苏丹油田注水伤害及对策研究

苏丹3/7油区采用降压开采,随着地层压力逐渐降低,需要通过注水保持地层能量,而避免注水对储层造成伤害是高效开发的关键.本文采用室内岩心模拟实验,研究注入流速和注水水质及压力等对苏丹3/7油区储层的影响规律.实验结果表明:注入流速、悬浮颗粒粒径、含油量是引起储层伤害的主要原因.建议注入流速小于2 mL/min,注入水的矿化度不小于5070 mg/L,含油量低于40mg/L,固体悬浮颗粒粒径小于1.6 μm,降压开采时压力保持在11MPa以上.图8表3参9     

固相颗粒对储层的伤害规律研究

目前整个延长油田执行的注入水水质标准中悬浮固体含量不大于1.0 mg/L,悬浮固体粒径中值不大于1.0μm[1]。注水开发存在一系列的问题:针对性不强,不同开发层系物性差别很大,却在执行同一个标准;受处理成本、现有水处理工艺和方法等制约,含油污水处理后无法达到上述严苛的注入水水质标准。本论文通过注入水中悬浮固相颗粒浓度、粒径对储层伤害程度进行了研究,最终确定了适合延长油田注入水的水质指标:注入水水质的悬浮固相颗粒含量应不大于10 mg/L,颗粒粒径应不大于5μm。     

对岩芯注水试验用水含悬浮固体颗粒的要求

采用注水开发的油田，注入水水质的质量，是直接影响油田开发的关键。而注入水中悬浮固体颗粒的含量及大小又是影响注水水质的重要指标。造成伤害地层的重要因素。在油田开发过程中．根据油田情况、油藏物性，采用岩芯注水试验法研究注入水中悬浮固体颗粒的含量及大小对地层伤害机理，确定注入水水质控制指标，对选择技术上可行，经济上合理的注入水水质处理工艺有着重大的指导意义。在研究过程中，对试验用含悬浮固体颗粒的注入水应有统一的要求，以保证试验终论断科学性。准确性、通用性，本交通过对国内外应用岩芯注水试验开展注入水中悬泽固体颗粒对地层伤害机理研究的探讨，提出开展若芯注水试验对含悬浮固体颗粒注入水的几点要求。     

注入水水质对储层的伤害

以胜利油田纯2块储层为研究对象,应用室内岩心模拟试验研究了注入水不同注入速度、悬浮固体颗粒粒径、含油量、含菌浓度、表面活性剂对储层的伤害。研究结果表明,固相颗粒粒径、含油量及含菌浓度是引起纯2块储层伤害的主要因素,建议通过控制注入水中的含油量小于10.6mg/L、细菌含量小于101个/mL、固相颗粒的粒径中值小于1.2μm、加入JOP - 1表面活性剂等方法来减轻对储层的伤害。     

油田注入水中固体颗粒对地层伤害的数学模型

建立了模拟注水过程中由于固体颗粒侵入造成地层伤害的一维（径向）两相（油、水）数学模型。该模型为一组非线性偏微分方程，它反映了固体颗粒在地层孔道中的运移、孔壁深积与孔喉堵塞引起的颗粒滞留及其对地层孔隙度、渗透率及油水两相流动状况的影响。用有限差分方法求解数学模型，编制了模拟计算程序。举例说明了数学模型在３个方面的应用：分析注入水中颗粒浓度对地层伤害程度的影响；预测不同注水量下地层伤害程度；求出地层伤     

双河油田注入水适应性及注水井酸化解堵研究

考察了双河油田双河联、江河联注入水堵塞地层的因素;膨胀性黏土，悬浮固体颗粒。细菌及悬浮污油。含膨胀性黏土的双河南、双河北及不含膨胀性黏土的双江岩心粉，在注入水中相对于地层水中的体积膨胀度分别为14．5％、11．1％及0．02％；注入100PV不含悬浮颗粒的等体积比地层水、注入水混合水使双河、双江岩心渗透率分别下降7％和4％、9％和7％。注入水中悬浮颗粒引起岩心渗透率下降，粒径越大、颗粒浓度越大、注入量越大，则渗透率越低。在粒径2．1μm或颗粒浓度3mg／L前后下降幅度变化较大。注入水中硫酸盐还原菌引起岩心渗透率下降，含菌量越大则渗透率开始下降时的注水量越小，注入含菌50个／L的水100PV使岩心渗透率下降7％。岩心对注水合油量敏感，注入含油量20mg／L的水50PV使岩心渗透率下降20％。在岩心注水实验中渗透率下降最严重的是双河南岩心，其次是双河北岩心．江河岩心较轻，注入精细过滤水的双河北岩心渗透率下降大大减少．说明悬浮固体是造成注水堵塞的主要因素。为了解除双河油田注水井的堵塞，研制了含黏土稳定剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、互溶剂的土酸液，与南阳油田使用的低伤害酸液一起，用于1口注水井的解堵，效果良好。图7表4参5。     

