致密砂岩气藏地层水回注悬浮物粒径的确定及工艺配套

针对致密砂岩层作为回注层时水质悬浮物颗粒直径确定难,需采用精细过滤而导致处理站投资成本高、运行维护难的特点,开展了含不同悬浮物颗粒粒径的回注水对致密砂岩岩心的渗透率的伤害模拟实验。加砂压裂后的致密砂岩作为回注层,为减低对回注层的伤害而要求回注水中固体悬浮物粒径小于回注层孔喉直径的观点并不全面,回注水对储层的伤害并非随悬浮物粒径增加而呈线性增加的趋势。结合颗粒架桥理论及紧密堆积理论,并充分考虑人工裂缝的影响,提出了固体悬浮物"不进入基质而堆积在表面、滞留于人工裂缝而不堵塞"的新思路,同时配套形成了致密砂岩回注层固体悬浮物粒径的定量计算方法,确立了优化处理工艺技术,为致密砂岩回注层水处理站建设提供参考,从而利于实现降低投资和便于运行管理的目的。     

砾岩低渗透油藏注入水中固体悬浮物的伤害实验

砾岩低渗透油藏储层非均质性强、孔喉半径小、矿物成分复杂,在注水开发中,回注水中固体悬浮物含量和粒径大小成为导致储层伤害的主要因素,而现有碎屑岩低渗透油藏注水水质推荐指标难以满足砾岩低渗透油藏,因此,需根据砾岩低渗透油藏储层特点,制定科学的注水水质指标。根据砾岩低渗透油藏储层孔隙结构及黏土矿物特性,采用CT扫描、扫描电镜及X射线衍射等实验方法,多角度分析了该类油藏潜在的注水伤害主要因素,同时根据颗粒堵塞理论,在注入过程中注入水中的固体悬浮物（SS）,会堵塞孔喉通道导致渗透率下降,从而对砾岩低渗透岩心造成严重伤害。实验结果表明,SS质量浓度和粒径中值对不同渗透率的砾岩岩心的储层伤害差异较大,若要实现目标区块储层伤害率≤20%,当储层渗透率小于等于9.28 mD时,SS质量浓度≤1.43 mg/L,粒径中值≤1.9 μm;当储层渗透率大于9.28 mD但小于46.9 mD时,SS质量浓度≤3.1 mg/L,粒径中值≤2.6 μm;而储层渗透率大于等于117mD时,可放宽到SS质量浓度≤5.1 mg/L,粒径中值≤4.8 μm。     

海上油田含聚合物污水水质对储层保护技术的影响

研究含聚合物(含聚)污水水质对储层的伤害为确定含聚污水回注储层的可行性提供了依据。以渤海绥中36-1油田含聚污水为例,利用偏光显微镜、扫描电镜、核磁共振仪等,通过岩心动态损害实验分别对污水中的乳化油、悬浮物和产出聚合物浓度及粒径中值进行了评价,分析了含聚污水回注对储层的伤害机理。结果表明,含聚污水中油、悬浮物、聚合物三者的协同作用是主要伤害源,且对储层的伤害程度随着单一水质指标的增大而增加;由于聚合物分子的吸附聚集作用而形成高强度的可变形团状集合体,是造成岩心孔隙喉道堵塞的关键因素;含聚污水进入储层对孔喉的堵塞形式是优先堵塞大-中孔喉,并逐步由内滤饼向外滤饼的堵塞形式转化。优化含聚污水水处理工艺及现行加药方式,是解决含聚污水处理问题的关键。     

双河油田注入污水悬浮物储层伤害实验评价

针对双河油田注入污水中含有大量的悬浮固相颗粒和油珠,通过对悬浮物引起储层的伤害剖析,设计出了室内实验方法。实验表明,固相颗粒堵塞多为帚状淤塞,油珠则为桥堵,二者堵塞可使渗透率伤害率达35％～50％。建议依据区块储层渗透率高低按推荐措施分类注水,低渗油藏注水井增加井口精细过滤装置。     

双河油田注入污水悬浮物储层伤害实验评价

针对双河油田注入污水中含有大量的悬浮固相颗粒和油珠，通过对悬浮物引起储层的伤害剖析，设计出了室内实验方法。实验表明，固相颗粒堵塞多为帚状淤塞，油珠则为桥堵，二者堵塞可使渗透率伤害率达35％～50％。建议依据区块储层渗透率高低按推荐措施分类注水，低渗油藏注水井增加井口精细过滤装置。     

