常濤，陳亞楠，郇宇（.西安石油大學(xué)，陜西西安　70065；.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第八采油廠，陜西西安　700）

瓦窯堡元峁井區(qū)高注水壓力原因分析

常濤1，陳亞楠1，郇宇2
（1.西安石油大學(xué)，陜西西安710065；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第八采油廠，陜西西安710021）

瓦窯堡油田元峁區(qū)塊長(zhǎng)2油藏在考慮了天然水侵量的情況下，還有近3萬(wàn)m3的虧空，但現(xiàn)場(chǎng)反映注水壓力居高不下，無(wú)法完成配注要求。本文通過(guò)儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)、注入水水質(zhì)分析、配伍性研究及污水處理劑室內(nèi)評(píng)價(jià)等，得出了導(dǎo)致注水井注水壓力居高不下的主要原因是污水處理劑配伍性差和細(xì)菌堵塞。

配伍性；儲(chǔ)層敏感性；水質(zhì)分析

元峁井區(qū)位于鄂爾多斯盆地北部瓦窯堡油田中山川油區(qū)，區(qū)域面積3.5 km2，目前主要開(kāi)采三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)2油藏，于2008年10月底實(shí)現(xiàn)全面注水，注水方式以不規(guī)則的點(diǎn)狀復(fù)合注水為主?；A(chǔ)地質(zhì)研究表明，該區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層含油砂巖成條帶狀分布，主要為河道砂壩砂巖，滲透率在0.01×10-3μm2～166.49×10-3μm2，為邊底水驅(qū)動(dòng)的封閉彈性驅(qū)動(dòng)類型油藏。油層平均壓力由原始3.96 MPa下降到目前的2.0 MPa以下，截止2010年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，該區(qū)在考慮天然水侵量的情況下，仍有近30 000 m3的虧空量。但現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員反映，該井區(qū)注水壓太高，無(wú)法達(dá)到配注要求。

注水開(kāi)發(fā)油田注水壓力高、注不進(jìn)去水的原因無(wú)非是儲(chǔ)層傷害、滲透率下降所致［1］，分析低滲透儲(chǔ)層傷害的影響因素及影響規(guī)律得出，固相顆粒和乳化油對(duì)低滲透儲(chǔ)層的傷害主要是在井底、射孔孔眼、微裂逢中形成濾餅產(chǎn)生的傷害，但相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，滲透率越低，濾餅對(duì)儲(chǔ)層的傷害越小，其不是導(dǎo)致低滲透儲(chǔ)層傷害的主要原因。儲(chǔ)層敏感性、注入水配伍性、腐蝕產(chǎn)物沉淀、細(xì)菌繁殖及其代謝物才是導(dǎo)致低滲透油藏注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層傷害的主要原因［2］。為了深入研究元峁井區(qū)長(zhǎng)2油層注水壓力高的原因，作者收集了該井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層的巖心、地層水、注水站各個(gè)環(huán)節(jié)的水樣和污水處理劑樣品等，開(kāi)展了儲(chǔ)層敏感性研究、水質(zhì)分析、污水處理劑室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)及配伍性研究。

1　儲(chǔ)層敏感性分析

1.1巖樣準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)選用巖心為瓦資12井上三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)2儲(chǔ)層的巖心，編號(hào)分別為1-9/28-1、1-9/28-5、1-18/28-4，實(shí)驗(yàn)前巖心氣測(cè)滲透率為（0.760～4.73）×10-3μm2，試驗(yàn)前按照儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)要求［3］，分別對(duì)巖心進(jìn)行相關(guān)處理（見(jiàn)圖1）。

1.2敏感性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

儲(chǔ)集層敏感性評(píng)價(jià)［4］包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏。實(shí)驗(yàn)用模擬地層水采用研究區(qū)塊地層水配制，儲(chǔ)層敏感程度評(píng)價(jià)指標(biāo)參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1）。

表1　儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table1 The reservoir sensitivity test result

表1　儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)表）Table1 The reservoir sensitivity test result（Continue table）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，元峁井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層總體顯示弱敏感性，弱速敏、弱堿敏、弱應(yīng)力敏感、無(wú)酸敏，水敏中等偏弱，平均為中等水敏。可以斷定儲(chǔ)層敏感性不是導(dǎo)致該井區(qū)注水壓力高、儲(chǔ)層傷害的主要原因。

2　注入水配伍性研究

取元峁井區(qū)地層水和注入水，對(duì)該井區(qū)地層水和注入水進(jìn)行離子含量測(cè)定、結(jié)垢預(yù)測(cè)和配伍性實(shí)驗(yàn)［5］。