注入水水质对储层的伤害

以胜利油田纯2块储层为研究对象，应用室内岩心模拟试验研究了注入水不同注入速度、悬浮固体颗粒粒径、含油量、含菌浓度、表面活性剂对储层的伤害。研究结果表明，固相颗粒粒径、含油量及含菌浓度是引起纯2块储层伤害的主要因素，建议通过控制注入水中的含油量（〈10．6mg／L）、     

注入水中的悬浮颗粒对特低渗透油藏开发效果的影响

在特低渗透油田注水开发过程中，注入水中的悬浮颗粒会伤害油层的渗透率，导致注水井的吸水能力降低和油井产能下降，影响开发效果。采用物理实验和油藏工程的方法，研究注入水中的悬浮颗粒对特低渗透油藏的注入压力，地层渗透率和产能的影响，得到的结论是：岩心渗透率越低，注入水的注入压力与地层水的注入压力之差越大；在渗透率相同的情况下，滤膜孔径越小，注入水渗流阻力越低；处理注入水的筛网尺寸越大，油层渗透率伤害越大，特低渗透油藏的产量和极限供油半径越小。     

榆树林油田注入水悬浮颗粒浓度与粒径的确定

用压汞法测定了有代表性的榆树林油田储层岩心(Ka≈1×10-3μm2)的微观孔隙结构,构建了喉道半径、孔隙半径、孔喉半径比分布曲线。由所得孔隙结构数据,取喉道半径约1.275μm、Ka约1×10-3μm2的8个岩心进行模拟注水实验。模拟注水为仅含模拟悬浮颗粒(石英砂)的蒸馏水,石英砂的粒径(平均值和分布范围)用滤膜过滤法控制。岩心饱和模拟地层水后注入含一定浓度、一定粒径石英砂的蒸馏水,测岩心水测渗透率损失率。认为渗透率损失率超过30%时地层受到的伤害不可忽视。当石英砂半径上限为0.365μm,石英浓度增加至0.5mg/L时渗透率损失率增大至30%;当石英砂浓度为0.5mg/L,石英砂平均半径增加至0.5μm时渗透率损失率增大至30%。认为Ka为1×10-3μm2的榆树林油田注入水中悬浮颗粒浓度应小于0.5mg/L,粒径应小于1μm。讨论了颗粒堵塞多孔介质的机理。图7表1参5     

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.     

渤南油田高温注水井欠注层伤害机理研究

渤南油田五区沙三段九砂组油藏属中等水敏性和速敏性的地层；油藏为轻质油—稀油油藏，原油具有低密度、低粘度和高凝固点等特点，组分含硫量低；地层水总矿化废较高．一般为l100—19900mg／L，水型为NaHCO3型。研究了渤南油田注水并伤害机理，从地层特性、注入水水质、悬浮物堵塞、游离油和乳化油滴、结垢、细菌及以往增产措施等方面评价了可能对储层造成的损害及损害程度。渤南油田地层的水敏性、速敏性和低渗透特性是注水井损害的内在因素，注入水中悬浮固相颗粒、含油量和细菌严重超标，水质不合格是注水井损害的外在因素；注入水中悬浮固相颗粒和油的含量高，易形成盐酸不溶垢和有机垢；细菌和油质的共同作用增加管路的腐蚀．形成铁垢，逐渐降低地层的渗透率．严重时堵塞地层。     

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。     

海上油田含聚污水中原油状态分析

污水中原油一般分为浮油、分散油、乳化油和溶解油等形式,聚合物存在会导致污水中乳化油含量大幅增加,污水稳定性更强。本文以海上油田含聚污水为研究对象,分析得出不同形式原油的比例随含聚浓度的变化规律。研究表明,乳化油含量占含聚污水中稳定存在原油量的90%以上,是含聚污水处理的关键所在。而且,与不含聚合物的污水相比,当污水中聚合物浓度为50 mg/L时,乳化油含量显著增加。另外,与模拟污水相比,聚合物含量约为50 mg/L现场含聚污水样品中的乳化油含量更高,稳定性更强,处理难度也更大。     

