[草13区块注水水质与油藏配伍性研究]砂岩油藏注水水质标准

来源:IT计算机 发布时间:2019-04-05 06:34:23 点击:

  一、概述   草13块是乐安油田西区的主力断块。草13沙四段含油面积4.8km2,地质储量869x104t,共分3个砂层组31个小层。储层岩性主要为粉细砂岩及粉砂岩,纵向为砂、泥岩薄互层,岩性混杂、疏松,非均质性严重,储层胶结类型为孔隙式或孔隙―接触式胶结,胶结物为泥质和灰质混合物,容易出砂和发生油层堵塞。 目前注水水质超标严重,已经严重制约了区块的开发效果,有必要开展注水水质与油藏水质配伍性研究,制定适合油藏特点的水质标准。
  二、草13块储层物性特征及敏感性研究
  草13块储层岩性为粉细砂岩及泥质粉砂岩。平均粒度中值0.092mm,泥质含量12.32%,分选系数1.88,分选较差,且岩石胶结程度低,岩性疏松,结构成熟度低,在开发中容易出现出砂现象。全岩矿物X衍射分析结果显示出该区储层的矿物成熟度低。该区目的层粘土矿物分析结果表明,储层中粘土矿物成分混杂,储层以伊利石、伊/蒙混层为主,所以目的层具一定的水敏盐敏性。草13块沙三储层岩性较为疏松,主要以粉砂岩、粉细砂岩为主。全岩矿物X衍射分析结果显示该区储层的矿物成熟度低。该区目的层粘土矿物分析结果表明,储层中粘土矿物成分混杂,该储层高岭石含量较高,易发生颗粒运移。用草13-102井的岩心,分别用15000mg/L、7500mg/L及蒸馏水进行水敏试验。试验结果显示该区具有明显的水敏性。流速敏感性试验结果表明,草13块地层具有一定的速敏。对速敏试验出口液的颗粒粒径分析结果表明,试验过程中有出砂现象。
  三、注入水与地层水的配伍性研究
  1、水化学分析
  对草13区块三种拟注入水及地层水进行了常规水分析,草西联污水、草南联污水及地层水的矿化度接近,水型相同基本相同。三种污水均不含成垢离子SO42-和CO32�。因此草西联污水及草南联污水与地层水混配后不会产生硫酸盐和碳酸盐沉淀。 明化镇清水与地层水水型不同,分别为NaHCO3型和CaCl2。但明化镇清水的矿化度低,各种离子含量少,一般情况下与地层水混合后不会产生沉淀。
  2、注入水与地层水的配伍性试验
  实验结果表明:各种拟定注入水与地层水混配后,成垢离子浓度的测定值和理论值基本无差别,观察水体均无沉淀生成。三种拟选用的注入水与地层水是配伍的。
  四、草13注水水质现状
  草13沙四段注入水的沿线水质中的悬浮物、含油指标都超标严重。悬浮物最小值为19.1mg/L,最大值为114.4mg/L;含油最小值为36.53mg/L,最大值为2840mg/L,变化很大。注水水质严重超标及储层物性泥质含量高、敏感性较强等多方影响,导致目前沙四段水井吸水能力差,堵塞严重,注采对应率低,油井普遍供液能力差,注采矛盾突出,开发效果差。注入水水质严重超标,造成油层污染,导致地层吸水能力变差,引起水驱指数下降,启动压力上升,直接导致水井开井率降低,从而使油层吸水能力变差。注水的不正常,导致该区26口油井出现了严重的能量不足现象,已有27%的油井因供液不足,无法正常生产。草十三断块沙四段储层物性差,胶结疏松,泥质含量较高,加之原油粘度较高(在100-3000mPa.s之间),携砂能力强,使得地层原始骨架遭到破坏,胶结物流失,造成地层出砂严重,目前沙四段油井26口,其中有16口出砂较为严重。油井的多次检探冲或防砂作业,已经对油层造成了一定的伤害,严重影响了区块的开发效果。
