油藏條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)

祝麗麗

（吉林油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 吉林松原 138000）

1 前言

注入水對(duì)儲(chǔ)層的傷害是目前注水開(kāi)發(fā)油田普遍存在的問(wèn)題， 注入水對(duì)儲(chǔ)層的傷害與注入流體的礦化度、注入速度以及儲(chǔ)層中黏土礦物含量類(lèi)型有直接關(guān)系，因此需要對(duì)每一個(gè)油田開(kāi)展敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，以便了解儲(chǔ)層在注水過(guò)程中速敏和水敏的傷害程度。室內(nèi)儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)是基于單一流體下的評(píng)價(jià)結(jié)果，與礦場(chǎng)實(shí)際情況存在一定的差異，為此，開(kāi)展了模擬地層條件下的注入水傷害實(shí)驗(yàn)，真實(shí)地表現(xiàn)出在地層中注入水對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度。

2 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

本次評(píng)價(jià)以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能夠反映儲(chǔ)層在外來(lái)流體作用下真實(shí)的傷害情況以及程度，這對(duì)該油田的注水開(kāi)發(fā)提供了有效的證據(jù)。

2.1 速敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

速敏性評(píng)價(jià)主要是考慮由于流體流速增加，導(dǎo)致地層微粒運(yùn)移堵塞造成滲透率降低的一種傷害，在對(duì)莫里青儲(chǔ)層速敏評(píng)價(jià)中，采用了三種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，每種方法實(shí)驗(yàn)給出的結(jié)果可以代表不同的物理意義。

（1）模擬地層水速敏實(shí)驗(yàn)。根據(jù)莫里青油田地層水資料配置模擬地層水，按照行業(yè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行速敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)結(jié)果為弱速敏。

（2）注入水速敏實(shí)驗(yàn)。注入水速敏表現(xiàn)行為有兩種，一是地層原有微粒運(yùn)移，二是低礦化度引起的黏土顆粒分散運(yùn)移，本次實(shí)驗(yàn)選用莫里青油田的水源井水，按照行業(yè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行速敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為中等偏弱速敏。

（3）模擬油速敏實(shí)驗(yàn)。由于油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中始終是水驅(qū)替著油在前進(jìn)，然而油相流體黏度大于水相流體黏度，其沖刷和攜帶能力都比水強(qiáng)。所以，進(jìn)行了油相速敏性實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為中等偏弱速敏，三種評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 速敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析來(lái)看，模擬地層水的臨界流速為0.17mL/min，與之對(duì)應(yīng)的線性滲流速度為3.26m/d，表明地層流體在地層中的線性滲流速度在3.26m/d以內(nèi)，可以確保地層不發(fā)生速敏性傷害。注入水的臨界流速為0.15ml/min，與之對(duì)應(yīng)的線性滲流速度為2.37m/d，表明注入水與地層中黏土礦物已經(jīng)發(fā)生了膨脹、分散，增加了可運(yùn)移的地層微粒濃度，使線性滲流速度降低。模擬油進(jìn)行速敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)完全可以避免粘土膨脹所帶來(lái)的影響，真實(shí)地反映出地層微粒在不同流速下對(duì)巖心滲透率的傷害程度。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看模擬油臨界流速為0.08mL/min時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的線性滲流速度為1.94米m/d，反映出油相流體對(duì)地層微粒的運(yùn)移能力和攜帶能力遠(yuǎn)超出水相能力。因此，可以確定地層中由于滲流速度造成的傷害主要來(lái)自油相流體的傷害，所以，在開(kāi)展水相流體速敏性實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)開(kāi)展油相速敏性實(shí)驗(yàn)，這樣才能夠更加有效地指導(dǎo)油田注水開(kāi)發(fā)。

2.2 水敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

儲(chǔ)層水敏性是指外來(lái)流體的鹽度變化引起油氣儲(chǔ)層中黏土礦物的水化、膨脹、分散、運(yùn)移，導(dǎo)致巖心滲透率或有效滲透率下降的現(xiàn)象。本次水敏性評(píng)價(jià)采用兩種評(píng)價(jià)方式，得出不同結(jié)論，其中兩相流體共存評(píng)價(jià)出的水敏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具有更重要的指導(dǎo)意義。

（1）常規(guī)水敏實(shí)驗(yàn)。根據(jù)地層水資料配制模擬地層水，按照行業(yè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)將地層水稀釋成1/2、1/4、1/8地層水鹽度，最后的流體為蒸餾水，開(kāi)始評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)結(jié)果為中等偏強(qiáng)水敏-強(qiáng)水敏。

