低滲透油藏欠注問題原因分析與增注技術(shù)

摘 要：低滲透油藏能否保證油田正常高效注水，對油田注水開發(fā)效果的影響非常明顯。本文圍繞低滲透油藏欠注問題與原因分析，重點(diǎn)就采取的增注技術(shù)進(jìn)行了論述，以期為解決低滲透油藏欠注問題提供參考。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏；欠注；增注

油田注水是保持一定地層壓力水平，實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)及提高采收率的主要手段。能否保證油田正常高效注水，對油田注水開發(fā)效果的影響非常明顯，尤其對低滲透油藏更是如此。因此，找準(zhǔn)低滲透油藏欠注問題及原因，加強(qiáng)增注技術(shù)研究與分析，對于促進(jìn)低滲透油藏一體化治理將起到至關(guān)重要的技術(shù)支撐作用。

1低滲透油藏欠注問題

低滲透油藏儲(chǔ)量較大，水驅(qū)效果較差。低滲透油藏水驅(qū)效果差，表現(xiàn)為低液量、低含水、低注水量，調(diào)整后含水下降，但相同采出程度所對應(yīng)的實(shí)際含水率要高于理論的含水率，相同采出程度所對應(yīng)的水驅(qū)指數(shù)要小于理論值，水驅(qū)開發(fā)效果較差。某區(qū)塊2016年調(diào)整后開發(fā)形勢變好，由于后期水質(zhì)問題造成區(qū)塊注水井欠注，水驅(qū)效果變差。

前期研究認(rèn)識(shí)存在一定差距，注水水質(zhì)不滿足油藏需求。低滲透微觀孔隙結(jié)構(gòu)與注水適配性研究成果—孔喉大小和分布決定了儲(chǔ)層的有效滲流能力，對某區(qū)塊開展孔隙微觀結(jié)構(gòu)研究，指導(dǎo)水質(zhì)適配，提高注水效果。通過鑄體薄片法測定，某區(qū)塊孔喉半徑主要集中在1.1μm～1.6μm范圍內(nèi)，占50.9%左右，要求粒徑中值<0.4μm。目前注水井口注入水懸浮物粒徑主要集中在0.4μm～1.4μm，平均1.1μm，不滿足油藏開發(fā)需求。

現(xiàn)有注水井啟動(dòng)壓力升高，注水井欠注。某注水站在2009年以前注水水質(zhì)含油量≤10mg/L、懸浮物含量≤4mg/L、粒徑中值≤2.5μm（原B2級(jí)），注入水質(zhì)按“低滲透油田水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”執(zhí)行，為含油量≤5mg/L、懸浮物含量≤1mg/L、粒徑中值≤1μm（原A1級(jí)）。注水水質(zhì)的改善在一段時(shí)間內(nèi)改善了注水效果，但注水水質(zhì)不能滿足油藏需求，造成后期地層堵塞，總體上啟動(dòng)壓力呈上升趨勢，注水量呈下降趨勢。

層系井網(wǎng)已完善，需進(jìn)一步水質(zhì)升級(jí)。某區(qū)塊分四套層系開發(fā)，目前沙三段、沙四段井網(wǎng)均已完善，由于平面存在物性差異，需要進(jìn)一步提升水質(zhì)，滿足油藏開發(fā)需求。

洗井流程不完善效果差，制約注水開發(fā)效果。根據(jù)《注水井洗井工藝規(guī)程》對注水井洗井的要求，包括正洗井和反洗井，現(xiàn)有洗井水回收方式受依托生產(chǎn)設(shè)施和環(huán)境因素影響大，洗井不及時(shí)。在注水井洗井水回收進(jìn)罐車組方式下，罐車組回收洗井水洗井方式費(fèi)用高、勞動(dòng)強(qiáng)度大。

洗井水進(jìn)集輸流程方式影響采油和集油系統(tǒng)正常生產(chǎn)。洗井水回收水進(jìn)入集輸系統(tǒng)后會(huì)影響產(chǎn)液量。洗井回水直接進(jìn)入集油管網(wǎng)，導(dǎo)致油井管線回壓升高，加之洗井回水溫度（23℃）低于原油凝固點(diǎn)（30℃），加劇了油井管線回壓升高，影響了采油和集油系統(tǒng)生產(chǎn)。洗井回水進(jìn)入集油管網(wǎng)，容易導(dǎo)致原油計(jì)量的失準(zhǔn)。

2低滲透油藏欠注原因

低滲透油藏分布較廣，欠注情況較嚴(yán)重。注水井注入壓力高將會(huì)加大地層配注系統(tǒng)的負(fù)荷，使注水能耗增加，水井欠注導(dǎo)致儲(chǔ)層產(chǎn)生應(yīng)力敏感效應(yīng)，降低了波及系數(shù)和采收率，為提高水驅(qū)效率，必須增強(qiáng)注水。要提高這類油藏的注水量不能僅依靠地面設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，因此如何解決低滲透油田降壓增注的技術(shù)問題，提高低滲透油藏注水量已成為當(dāng)前亟待研究的重要課題。注水井欠注的直接后果是地層壓力下降。地層壓力下降進(jìn)一步引發(fā)儲(chǔ)層滲透率降低和產(chǎn)能下降。分析低滲透油藏水井欠注的原因可分為內(nèi)因和外因兩部分 ：

