性更強(qiáng)，因此采用華慶長(zhǎng)6層地層水與注入水組成的結(jié)垢體系進(jìn)行研究篩選的三類防垢劑和華慶油田三類礦場(chǎng)用防垢劑進(jìn)行防垢性能評(píng)價(jià)[5]。由結(jié)果可見(jiàn):其中PBTCA、HPAA、PESA三類藥劑的使用濃度在40 mg/L時(shí)防垢

率超過(guò)90%，ZG108和ZG558防垢效果不理想。TH60使用濃度在40 mg/L時(shí)防垢率接近80%，有一定的防垢效果。

表4 過(guò)濾器現(xiàn)場(chǎng)使用效果

表5 殺菌劑殺菌效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)[2]

表6 華慶油田篩選防垢劑與常用藥劑配伍性評(píng)價(jià)

圖3 華慶油田篩選和現(xiàn)場(chǎng)用防垢劑效果評(píng)價(jià)

2.3.1 華慶油田防垢劑與常用藥劑配伍性分析 由表6實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得：防垢劑、殺菌劑和破乳劑互相配伍性很好，BaSO4防垢率平均達(dá)到90%以上，可以適當(dāng)減緩地層傷害。

3 結(jié)論及建議

（1）華慶油田為典型特低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度11.07%，滲透率 0.241×10-3μm2；具有特征小孔細(xì)喉特征，孔喉半徑為0.11 μm。外來(lái)流體容易產(chǎn)生堵塞性傷害。

（2）華慶油田長(zhǎng)6油藏注入水與地層及地層水配伍性結(jié)果表明：注水地層BaSO4結(jié)垢和水敏傷害是地層傷害的主要因素。

（3）現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)調(diào)查表明：細(xì)菌滋生、機(jī)雜含量、鐵離子含量高是影響華慶油田水質(zhì)穩(wěn)定的主要因素。加強(qiáng)系統(tǒng)密閉性，作好殺菌、防垢，嚴(yán)格過(guò)濾器選型和日常運(yùn)行管理可保持水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。

（4）殺菌劑性能評(píng)價(jià)表明：AD-52、SJ99殺菌劑對(duì)華慶地區(qū)SRB和TGB有一定的的滅菌效果。

（5）防垢劑性能評(píng)價(jià)表明：具有膦基、羥基、羧基、環(huán)氧羥基、亞甲基等多種官能團(tuán)的瞵基羧酸類和聚羧酸類防垢劑對(duì)該區(qū)硫酸鋇有良好的防垢效果且與該油田常用陽(yáng)離子型殺菌劑及聚醚類破乳劑具有較好配伍性。

[1]李明忠，秦積舜.注水水質(zhì)造成油層損害的評(píng)價(jià)技術(shù)[J］.石油鉆采工藝，2002，24（3）：41-42.

[2]碎屑巖油藏注入水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法[S］.SY/T5329-2012.

[3]王小琳，武平倉(cāng)，向忠遠(yuǎn).長(zhǎng)慶低滲透油田注水水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)[J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2002，29（5）：77-79.

[4]吳曉明，白詩(shī)鈞，等.華慶油田長(zhǎng)6油藏儲(chǔ)層特征研究[J］.石油化工應(yīng)用，2013，32（3）：48-49.

[5]李書(shū)恒，趙繼勇，崔攀峰.超低滲透儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)策[J］.巖性油氣藏，2008，20（3）：128-130.