  五、注入水对草13沙三段地层的适应性研究
  1、试验用岩心模型及试验用水
  试验采用草13沙三段的天然岩心,试验用地层水依据草13-404 井地层水水分析资料配制,试验用注入水为草南联合站污水、草南联合站污水及明化镇清水。试验前所有用水均经过孔径为0.22μm的混合纤维素酯滤膜过滤,以去除悬浮物及细菌。
  2、流动试验结果
  试验结果显示,当从标准盐水转注草西联污水及草南联污水时水相渗透率下降较小,下降幅度小于25%;当转注低矿化度的明化镇清水时,水相渗透率下降较大,最大幅度为55%。试验结果说明,以草西联污水和草南联污水作为草13沙四段的注入水是可行的,经水质处理合格后是较理想的注水水源。由于该区块具有一定的水敏,地层注清水时,地层中的粘土矿物发生水化膨胀,水相渗透率大幅度下降,所以明化镇清水不适合作为草13区块的注水水源。
  六、注水水质控制指标研究
  1、现场注水水质对沙四段储层的影响
  通过室内岩心流动实验,现场污水注入沙四段岩心后,使岩心水相渗透率下降50%-60%;清水注入沙四段岩心后,使岩心水相渗透率下降近70%,说明目前的污水水质较差造成堵塞及前期注过淡水引起水化膨胀是造成沙四段储层吸水能力下降的重要原因。
  2、悬浮物浓度及粒径中值对渗透率的影响
  悬浮物固体颗粒是引起油层堵塞的重要因素,通过进行颗粒堵塞试验说明:草13断块,孔喉半径小,小粒径颗粒易进入地层孔道内部,造成地层深部堵塞;而大颗粒易形成外滤饼,造成端面堵塞。对于中低渗透油藏,悬浮物对地层的堵塞程度与其浓度密切相关,堵塞程度随着悬浮物浓度的增大而增加。颗粒堵塞试验结果表明,草13注入水中悬浮物含量应低于2mg/L,粒径中值小于1μm。
  3、含油的堵塞研究
  含有不同浓度乳化油的注入水的薄膜过滤试验结果表明:随着乳化油浓度的增加,其通过滤膜的阻力逐渐增大,滤膜系数MF逐渐降低。说明乳化油的浓度越大对滤膜的堵塞越严重。试验中乳化油的含量分别为5 mg/,10 mg/,20mg/L、40mg/L,当含油量小于10mg/L,对岩心的伤害并不严重,最大伤害率仅为20%左右;当含油量达到20mg/L,岩心伤害率增加的幅度较大,说明此时油滴对岩心的伤害程度加剧,故要求水中的含油量不大于10mg/L。
  七、入井液的评价
  目前草13断块所用入井液主要包括压井液、洗井液、防膨剂等。压井液用联合站污水。采用离心法评价防膨率。实验结果表明:草13区块目前使用的防膨剂效果较好,现场使用浓度下防膨率达到92.5%。
  八、结论与建议
  1、草13块沙四段粘土含量较高,具有较强的水敏性;沙三段、沙四段都具有一定的速敏,并有出砂现象发生。粘土膨胀及颗粒运移会加重开发难度,建议对投注井进行防膨预处理,并尽量使用较高矿化度的入井液。
  2、草13区块为中低渗透油藏,注水开发过程应严格控制注入水的水质指标。根据该区块的油藏特点,结合颗粒堵塞及细菌堵塞试验结果,建议草13区块注水水质处理指标见下表。
  3、草南联污水和草西联污水可作为草13块沙三、沙四的注水水源,但必须采用精细过滤设备对注入水进行处理,使其悬浮物浓度、颗粒粒径中值等指标符合要求;明化镇清水注入后会引起储层粘土膨胀,不适宜做该区块的注入水。
  4、要定期投加杀菌剂,控制注入水中的细菌含量,避免对地层造成伤害及腐蚀设备。
  

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