砂岩储层清水和污水混注对储层损害的实验评价

注入水中乳化油含量和悬浮颗粒含量及粒径一直是控制砂岩油藏注入水水质的重要指标。利用正交试验原理,通过实验系统评价了乳化油和悬浮颗粒共存时乳化油滴浓度、固相颗粒含量及粒径、渗透率及注入孔隙体积的相互作用及其对中高渗储层吸水能力的影响。结果表明,对于污水回注或清水、污水混注的砂岩地层,乳化油和悬浮颗粒共存比其单一存在时对地层吸水能力的损害要严重。当油滴粒径小于10μm时,岩心损害程度大于70%,油滴粒径大于30μm时,岩心损害程度低于50%。对于给定孔喉的岩心,有一个临界颗粒粒径。临界固相颗粒粒径随渗透率(即孔喉大小)的变化而变化,而临界油滴粒径基本不随渗透率变化,粒径约为15μm。     

JX1-1油田沙河街储层注入水与储层配伍性研究

针对JX1-1油田注水井出现注水阻抗明显上升,吸水能力递减快的问题,进行了储层敏感性实验研究、注入水和地层水静态和动态配伍性研究,注入水(固相颗粒、悬浮油)单独和共同作用与储层的动态配伍性实验研究。实验结果表明,水敏性中等偏强是储层欠注内在因素;清污混合回注过程中结钙质垢也是损害储层的因素之一。另外,一关键因素是注水水质中悬浮物质含量超标对吸水层造成的伤害,建议控制JX1-1油田沙河街储层注入水指标为:ρ(油)≤10mg/L;ρ(悬浮物)≤3mg/L;悬浮物颗粒粒径中值d≤3μm。     

低渗透油藏注入水水质适应性实验评价研究

低渗透油藏由于其渗流的特殊性,注水比较困难,而且对储层的伤害也大。特别是水质和储层不匹配的注入水对储层的物性伤害非常大,这会影响油藏的最终采收率及油田的产量。因此,本文将利用油田实际岩心和现场不同的注入水进行岩心驱替实验,并用不同的注入水悬浮物粒径中值、含量和含油量进行匹配和正交驱替实验,以评价其对储层渗透率的伤害大小,优选出适合于低渗透油藏的注入水标准。然后评价其注水强度对油藏渗透率的影响,最终为油田注水方案提供科学依据。     

渤海西部海域某区块油田注水过程储层伤害机理

基于海上油田高效开发的理念,如何在注水开发过程中降低储层伤害成为高效开发海上油田的关键。针对渤海油田某区块注水过程中注入压力偏高、地层欠注等问题,进行了储层敏感性分析,以及悬浮物、垢样的扫描电镜分析等。实验发现:储层具有中等偏强的水敏伤害,黏土矿物蒙皂石以及伊/蒙间层不同程度地发生膨胀、分散,造成储层堵塞。注入水中的悬浮物含量高达16.7mg/L,严重超出平台标准要求;注入水中的颗粒粒径大约集中在30μm,容易造成储层堵塞。储层经过注水冲刷,孔喉中零星分布着大量的碳酸盐颗粒,使得储层渗透率降低。在明确了注水开发过程中储层伤害机理的基础上,提出了优化加药方式、酸化等保护措施。施工后注水井井口注入压力下降了7MPa,日注水量增加了6倍,酸化解堵效果明显。     

含悬浮颗粒注入水对低渗透油藏岩心伤害预测

为了快速、准确描述含悬浮颗粒注入水对低渗透油藏储层伤害的影响,提高注入水的注入能力,有效补充低渗透地层能量,结合恒速压汞数据与室内注水实验结果,并在已有理论的基础上,得到了适用于低渗透油藏的注入水悬浮颗粒堵塞的数学模型.同时,利用榆树林油田注入水悬浮颗粒浓度与粒径的物理模拟实验数据对该模型进行了验证.结果表明,注入能力的倒数与注入时间具有良好的线性关系,可以利用该模型预测含悬浮颗粒注入水对低渗透油藏岩心的伤害程度.     

