新疆油田K油藏注入水對(duì)儲(chǔ)層損害研究

張國(guó)慶，王浩洋 （中石油新疆油田分公司百口泉采油廠，新疆 克拉瑪依834000）

周 愷 （中石油新疆油田分公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依834000）

樊改麗 （中石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司泥漿技術(shù)服務(wù)公司，新疆 克拉瑪依市834009）

張 勇 （中石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司50610鉆井隊(duì)，新疆 克拉瑪依834009）

新疆油田K油藏注入水對(duì)儲(chǔ)層有明顯的傷害，但目前對(duì)儲(chǔ)層傷害因素研究的程度較低。針對(duì)該油藏進(jìn)行注入水對(duì)儲(chǔ)層速敏損害的研究，避免損害，制定合理的注入水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及注水速度，對(duì)指導(dǎo)該油藏的勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 儲(chǔ)層特征分析

1.1 孔滲特征分析

新疆油田K油藏孔隙度介于9.3%～23.86%之間，平均孔隙度為16.69%，絕大多數(shù)樣品滲透率在（0.53～76.2）×10－3μm2之間，平均滲透率21.69×10－3μm2，個(gè)別樣品滲透率在 （101～300）×10－3μm2之間，屬于中孔低滲儲(chǔ)層。

1.2 巖石學(xué)分析

新疆油田K油藏儲(chǔ)層以極細(xì)、細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，碎屑物中石英含量27.3%，鉀長(zhǎng)石含量17.2%，斜長(zhǎng)石含量7.8%，巖漿巖為13.9%，火山碎屑巖31.3%。碎屑顆粒次圓－次棱狀，分選性中－好，顆粒主要以細(xì)砂、粉砂為主，粒徑在0.06～0.25mm之間，顆粒接觸方式為點(diǎn)接觸為主，少許點(diǎn)－線接觸，支撐類(lèi)型為顆粒支撐，面孔率平均為5%。

巖石膠結(jié)以鈣質(zhì)為主，孔隙式膠結(jié)，膠結(jié)成分中含鐵粘土占2.25%，方解石、硬石膏各占4.3%，方沸石占1.5%。方解石、方沸石、硬石膏充填孔隙，含鐵粘土呈薄膜狀分布，部分巖樣有裂縫，被硬石膏充填。儲(chǔ)層巖石較疏松，顆粒普遍遭溶蝕，顆粒輪廓清晰，粒徑細(xì)小，粒徑分選好，磨圓度次棱至次圓。粒間孔發(fā)育較好，孔隙連通性較好，微孔發(fā)育較好，可見(jiàn)顆粒內(nèi)溶蝕微孔、碎裂縫。自生粘土礦物可見(jiàn)少量伊蒙混層呈片狀或卷曲絲發(fā)狀，分布于顆粒表面［1］。

1.3 粘土成分及巖石粒度分析

通過(guò)巖樣X(jué)－衍射分析 （見(jiàn)表1），新疆油田K油藏儲(chǔ)層巖石粘土礦物中不含單獨(dú)的蒙脫石，粘土礦物以伊／蒙混層為主，平均占58.08%，伊／蒙混層中蒙脫石占70%；其次為伊利石，平均為22.5%，綠泥石平均為11.6%，少量高嶺石，平均為7.8%。

總體上從泥質(zhì)含量及粘土成分?jǐn)?shù)據(jù)看，目的層泥質(zhì)含量較少，蒙脫石成分較低，表明儲(chǔ)層水敏性不強(qiáng)，另外伊利石、高嶺石較多，且孔喉細(xì)小，易發(fā)生微粒運(yùn)移或速敏損害。新疆油田K油藏儲(chǔ)層主要以粉砂極細(xì)砂巖為主，粘土含量低，微粒來(lái)源多、粒度小，易產(chǎn)生微粒運(yùn)移。

表1 K油藏2－25井巖心粘土礦物X射線分析

2 地層水及注入水水質(zhì)分析

通過(guò)對(duì)K油藏地層水及注入水水樣進(jìn)行分析（見(jiàn)表2）表明，地層水水型為CaCl2，礦化度為12989mg／L；注入水水型為Na2SO4，礦化度為7450mg／L，注入水礦化度低于地層臨界礦化度，且水型不同。

表2 K油藏地層水與注入水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表

圖1 地層水與注入水不同比例混合結(jié)垢現(xiàn)象

在水質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，將注入水水樣與地層水水樣用G4砂芯漏斗過(guò)濾后，按不同比例混合，在60℃條件下反應(yīng)24h，觀察其結(jié)垢情況 （見(jiàn)圖1）。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)地層水與注入水7∶3混合后出現(xiàn)少量微粒垢，地層水與注入水1∶1混合后也出現(xiàn)少量微粒垢，但數(shù)量相對(duì)較少，地層水與注入水3∶7混合后無(wú)明顯微粒垢。表明地層水與注入水部分混合產(chǎn)生輕微結(jié)垢。