2.1離子含量分析

2.2結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)

利用上述離子含量測(cè)定結(jié)果，對(duì)瓦窯堡元峁井區(qū)注入水與地層水的結(jié)垢趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)［6］，預(yù)測(cè)方法分別采用Davis-stiff飽和指數(shù)（SI）法和Ryznar穩(wěn)定指數(shù)（SAI）法進(jìn)行CaCO3結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)，用Skillman熱力學(xué)溶解度（ΔS）法和Oddo-Tomson飽和指數(shù)（IS）法進(jìn)行CaSO4結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)，從預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，該井區(qū)CaCO3和CaSO4均無(wú)結(jié)垢趨勢(shì)，結(jié)垢預(yù)測(cè)中的兩個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果（見(jiàn)圖2，圖3）。

圖1　巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)流程圖Figure1 The flow chart of core flow experiment

表2　元峁井區(qū)地層水和注入水離子含量分析Table2 The ion content analysis of formation water and injection water in yuanmao well area

圖2　Ryznar穩(wěn)定指數(shù)（SAI）法Figure2 Ryznar stability index（SAI）method

圖3　Skillman熱力學(xué)溶解度（ΔS）法Figure3 Skillman thermodynamic solubility（ΔS）method

穩(wěn)定指數(shù)法當(dāng)SAI＞6無(wú)結(jié)垢勢(shì)，SAI＜6有結(jié)垢趨勢(shì)，SAI＜5結(jié)垢嚴(yán)重；熱力學(xué)穩(wěn)定指數(shù)法當(dāng)ΔS＞0時(shí)無(wú)結(jié)垢趨勢(shì)，ΔS＜0時(shí)有結(jié)垢趨勢(shì)，且ΔS的值越小，其結(jié)垢趨勢(shì)越嚴(yán)重。

2.3室內(nèi)配伍性實(shí)驗(yàn)

通過(guò)注入水與地層水的結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)元峁井區(qū)的注入水與地層水并沒(méi)有明顯的結(jié)垢趨勢(shì)，甚至不結(jié)垢，為了進(jìn)一步確定元峁井區(qū)注入水與地層水的配伍性，將注入水和地層水通過(guò)濾紙過(guò)濾，取濾后清液進(jìn)行室內(nèi)配伍性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程在恒溫箱中模擬地層溫度為33.88℃（長(zhǎng)2油層溫度平均為33.88℃），進(jìn)行不同水質(zhì)不同比例的配伍性實(shí)驗(yàn)（試管中液體總量為20 mL），觀測(cè)結(jié)垢現(xiàn)象，并定量分析垢量。

表3　不同比例注入水與地層水配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table3 Different proportion compatibility of injected water with formation water experimental results

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，將注入水與地層水按不同比例混合均勻后，在恒溫箱中烘干，20 mL混合液的試管凈重平均增加0.000 9 g，且與注入水和地層水的配比沒(méi)有明顯的關(guān)系，考慮稱量誤差及水中礦物離子含量，可以看出元峁井區(qū)注入水和地層水之間的配伍性較好，無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，與前面的預(yù)測(cè)結(jié)果完全一致。

3　污水處理劑室內(nèi)評(píng)價(jià)

3.1水質(zhì)分析

元峁井區(qū)注水站各環(huán)節(jié)水質(zhì)分析結(jié)果顯示，井口懸浮物含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的10倍以上，且注入水含油量較高，井口平均腐蝕速率達(dá)到0.174 mm/a。從各個(gè)環(huán)節(jié)的水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，該井區(qū)注水系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)菌含量嚴(yán)重超標(biāo)（尤其是SRB和TGB），其中的TGB為嗜氧型細(xì)菌，菌體大量繁殖產(chǎn)生的粘性物質(zhì)與其代謝產(chǎn)物累積沉淀后會(huì)堵塞地層，還可以為SRB（厭氧型細(xì)菌，以還原硫酸鹽為生）細(xì)菌提供一個(gè)缺氧環(huán)境，加之注入水中SO42-含量較高，協(xié)同促進(jìn)SRB的繁殖和代謝，進(jìn)一步對(duì)地層造成堵塞，而且這樣的有機(jī)堵塞很難通過(guò)酸化解堵。

表4　元峁集注站各環(huán)節(jié)水質(zhì)分析平均值Table4 The average value of the water analysis in each link of Yuanmao station