渤海油田低-特低渗储层注水井堵塞规律实验研究

针对渤海油田注水井压力上升快、堵塞频繁等问题,通过对注入水水质分析及固相颗粒粒径分析,并结合物模实验详细研究了低渗储层注水井堵塞因素和规律。实验结果表明,注入水中固相颗粒(平均粒径大于2μm)是造成储层堵塞的主要原因;低渗、特低渗透储层岩心的渗透率随着注入量的增加及固相颗粒的含量和平均粒径增大而不断减小,伤害程度不断增大;固相颗粒对特低渗透岩心的伤害程度大于低渗透岩心。     

注水水质对裂缝性油藏储层的影响

以裂缝性油藏储层为研究对象,通过室内岩心模拟实验研究了注入水悬浮物和含油量对储层的伤害。研究结果表明,悬浮物颗粒直径中值、含油量是引起储层伤害的主要因素;当渗透率伤害率上限为20%,缝宽≤50 μm时,注水水质要求为:悬浮物颗粒直径中值(粒径中值)不应超过10 μm,悬浮固体含量不应超过10 mg/L,含油量不应超过10 mg/L;当缝宽介于50~100 μm时,注水水质要求为:悬浮物粒径中值不应超过20 μm,悬浮固体含量不应超过10 mg/L,含油量不应超过20 mg/L;当缝宽介于100~200 μm时,注水水质要求为:悬浮物粒径中值不应超过50 μm,悬浮固体含量不应超过50 mg/L,含油量不应超过40 mg/L;当缝宽大于200 μm时,注水水质要求为:悬浮物粒径中值不应超过60 μm,悬浮固体含量不应超过80 mg/L,含油量不应超过50 mg/L。研究结果可为裂缝型油藏高效注水开发提供理论依据。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏回注水水质指标对渗透率的影响

由于目前缝洞型碳酸盐岩油藏的注水开发尚无回注水标准或推荐指标,因此以塔河油田缝洞型碳酸盐岩油 藏为基础,利用人工刻蚀岩心,分别考察了回注水中悬浮物含量、粒径中值和含油量等水质指标对裂缝型（缝宽为0.1 mm）和缝洞型（缝宽为0.1 mm,洞直径为2 mm）岩心渗透率的影响。结果表明：在回注水的体积为5 000倍孔隙体积,悬浮物粒径中值为30 μm时,岩心渗透率伤害程度小于40%;当悬浮物粒径中值为40 μm时,岩心渗透率伤害程度超过98%。悬浮物含量为30 mg/L时,岩心渗透率伤害程度小于5%;当悬浮物含量达到45 mg/L时,岩心渗透率伤害程度超过98%。当含油量为40 mg/L时,岩心渗透率伤害程度小于50%;当含油量为60 mg/L时,岩心渗透率伤害程度接近70%。对于缝洞型油藏,由于流通通道尺寸较大,注水压力较低,建议将岩心渗透率伤害程度不超过50%作为回注水水质控制指标,该类型油藏的回注水水质指标为：悬浮物含量小于30 mg/L,粒径中值小于30 μm,含油量小于40 mg/L。     

低渗储层注水伤害研究

低渗透的宝浪油田是中偏强水敏储层,在进行了各种防膨措施后,注水压力仍不断上升,从25MPa上升至32MPa,依然欠注,即使频繁进行酸化、洗井等增注作业,效果也不理想。文章通过注入水水质分析和控含铁、含氧量进行的模拟地层水岩心流动驱替实验,认为注水造成储层堵塞的真正原因是注入水含铁含氧量偏高。注入水中含铁含氧,形成了Fe(OH)_2、Fe(OH)_3胶体,这类铁氧化合物,或包裹注入水中的固有颗粒,使颗粒粒径增大,形成"软颗粒",或产生新的颗粒,同注入水中的刚性颗粒相互作用,造成储层严重堵塞。即使少量的铁氧化合物,因低渗储层孔喉细小,其造成的堵塞也非常明显,在避免水敏的情况下,驱替120PV时伤害率达37.0%,而常规刚性颗粒堵塞,驱替180PV仅3.4%。所以,该低渗油藏注水开发,不但要防膨和控制注入水的颗粒粒径和颗粒浓度,尤为重要的是控制注入水的含铁、含氧量。     

