袁偉紅(中原油田采油四廠工藝研究所， 河南 濮陽 457001)

低滲油藏注水影響因素實驗與研究

袁偉紅(中原油田采油四廠工藝研究所， 河南 濮陽 457001)

文南油田屬于典型高壓、低滲油藏，儲層物性差，原始地層壓力高,針對長期注水開發(fā)后注水壓力逐級升高，注水困難欠注嚴重的問題，開展了注入水配伍性研究，通過儲層敏感性分析、管線及井筒垢物分析、注入水離子分析及結垢趨勢預測、注入水與儲層配伍性試驗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施措施提供依據。

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造南部次級地塹內，屬于典型高壓、低滲油藏。統計文南油田13個注水單元273口井，平均注水壓力30.8MPa，部分區(qū)塊注水壓力達到39MPa以上，儲層物性差，原始地層壓力高決定了注水困難。為解決注水困難的問題，開展了注入水配伍性研究，通過儲層敏感性研究、管線及井筒垢物分析、注入水離子分析及結垢趨勢預測、注入水與儲層配伍性試驗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施措施提供依據。

2 注入水配伍性的室內研究

2.1 儲層敏感性研究

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 巖心礦物相對含量分析

統計資料表明，我國低滲透油藏[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%，酸化過程中易造成酸敏；伊/蒙混層相對比例也較高，W88-1、W211幾乎接近我國低滲透油田粘土含量的平均值，由于粘土膨脹，必然會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X射線衍射儀進行檢測，其垢物成分結果如下：

表3 南一線管道垢樣成分分析結果

垢樣由三層構成。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垢趨勢預測

選取聯合站注入水出口、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。且流經整個注水流程后含量變化不大。為了預測注入水沿流程在干線、井筒、地層不同條件下碳酸鈣結垢的程度(暫不考慮與地層水配伍)，利用飽和指數和穩(wěn)定指數法對碳酸鈣結垢趨勢進行預測。預測不同溫度下結垢趨勢如下：

表5 不同溫度下結垢預測結果匯總

由上表可知：隨著溫度的升高，注入水的SI值逐漸變大，說明注入水結垢趨勢隨溫度上升而加??；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，結垢趨勢加劇。當注入水的溫度達到70℃以上，尤其是超過80℃時，即注入水進入到地層后，其SAI值均小于5，說明注入水具有較強的結垢傾向。

2.4 注入水與儲層配伍性試驗

(1)注入水巖心單相流動驅替實驗

選取NW88井巖心，分別用文二聯合站、配水間、W88-9注水井入口，進行注入水巖心單相流動驅替實驗，檢測注入水對巖心滲透率傷害程度，結果如下：

表6 NW88井巖心注入水驅替滲透率變化

在相同的驅替時間內，巖心中注入注入水后，巖心滲透率均下降，隨著驅替時間的延長，滲透率下降最高達77.62%。說明注入水對不同礦物組分及滲透率的巖心均造成了一定的傷害。

(2)注入水過濾前后對巖心的傷害實驗

注入水對巖心的傷害途徑：一是注入水在巖心中可能結垢造成的；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，對采用微孔濾膜過濾后的注入水進行濾前與過濾后的動態(tài)巖芯驅替實驗，其注入曲線壓力見圖1。

從注入壓力曲線可知，用經過微孔濾膜過濾后的注入水注入巖心后，對巖心的損害程度要小于用注入水直接注入。表現為注入壓力的升高幅度較小，在注入期內壓力曲線升高的幅度較為平緩。因此機械雜質的存在使巖心的滲透率下降。在用未過濾后的注入水驅替時，壓力仍然保持上升的趨勢。

圖1 文88-1 17#巖心0.22μm 濾膜抽濾后與未抽濾驅替

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架橋堵塞巖心。對比巖心驅替實驗，分析注入水、濾后水的試驗結果可以看出，注入水中的固體懸浮物是造成文88巖心注水過程中滲透率升高的重要原因。

3 實施對策與認識

(1)根據儲層礦物敏感性及污染原因，確定相適應的降壓增注工藝技術解決欠注井注水壓力高，注水困難的問題。如對酸敏特性較強的欠注井采用稀活性有機酸液體系；因敏感礦物含量高呈水敏、速敏特征的注水井實施縮膨增注技術。

(2)試驗結果表明，注入水以及入井液體的機械雜質對低滲油藏的滲透率的影響較大。

(3)根據文88塊室內研究結果，結合文南油田地層特點，目前的水處理工藝和技術條件，在文88、138、79等低滲區(qū)塊安裝井口精細過濾器，有效過濾水流中懸浮物顆粒及有害雜質，保證入井水質穩(wěn)定達標。

[1]楊銳.低滲透復雜油藏滲流理論基礎[M].西安交通大學出版社.

[2]李華斌.低滲油藏低張力驅油條件及技術[M].科學出版社.