低渗油藏注水影响因素实验与研究

袁伟红(中原油田采油四厂工艺研究所， 河南 濮阳 457001)

低渗油藏注水影响因素实验与研究

袁伟红(中原油田采油四厂工艺研究所， 河南 濮阳 457001)

文南油田属于典型高压、低渗油藏，储层物性差，原始地层压力高,针对长期注水开发后注水压力逐级升高，注水困难欠注严重的问题，开展了注入水配伍性研究，通过储层敏感性分析、管线及井筒垢物分析、注入水离子分析及结垢趋势预测、注入水与储层配伍性试验等方面找到注入水引起岩心渗透率下降的主要因素，为改善高压欠注井注水状况的实施措施提供依据。

低渗油藏;注入水配伍性;伤害因素

1 概况

文南油田位于东濮凹陷中央隆起带文留构造南部次级地堑内，属于典型高压、低渗油藏。统计文南油田13个注水单元273口井，平均注水压力30.8MPa，部分区块注水压力达到39MPa以上，储层物性差，原始地层压力高决定了注水困难。为解决注水困难的问题，开展了注入水配伍性研究，通过储层敏感性研究、管线及井筒垢物分析、注入水离子分析及结垢趋势预测、注入水与储层配伍性试验等方面找到注入水引起岩心渗透率下降的主要因素，为改善高压欠注井注水状况的实施措施提供依据。

2 注入水配伍性的室内研究

2.1 储层敏感性研究

选取文南油田典型区块文138-1、文211、文88-1岩心做全岩分析，结果如下表1、表2。

表1 岩心XRD全矿物分析

表2 岩心矿物相对含量分析

统计资料表明，我国低渗透油藏[1]粘土矿物平均含量为8.91%，以上分析表明W138-1井、W88-1井粘土矿物含量远高于平均值，四口井中绿泥石含量均较高，特别是W138-1，绿泥石含量接近12%，酸化过程中易造成酸敏；伊/蒙混层相对比例也较高，W88-1、W211几乎接近我国低渗透油田粘土含量的平均值，由于粘土膨胀，必然会引起孔隙体积的减少和渗流阻力的增加。

2.2 垢物成分分析

选取文南油田注水南一线管道及W99-24井井筒垢样，通过X射线衍射仪进行检测，其垢物成分结果如下：

表3 南一线管道垢样成分分析结果

垢样由三层构成。第一层与第三层由钙垢与铁垢混合组成，中间层完全由铁垢组成。钙垢以方解石的形式存在。

表4 文99-24井筒垢样成分分析结果

垢样以酸溶物为主，主要成分为碳酸钙，其次是腐蚀垢物，主要成分为碳酸亚铁和硫化亚铁。

2.3 注入水离子分析及结垢趋势预测

选取联合站注入水出口、配水间、注入泵出口、注水井不同取样位置的注入水进行成垢离子分析，注入水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO4

2-等成垢离子，基本为中性，水型为CaCl2。且流经整个注水流程后含量变化不大。为了预测注入水沿流程在干线、井筒、地层不同条件下碳酸钙结垢的程度(暂不考虑与地层水配伍)，利用饱和指数和稳定指数法对碳酸钙结垢趋势进行预测。预测不同温度下结垢趋势如下：

表5 不同温度下结垢预测结果汇总

由上表可知：随着温度的升高，注入水的SI值逐渐变大，说明注入水结垢趋势随温度上升而加剧；SAI值随温度的升高而逐渐变小，可知注入水在低温下具有轻度的腐蚀性，随着温度的升高腐蚀性减弱，结垢趋势加剧。当注入水的温度达到70℃以上，尤其是超过80℃时，即注入水进入到地层后，其SAI值均小于5，说明注入水具有较强的结垢倾向。

2.4 注入水与储层配伍性试验

(1)注入水岩心单相流动驱替实验

选取NW88井岩心，分别用文二联合站、配水间、W88-9注水井入口，进行注入水岩心单相流动驱替实验，检测注入水对岩心渗透率伤害程度，结果如下：

表6 NW88井岩心注入水驱替渗透率变化

在相同的驱替时间内，岩心中注入注入水后，岩心渗透率均下降，随着驱替时间的延长，渗透率下降最高达77.62%。说明注入水对不同矿物组分及渗透率的岩心均造成了一定的伤害。

(2)注入水过滤前后对岩心的伤害实验

注入水对岩心的伤害途径：一是注入水在岩心中可能结垢造成的；二是注入水中的悬浮物在岩心中形成物理堵塞所致。选取W88-1岩芯，对采用微孔滤膜过滤后的注入水进行滤前与过滤后的动态岩芯驱替实验，其注入曲线压力见图1。

从注入压力曲线可知，用经过微孔滤膜过滤后的注入水注入岩心后，对岩心的损害程度要小于用注入水直接注入。表现为注入压力的升高幅度较小，在注入期内压力曲线升高的幅度较为平缓。因此机械杂质的存在使岩心的渗透率下降。在用未过滤后的注入水驱替时，压力仍然保持上升的趋势。

图1 文88-1 17#岩心0.22μm 滤膜抽滤后与未抽滤驱替

注入水中含有少量的固体悬浮物和污油，由于低渗透岩心孔喉半径一般小于1.5μm[2]，因此这些少量的固体悬浮物和污油即可通过架桥堵塞岩心。对比岩心驱替实验，分析注入水、滤后水的试验结果可以看出，注入水中的固体悬浮物是造成文88岩心注水过程中渗透率升高的重要原因。

3 实施对策与认识

(1)根据储层矿物敏感性及污染原因，确定相适应的降压增注工艺技术解决欠注井注水压力高，注水困难的问题。如对酸敏特性较强的欠注井采用稀活性有机酸液体系；因敏感矿物含量高呈水敏、速敏特征的注水井实施缩膨增注技术。

(2)试验结果表明，注入水以及入井液体的机械杂质对低渗油藏的渗透率的影响较大。

(3)根据文88块室内研究结果，结合文南油田地层特点，目前的水处理工艺和技术条件，在文88、138、79等低渗区块安装井口精细过滤器，有效过滤水流中悬浮物颗粒及有害杂质，保证入井水质稳定达标。

[1]杨锐.低渗透复杂油藏渗流理论基础[M].西安交通大学出版社.

[2]李华斌.低渗油藏低张力驱油条件及技术[M].科学出版社.