低渗透油藏稳定注水影响因素与配套工艺

徐化冰

摘 要：由于低渗透油藏储层孔喉小，渗透率低，注水困难。本文针对低渗油藏储层物性差，注水启动压力高，开展注入水配伍性研究，系统分析注水压力高的问题，优化转注井大型防膨技术，并进行现场实践，从注水效果、启动压力、压降情况看，取得了显著的效果，实现了低渗油藏稳定注水。

关键词：储层物性；配套工艺；低渗油藏；配伍性；注水压力

低渗透油藏是近年来产能建设的主阵地，但由于储层物性差，注水启动压力高，给区块稳定开发带来很大难度，因此近年来围绕工作目标开展一系列注水的工艺攻关和实践，取得良好效果。

1 低渗透油藏稳定注水影响因素

1.1 储层低渗、孔喉小，注水启动压力高。

由于低渗透油藏储层孔喉小，渗透率低，初始注水困难。通过压汞法孔及毛管压力曲线分析得出：孔喉分选性差，最大非流动孔喉半径较小约3.0μm，变异系数大于0.7，表现为微观非均质性较强，注水启动压力高达24MPa以上。

1.2 储层敏感性及润湿性影响

利用X—衍射对岩芯进行了全岩和粘土矿物分析。白云石、斜长石等含钙矿物、绿泥石等含铁矿物、易于膨胀的伊/蒙混层粘土矿物、易于运移的高岭石等矿物的存在，通过实验得出，储层具有中等水敏性、极强酸敏征。利用自吸法对岩心润湿性评价，属强亲水。

1.3 注入水与地层水及储层不配伍

地层水进行分析发现，地层水呈酸性，PH值在5.0，利用等离子发射光谱检测到地层水中均含有一定量的铁离子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢离子。

2 大型防膨技术的研究

针对敏感性及润湿性评价结论，开展防膨及防水伤害技术研究。

2.1.1、防膨剂优化。在室内试验的基础上，优选出与储层及流体配伍性良好，防膨率较高的FP3#改性小阳离子聚季胺盐防膨剂，实验数据评价FP3#防膨剂对S4储层不产生吸附伤害，通防膨剂后，岩心渗透率不下降。利用吸附伤害后的岩心继续实验，通入0.22μm过滤的注入水进行防膨周期评价，S4岩心通注入水400PV后，岩心渗透率不下降，证明FP3#防膨剂具有良好的长久防膨效果。因此，优选FP3#防膨剂。

2.1.2、防水伤害技术优化。岩心润湿性评价结果显示储层强亲水，为降低注入水前端的油水界面张力，克服毛管阻力影响的同时使岩层表面润湿性翻转，实现降压增注，在预处理段塞中加入水伤害处理剂（表面活性剂），将防膨与解水伤害相结合对地层进行预处理。

2.1.3 防垢技术的优化。在低渗储层水中钙、镁、钡、锶离子含量基本稳定的情况下，垢物成分主要是氢氧化铁垢和钡、钙的碳酸盐垢。室内试验分别合成3种主剂A、B、C，其中A为还原型主剂，B为主要络合剂，C为螯合型主剂，按不同水质的要求进行一定比例添加。防垢-铁离子稳定剂复合药剂的使用方案为：在使用浓度为200 mg/L时，则A：B：C=100：50：50，结果表明在注入水中加入一定量铁离子稳定剂与阻垢剂，可以起到良好的稳铁效果，同时可以有效抑制碳酸盐垢的析出。

3 现场实施效果

2017年4口井投转注过程中均采用了大型防膨工艺模式：水伤害处理剂+改性小阳离子聚季胺盐+铁稳剂，充分利用改性小阳离子聚季胺盐分子量小、使用浓度低、分子结构小、储层伤害小、与粘土结合力强、耐冲刷、防膨周期长等优点，同时复配水伤害处理剂，消除防膨前期水伤害，加铁离子稳定剂稳铁等技术，防膨液用量大（70-150m3），处理半径达到4.5-6m，有效期较长，注水初期压力普遍较低，且压力上升缓慢，实现了区块稳定注水。

3.1 大规模防膨实验井与常规防膨工艺井注水情况对比

大型防膨井在投注初期注水压力低。以某块为例，大型防膨井注水压力在12MPa，比未大型防膨井25 MPa要低的多。

3.2、启动压力对比

通过对比可以看出，实施大型防膨工艺的井启动压力低，而未实施大型防膨的启动压力高。

3.3、 压降对比

为评价大型防膨投转注工艺的效果，对3个区块的11口水井，测取了压降曲线，以对比实施该工艺的水井与常规投转注水井的压力扩散情况。从实施了大型防膨投转注工艺的某井压降曲线上看，关井后，压力有明显下降，且是一个持续下降的过程，在5000S以后趋于稳定，最终稳定压力在20Mpa以下。表明在實施了该工艺后，有效的抑制了粘土膨胀运移，降低了地层水伤害和结垢程度，保证了压力快速扩散，确保区块稳定注水。

从未实施大型防膨某井的压降曲线看，初期压力均较高，在27Mpa左右，关井后，压力有明显下降，但下降幅度小，基本在60S以后就趋于平缓；但最终压力也稳定在23Mpa以上；表明地层不能很好的将压力扩散出去，对稳定注水产生不利影响。

4、结论与建议

通过对在投转注过程中应用大型防膨工艺与未应用该工艺的3个区块的水井在注水压力与注水量、注水指示曲线（启动压力）、压降三个方面的分析，表明大型防膨工艺：水伤害处理剂+改性小阳离子聚季胺盐+铁稳剂效果非常好。

4.1改性小阳离子聚季胺盐具有分子量小、使用浓度低、储层伤害小、与粘土结合力强、耐冲刷、防膨周期长的优点，能有效解决了低渗透油藏注水过程中粘土易发生膨胀运移、堵塞地层的问题。实施该工艺的井，在投转注以来，表现出注水压力稳定，注水量稳定，压降幅度大，地层具有良好的压力扩散能力。

4.2在防膨预处理段塞中加入水伤害处理剂（表面活性剂），其中的活性分子可以降低固液相间的界面张力，消除大水颗粒造成的水锁伤害；同时可使岩层表面润湿性反转，可明显降低注水压力。

4.3对于注入水与地层水及储层接触后产生的结垢伤害，在注入水中加入一定量铁离子稳定剂与阻垢剂，起到了良好的稳铁效果，同时有效抑制了碳酸盐垢的析出。实施该工艺的井，在投转注以来，注水压力稳定，能实现稳定注水。

参考文献：

[1]张春荣.低渗透油田高压注水开发探讨[J].断块油气田.2016.16；

[2]季华生.油田注水新思路的探求与实践. 石油工业出版社出版.2009.04。