從水質(zhì)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沿注水管線到井口的細(xì)菌含量有增加趨勢(shì)，一方面說(shuō)明該井區(qū)注入水中殺菌劑加量不夠，另一方面說(shuō)明該井區(qū)注水系統(tǒng)排污不徹底，有積污現(xiàn)象，濾后水的處理效果也有待評(píng)價(jià)。

3.2污水處理劑室內(nèi)評(píng)價(jià)

元峁井區(qū)注水站所用處理劑主要有3種，凈水劑、緩蝕阻垢劑和殺菌劑，實(shí)驗(yàn)對(duì)這三種處理劑進(jìn)行單獨(dú)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)凈水劑基本的凈化效果可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，緩蝕阻垢劑的阻垢率可以達(dá)到60％左右，緩蝕劑的緩蝕率僅達(dá)到55％左右，殺菌劑的加量當(dāng)加到300 mg/L后可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3污水處理劑配伍性評(píng)價(jià)

3.3.1處理劑與污水配伍性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法：將瓦窯堡元峁井區(qū)污水罐中污水凈化后用0.45 mm濾紙過(guò)濾，過(guò)濾后污水清亮，分別加入緩蝕阻垢劑1％，殺菌劑1％，搖勻，放置，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示緩蝕阻垢劑加入后，污水顏色變?yōu)槿榘咨ㄒ?jiàn)圖4），有白色的顆粒生成。殺菌劑加入后，靜止不到30 min，污水表面析出一層與殺菌劑相同顏色的不溶物。說(shuō)明緩蝕阻垢劑、殺菌劑與污水不配伍。

3.3.2處理劑之間的配伍性加入到污水中的緩蝕阻垢劑、殺菌劑由于在污水中要混合，他們之間的配伍性也非常重要，實(shí)驗(yàn)將現(xiàn)場(chǎng)緩蝕阻垢劑和殺菌劑分別配制成1％的蒸餾水溶液，將二者混合，混合溶液變白濁，有絮凝體產(chǎn)生，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)緩蝕阻垢劑與殺菌劑不配伍（見(jiàn)圖5）。

圖4處理劑和污水Fig4 treatment and sewage

圖5處理劑之間Fig5 treatment agent

4　結(jié)論與認(rèn)識(shí)

通過(guò)對(duì)瓦窯堡油田元峁井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層敏感性、注入水配伍性、污水處理劑等的研究及室內(nèi)評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：

（1）發(fā)現(xiàn)該井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層總體顯示弱敏感性，儲(chǔ)層敏感性不是引起該井區(qū)注水壓力高的原因。

（2）該井區(qū)注入水與地層水的配伍性較好，也不是導(dǎo)致該井區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層注水壓力高的主要原因。

（3）該井區(qū)污水處理劑中的緩蝕阻垢劑的緩蝕阻垢效率比較低，殺菌劑加量達(dá)到一定程度時(shí)可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但處理劑與地層水、處理劑之間的配伍性差，是引起該井區(qū)注水壓力高的一個(gè)原因。

（4）注入水中SRB和TGB含量嚴(yán)重超標(biāo)，細(xì)菌繁殖和代謝將導(dǎo)致地層堵塞，且很難通過(guò)常規(guī)的解堵方式解堵，是導(dǎo)致該井區(qū)注水壓力高的一個(gè)主要原因。

因此，可以得出元峁井區(qū)注水壓力高、儲(chǔ)層傷害主要是由該井區(qū)污水處理劑效果差、配伍性差和細(xì)菌大量繁殖堵塞地層所致。

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Cause analysis of the high injection pressure in Yuanmao block of Wayaobao oilfield

CHANG Tao1，CHEN Yanan1，HUAN Yu2
（1.Xi'an Petroleum University，Xi'an Shanxi 710065，China；2.Oil Production Plant 8 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China）

Chang2 reservoir in Yuanmao block of Wayaobao oilfield，taking the case of natural water influx into account，there are nearly 30，000 cubic meters of the deficit，but onsite technical staffs reflected that the pressure of injection is very high，they can't complete the command of injection requirement.By experiment of reservoir sensitivity，analysis of injected water quality，research of compatibility and laboratory evaluation of sewage treatment agent，ect. Derived the main reason that caused the high pressure of injected well is sewage treatment agents incompatibility and bacterial jam.

compatibility；reservoir sensitivity；analyze of water qualit

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.009

TE357.61

A

1673-5285（2015）01-0033-04

2014－10-29

常濤，男（1986-），西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，油氣田開(kāi)發(fā)方向在讀碩士研究生，郵箱：ct23671941@163.com。