酒东油田注入水对岩心渗透率的损害率实验

酒东油田注水井近井地带易堵塞,严重影响了该油田的采收率。为了研究酒东油田注水井堵塞原因,对其注入水主要水质指标进行了测试分析,并通过岩心驱替实验量化分析了注入水水质指标对岩心渗透率的损害程度。首先,采用单因素分析法开展了注入水矿化度、悬浮物含量、悬浮物粒径、含油量对岩心渗透率的损害率实验,然后根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了矿化度、悬浮物含量、悬浮物粒径、含油量协同作用对岩心渗透率的损害率,并对正交实验后的岩心进行扫描电镜分析,进一步明确了注入水对岩心的损害情况。由正交实验结果可知,悬浮物含量对岩心渗透率的损害程度最大,其次是悬浮物粒径和矿化度百分比,含油量对岩心渗透率的损害程度最小。当模拟注入水矿化度百分比90%、悬浮物含量8 mg/L、悬浮物粒径2 μm、含油量6 mg/L时,岩心的渗透率损害率最低。     

含聚污水水质变化规律及储层伤害机理研究

含聚污水的水质问题是目前聚驱注水油田最紧迫的问题之一,以渤海旅大10-1油田含聚污水为例,利用原子力显微镜、环境扫描电镜等微观分析手段,实验研究含聚污水中残余聚合物对悬浮物浓度和粒径中值,含油率以及结垢离子浓度的具体影响,并进行了含聚污水回注储层岩心动态损害实验。研究表明:当残余聚合物浓度由0 mg/L时逐级增加到150 mg/L时,注入水悬浮物浓度增加了近269.0%,粒径中值仅增加0.3μm,抽滤速度下降了99.3%,含油率下降了86.5%,镁钙离子浓度下降了18.0%。残余聚合物的絮凝作用以及对纤维滤膜的吸附作用是悬浮物增加、抽滤速度显著降低的主要原因,乳化作用使得常规含油率测定值偏低,且残余聚合物浓度及分子量越高,注入水水质变化趋势越明显。另外,单一残余聚合物对高渗透储层损害有限,其与悬浮物及含油的协同作用是主要伤害源。     

改性纤维球滤料的工业性试验研究

针对低渗透油田对注水水质的要求 ,开发了一种改性纤维球滤料 ,并利用GLW 2 0 / 0 6改性纤维球过滤器在江汉油田马 - 36联合站进行现场工业性试验。试验结果表明 ,改性纤维球滤料亲水疏油 ,对水中污油具有拦截过滤作用 ,当进水含油质量浓量≤ 2 0mg/L时 ,除油效果可达90 % ;该滤料对水中悬浮物也有很好的去除效果 ,当进水悬浮物质量浓度≤ 2 0mg/L时 ,出水悬浮物≤ 1mg/L ;改性纤维球滤料可采用叶轮搅拌加水反冲洗再生 ,反洗周期 2 4h较合适 ;研制的改性纤维球过滤器可满足低渗透油田对注水水质的要求。     

炼油厂循环水装置排放废水回用中间试验

针对炼油厂循环水装置排放的反冲洗水浊度、悬浮物和油含量较高的情况,开发出聚硅酸盐混凝剂LY-05和压力溶气气浮中试装置LYZ-10。该技术的应用结果表明,反冲洗水的浊度由60~150 NTU降低到小于4 NTU,去除率大于90%;油含量由12~30 mg/L降低到小于4 mg/L,去除率大于67%;悬浮物含量由80~210 mg/L降低到小于4 mg/L,去除率大于95%。处理后的反冲洗水与循环水的相容性良好,回用于循环水系统后,水体的腐蚀速率、黏泥量、异养菌数量、水处理药剂的投加量等多项参数值均没有明显变化,循环水系统运行稳定。     

储层岩石水敏性影响因素研究

注入流体矿化度与储层中的粘土矿物不配伍时,会引起粘土矿物水化膨胀和分散,导致渗透率降低。研究表明,岩石水敏损害程度与注水盐,国度递减速度以及pH值有关。当注入水盐度低于9000mg/L时,渗透率明显降低,盐度递减速度越快,水敏损害程度越大。酸性介绍能抑制岩石水敏性而碱性介质会增强岩石水敏性。