（2）模擬地層條件水敏實(shí)驗(yàn)。模擬地層條件水敏實(shí)驗(yàn)方法，首先是巖心飽和地層水， 油驅(qū)水建立束縛水飽和度，再用地層水驅(qū)油至殘余油飽和度，測(cè)定殘余油下地層水滲透率，再用水源井水驅(qū)替地層水并測(cè)定注入水滲透率，同時(shí)要確保無(wú)油相產(chǎn)出，兩種實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 水鹽敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，在殘余油狀態(tài)下注入水源井水巖心滲透率仍有下降，水敏指數(shù)為33.18%，水敏程度由中等偏強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹械绕?。兩種方法評(píng)價(jià)相比模擬地層條件水鹽敏實(shí)驗(yàn)更能夠反映地層的實(shí)際情況。

從水敏實(shí)驗(yàn)的兩種情況中可以得出以下認(rèn)識(shí)：（1）常規(guī)水敏性評(píng)價(jià)方法將蒸餾水滲透率和地層水滲透率比較會(huì)造成水敏程度增強(qiáng)；（2）水敏程度只能代表水層的評(píng)價(jià)結(jié)果；（3）采用殘余油下水敏評(píng)價(jià)可以獲得油層的最大水敏傷害程度，且能夠更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的注水開(kāi)發(fā)，同時(shí)，可以避免由于錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)導(dǎo)致的錯(cuò)誤決策。

3 注入水傷害性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

采用機(jī)理研究與礦場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，了解儲(chǔ)層微粒的穩(wěn)定性，以及誘發(fā)微粒運(yùn)移的因素，有利于分清儲(chǔ)層與注入水之間各自的傷害關(guān)系，提升對(duì)儲(chǔ)層傷害的認(rèn)識(shí)深度。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：（1）模擬地層水飽和巖心，測(cè)定模擬地層水滲透率；（2）用現(xiàn)場(chǎng)取得的注入水進(jìn)行機(jī)械雜質(zhì)過(guò)濾，水中機(jī)械雜質(zhì)粒徑小于0.22μm，并測(cè)定注入水滲透率；（3）用含機(jī)械雜質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)注入水進(jìn)行動(dòng)態(tài)驅(qū)替巖心，記錄不同驅(qū)替孔隙體積倍數(shù)壓力，并測(cè)定階段巖心吸水能力。

儲(chǔ)層無(wú)機(jī)械雜質(zhì)注入水傷害實(shí)驗(yàn)，在礦化度2476.2mg/L無(wú)機(jī)械雜質(zhì)，連續(xù)驅(qū)替條件下，滲透率損失14%。儲(chǔ)層含機(jī)械雜質(zhì)注入水傷害實(shí)驗(yàn)，水質(zhì)較為清澈，可見(jiàn)少量機(jī)械雜質(zhì)，懸浮物粒徑分布主要為2～5μm ，占累計(jì)分布的80%以上。滲透率損失69%，由此可見(jiàn)機(jī)械雜質(zhì)堵塞可使?jié)B透率下降幅度達(dá)到55%。隨著注入量增加滲透率仍存在下降趨勢(shì)。

機(jī)械雜質(zhì)堵塞綜合評(píng)價(jià)：（1）注入水經(jīng)過(guò)0.22μm 濾膜過(guò)濾后，放置2個(gè)月，細(xì)菌大量繁殖，細(xì)菌特征表現(xiàn)為：個(gè)體小、可形變、易聚集形成大顆粒，繁殖能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的黏彈性，含有機(jī)成分，堵塞孔喉后極難處理，并且具有深部侵入的特點(diǎn)。（2）機(jī)械雜質(zhì)既可以進(jìn)入儲(chǔ)層中堵塞喉道，又會(huì)堆積在縫壁上形成致密的濾膜。影響儲(chǔ)層的吸水能力，最終導(dǎo)致注水壓力升高，出現(xiàn)欠注注不進(jìn)的情況。另外，注入水中細(xì)菌超標(biāo)，是造成儲(chǔ)層堵塞的另一個(gè)因素。因此必須做好機(jī)械雜質(zhì)的處理及殺菌工作。

4 結(jié) 論

（1）在開(kāi)展水相速敏實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)開(kāi)展油相流體的速敏性實(shí)驗(yàn)，油相速敏實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋鎸?shí)地反映出微粒運(yùn)移對(duì)儲(chǔ)層造成的傷害程度。

（2）兩相流體存在的水敏感性評(píng)價(jià)，能夠真實(shí)反映出注入水對(duì)儲(chǔ)層造成的損害情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)注水起到重要的指導(dǎo)意義。

（3）在注入水過(guò)程中確保儲(chǔ)層受到的傷害最小，首要的問(wèn)題就是注入水水質(zhì)治理，去掉機(jī)械雜質(zhì)，尤其是殺菌問(wèn)題不可忽視。