3 注入水對(duì)儲(chǔ)層的損害分析

由于注入水與地層水水質(zhì)按不同比例混合后會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，進(jìn)行了2種方式的注入水巖心損害評(píng)價(jià)試驗(yàn)［2］。一是注入水速敏影響試驗(yàn)，其評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法是：首先巖心飽和模擬地層水后，在低于臨界流速下進(jìn)行地層水初始滲透率測(cè)定，然后進(jìn)行不同流速下 （從0.1ml／min開(kāi)始）注入水滲透率測(cè)定試驗(yàn)，觀察注入水不同流速下滲透率變化情況；二是進(jìn)行注入水一定流速下?lián)p害試驗(yàn)，其評(píng)價(jià)方法按照SY／T5358－22002標(biāo)準(zhǔn)中單項(xiàng)流體評(píng)價(jià)進(jìn)行［3］。

3.1 注入水速敏影響試驗(yàn)

選取32＃巖心進(jìn)行不同流速下滲透率變化試驗(yàn)，試驗(yàn)曲線如圖2所示。32＃巖心在0.1ml／min初始地層水滲透率為1.56×10－3μm2，而同樣流速下注入水滲透率為1.25×10－3μm2，滲透率下降19%，產(chǎn)生少量微粒運(yùn)移堵塞。隨著注入水流速上升，微粒運(yùn)移增多，滲透率一直下降，在流速1.0ml／min時(shí)微粒堵塞沖開(kāi)，滲透率逐步上升。當(dāng)流速為0.25ml／min時(shí)，出現(xiàn)15.5%的滲透率損害，表明巖心臨界流速為0.10ml／min。該巖心注入水速敏試驗(yàn)反映出，地層微粒運(yùn)移較為嚴(yán)重，導(dǎo)致滲透率下降大，速敏指數(shù)為36%，為中等速敏損害。

綜合分析巖樣的注入水速敏試驗(yàn)數(shù)據(jù)，表明儲(chǔ)層巖性非均質(zhì)，由于注入水礦化度低于地層水，微粒運(yùn)移嚴(yán)重?，F(xiàn)場(chǎng)注入水量大小對(duì)地層滲透率影響較大，穩(wěn)定微粒運(yùn)移成為注水過(guò)程中關(guān)鍵。

3.2 注入水損害評(píng)價(jià)試驗(yàn)

選取29－22＃巖心進(jìn)行注入水損害評(píng)價(jià)試驗(yàn)，試驗(yàn)曲線如圖3所示。在驅(qū)替流速0.2ml／min的條件下，地層水滲透率為24.41×10－3μm2，注入水注入靜止24h后滲透率為18.91×10－3μm2，滲透率下降22.55%，造成弱損害。

圖2 32＃巖心注入水速敏試驗(yàn)曲線

圖3 29－22＃巖心注入水損害評(píng)價(jià)試驗(yàn)曲線

4 結(jié) 論

（1）新疆油田K油藏儲(chǔ)層泥質(zhì)含量較少，蒙脫石成分較低，表明儲(chǔ)層水敏性不強(qiáng)，另外伊利石、高嶺石較多，且孔喉細(xì)小，易發(fā)生微粒運(yùn)移或速敏損害。

（2）地層水水型為CaCl2，礦化度為12989mg／L；注入水水型為Na2SO4，礦化度為7450mg／L，注入水礦化度低于地層臨界礦化度，且水型不同，地層水與注入水部分混合產(chǎn)生輕微結(jié)垢。

（3）注水開(kāi)發(fā)時(shí)地層微粒運(yùn)移嚴(yán)重，滲透率下降大，速敏指數(shù)為36%，為中等速敏損害。

（4）通過(guò)注入水損害評(píng)價(jià)試驗(yàn)，在驅(qū)替流速0.2ml／min的條件下，地層水滲透率為24.41×10－3μm2，注入水注入靜止24h后滲透率為18.91×10－3μm2，滲透率下降22.55%，造成弱損害。

［1］楊建，康毅力，吳娟，等 .富含鐵致密砂巖儲(chǔ)層的酸敏性評(píng)價(jià) ［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（6）：70－72.

［2］李強(qiáng)，向丹，黃大志 .王27斷塊油藏污水回注對(duì)吸水層的損害研究 ［J］.鉆采工藝，2007，30（6）：108－112.

［3］唐洪明，黎菁，何保生，等 .旅大10－1油田含聚污水回注對(duì)儲(chǔ)層損害研究 ［J］.油田化學(xué)，2011，28（2）：181－185.