內(nèi)因主要是由于低滲透儲(chǔ)層基質(zhì)滲透性差以及殘余油飽和度高。室內(nèi)研究表明：注入水從油井突破前、水驅(qū)壓差逐步上升，且水驅(qū)殘余油階段水的相對滲透率一般小于0.3。因此在基質(zhì)滲透率低和殘余油的共同作用下，低滲儲(chǔ)層吸水能力的70%被抑制。

外因主要是水質(zhì)問題導(dǎo)致的儲(chǔ)層污染，儲(chǔ)層污染主要有儲(chǔ)層敏感性傷害，水質(zhì)不配伍導(dǎo)致結(jié)垢傷害，水中固體顆粒、原油、細(xì)菌等的堵塞傷害。目前低滲透油藏在開發(fā)過程中的儲(chǔ)層傷害主要是三個(gè)方面：注入水不達(dá)標(biāo)，堵塞地層，影響注水；注入水不合格，粘土膨脹，降低吸水能力；含油飽和度高的低滲透油藏，注水壓力高。

3低滲透油藏增注相關(guān)工藝技術(shù)

水井酸化技術(shù)。砂巖基質(zhì)酸化酸巖反應(yīng)和二次傷害機(jī)理研究是優(yōu)選酸液體系與優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 酸液進(jìn)入地層時(shí)，部分是與射孔孔眼和孔喉處的堵塞物（結(jié)垢或機(jī)雜）反應(yīng)；另一部分與地層礦物發(fā)生反應(yīng)，快反應(yīng)礦物長石、粘土礦物、碳酸鹽膠結(jié)物和慢反應(yīng)礦物石英在酸液中的反應(yīng)變化以及生成的二次沉淀物和運(yùn)移微粒在孔喉中的分布對于酸化設(shè)計(jì)都是至關(guān)重要的。

活性增注技術(shù)。表面活性劑是一種在低濃度下能迅速降低表面張力的物質(zhì)，具有親水基和親油基。正是因?yàn)樗倪@種兩親性質(zhì)，使其能顯著的降低界面張力。表面活性劑按照其極性分，可以分為非離子表面活性劑和離子表面活性劑，其中離子型表面活性劑又可以分為陽離子型、陰離子型、兩性型表面活性劑。由于地層帶負(fù)電荷，驅(qū)油用表面活性劑一般為陰離子型和非離子型表面活性劑。表面活性劑的非極性鏈越長，其親油性越強(qiáng)，表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)也會(huì)影響表面活性劑在表面的排布，并進(jìn)一步影響界面張力。

多氫酸復(fù)合活性水降壓增注工藝?；钚运祲涸鲎⒓夹g(shù)。表面活性劑溶液可使油水界面的張力降低，從而降低親油油層的毛管阻力，對毛管數(shù)的增加以及驅(qū)油效率的提高具有促進(jìn)作用。新研制出的一種雙聚醚類活性劑體系可以在較高濃度下通過段塞處理的方式，使油水界張力、表面張力等下降，從而使后續(xù)水的驅(qū)水相滲透率得到提高，實(shí)現(xiàn)降壓增注的目的。

分子膜增注工藝技術(shù)。在近井地帶分子膜能夠驅(qū)除水膜優(yōu)先吸附成膜，通過將儲(chǔ)層表面變?yōu)槿跛疂?、降低粘附功?shí)現(xiàn)減阻增注，同時(shí)分子膜劑具有較高的表面活性，較好的增溶能力，優(yōu)良的防膨性能，能有效降低油水界面張力，油滴通過吼道時(shí)阻力減小，殘余油就會(huì)更容易被驅(qū)替出來，形成流動(dòng)油，協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)長效降壓增注，提高水驅(qū)油效果。該工藝應(yīng)用于水測滲透率小于30×10-3μm2的低滲砂巖儲(chǔ)層，注入工藝分連續(xù)注入及段塞注入兩種，連續(xù)注入濃度為0.1%，段塞注入濃度為1%，關(guān)井時(shí)間為12h。

小陽離子深部縮膨防膨工藝。部分敏感性油藏儲(chǔ)層粘土礦物含量較高，遇水發(fā)生易發(fā)生膨脹、運(yùn)移，使地層滲透率下降，注水壓力上升，注水量減少甚至注不進(jìn)。這類水井常規(guī)酸化后，雖然能夠解除近井地帶的污染，但由于沒有消除因粘土膨脹、運(yùn)移造成油層傷害的根本因素，初期效果較好，但注水壓力上升快，有效期短。為此創(chuàng)新配套了小陽離子深部縮膨防膨技術(shù)，延長酸化有效期?？s膨劑是一種化學(xué)合成的高分子陽離子化合物，它通過與粘土礦物發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，使粘土晶格改性，使其遇水后不膨脹；已膨脹的粘土晶格，通過化學(xué)反應(yīng)改性后釋放出水分子，晶格縮小。并通過多點(diǎn)吸附作用使這些改性的粘土物質(zhì)與原地層礦物牢固結(jié)合，從而避免了粘土礦物遇水膨脹、運(yùn)移給地層造成的傷害。

作者簡介：

鄂敬天（1984-），男，吉林松原人，大學(xué)本科，工程師。