海上聚合物驱油田产出污水回注地层的结垢机理

为有效预防含聚合物(含聚)污水回注地层产生结垢,以海上聚合物驱示范油田绥中36-1油田含聚污水回注为例,通过室内配伍性实验及岩心动态损害评价,结合核磁共振、环境扫描电镜等仪器对比研究了含聚污水与常规水驱生产污水结垢机理的差异。结果表明,绥中36-1油田回注水均结碳酸钙垢,普通污水中碳酸钙垢自型程度高,呈立方体状,粒径20μm;含聚污水中的产出聚合物加剧了不配伍程度,并通过分子链上的—COO-与Ca2+匹配,调控碳酸钙多边晶型向球形纳米微晶方解石(5μm)形态转化,结垢晶体间相互黏连,并与悬浮物、地层微粒、残余聚合物等相互交联成团,形成复合堵塞物,对储层的伤害程度大于常规水驱生产污水,堵塞形式为复合堵塞物附着于骨架矿物表面、充填粒间孔或膜状物直接封堵孔隙喉道,且主要是对大、中型孔喉造成堵塞,加深了储层伤害深度及复杂程度。研究结果对聚合物驱油田水质指标体系的优化有重要参考价值,同时可为现场调控含聚污水水质提供理论依据。     

渤中28-2南油田注入水伤害研究

注水开发是渤中28-2南油田的开采方式,本文通过储层敏感性分析、注入水水质分析、注入水与储层流体配伍性分析、注入水结垢伤害预测,确定注入水水质超标,注入水及污水与地层水不配伍产生碳酸盐垢,注入水悬浮物含量、粒径、盐敏、速敏是引起渤中28-2南油田储层伤害的关键因素。因此,应采取防垢措施,改善注入水水质,保证油田注采平衡。     

滨南油田一区回注污水的实验研究

滨南油田一区油井含水率已高达９０％以上，采出的大量地层水（污水）回注地层，但由于污水的水质不能满足储层的要求，回注后在１５～２０ｄ的时间内回注井的吸水能力就大幅度下降，通过综合研究及模拟实验表明，回注污水对该区储层的伤害机理是污水中的４３．７６％的固相颗粒与储层喉不匹配，对储层产生了严重的堵塞，有端面堵塞也有孔喉内的深部堵塞，对储层的伤害率平均为９３．８５％，从减轻对储层伤害的角度出发，通过流动实     

冀东油田南堡1-5区注入水相容性研究

在油田注水开发过程中,随着注水量的不断增加,部分井存在注水压力高、吸水指数低、注水见效慢、不能达到配注要求等问题,严重影响油田开发效果。通过对冀东油田南堡1-5区注入水、地层产出水进行水质分析,并采用室内模拟实验与结垢趋势预测相结合的方式,分析评价注入水与采出水、储层的相容性。静态相容性实验结果表明,南堡油田1-5区注入水和采出水按任意比例混配后,在20℃下不会生成垢,但在90℃下均有碳酸钙垢产生。通过动态相容性实验发现,注入水与储层、采出水不相容,注入水中固相颗粒堵塞,均会导致岩心渗透率不同程度的下降。针对冀东油田南堡1-5区注入水的相容性情况,提出改善措施,以提高注水能力,保持油田注采平衡。     

旅大10-1油田含聚污水回注对储层损害研究

在分析旅大10-1油田储层基本地质特征及开发现状的基础上,结合现场注水井动态特征和岩心驱替实验结果,用X-射线衍射、扫描电镜、能谱分析方法综合分析造成储层损害的因素.结果表明,含聚合物污水中悬浮物含量高、粒径大,主要成分为聚合物絮凝产生的有机物絮团,其次为CaC03垢颗粒和含铁腐蚀产物等.有机物絮团包裹悬浮物颗粒使得颗粒粒径增大.污水中乳化油滴含量严重超标,产出聚合物水力学体积较大,形成塑性颗粒加重孔喉的堵塞.混合污水对储层损害实验表明,含聚污水和清水等体积混合时的配伍性最差,体系电解质浓度较高,使交联聚合物过分卷曲包裹碳酸钙、腐蚀颗粒等,形成粒径较大的聚集体堵塞储层孔喉,这是含聚污水比普通污水损害大的根本原因.对控制水质指标、增注措施和储层保护措施提出了一些建议.图8表6参8     

软颗粒对宝浪油田低渗储层注水伤害的研究

通过注入水水质分析和控制含铁、含氧量进行的模拟地层水岩心流动驱替实验,认为注水造成储层堵塞的真正原因是注入水含铁含氧量偏高。即使少量的铁氧化合物,因低渗储层孔喉细小,其造成的堵塞也非常明显,在避免水敏的情况下,驱替120PV时伤害率达37·0%,而常规刚性颗粒堵塞,驱替180PV仅3·4%。所以,该低渗油藏注水开发,不但要防膨和控制注入水的颗粒粒径和颗粒浓度,尤为重要的是控制注入水的含铁、含氧量。