低渗透油藏有效注入水水质界限

注水是低渗透油藏补充地层能量的主要方式,而注入水水质是影响注水开发效果的关键因素。在低渗透油藏注入水水质推荐指标中没有注入水矿化度的相关指标,且对渗透率低于10×10-3μm2的储层没有进一步的划分。通过恒速压汞实验,分析喉道分布差异及主流喉道对渗透率贡献程度,剖析不同渗透率级别储层影响注水效果的关键喉道区间;通过室内岩心水驱物理模拟实验,定量分析粘土微粒运移与水化膨胀对渗流能力的影响程度,结合喉道分布特征,初步提出了低渗透油藏不同渗透率储层注入水矿化度、颗粒粒径和颗粒浓度的水质界限。研究结果表明,岩心渗透率越低,注入水矿化度越接近地层水矿化度;岩心渗透率越低,注入水颗粒粒径越大,对储层渗流能力伤害越大;岩心渗透率越低,注入水颗粒质量浓度越高,对储层渗流能力伤害越大。     

纯化油田注入水中细菌堵塞岩心实验研究

岩心流动实验装置全系统灭菌;地层水和注入水过滤、灭菌;储层岩心洗油、饱和地层水;用注入水接种培养,制备低、中、高含菌量的驱替用水,其中TGB、SRB、IB菌总菌数分别为1.06×102、1.49×103、1.29×104个/mL。用低、中、高含菌量的3种含菌水驱替岩心,注入量分别为70、70、64PV,岩心对地层水的渗透率分别由9.06×10-3、15.93×10-3、11.84×10-3μm2变为10.16×10-3、1.45×10-3、0.72×10-3μm2,对岩心渗透率的伤害分别为-12.1%、90.9%、93.9%,岩心流出液中总菌数分别为0、4.0×100、4.1×101个/mL。讨论了注水过程中细菌在岩心孔隙中的截留和岩心堵塞。认为纯化油田砂岩油藏注入水中各种细菌的总数应控制在1×102个/mL以下。图3表4参2。     

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     

宝浪低渗油层注水压力变化规律及特征

针对低渗透油藏特殊的渗流规律,在宝浪油田油层温度(90℃)和压力(23 MPa)下,通过岩心驱替实验研究低渗透储层(≤23×10-3μm2)的启动压力梯度及注水压力变化规律.结果表明,启动压力与启动压力梯度均随岩心渗透率的升高而降低,可分为急剧下降区、下降区和基本平衡区.在0.176×10-2～0.23×10-3μm2内,随渗透率的增加,启动压力梯度由1O.77 MPa/m迅速降至5.64MPa/m.启动压力梯度过高,注水困难.随岩心渗透率的增大,注水压力梯度与油层突破压力梯度降低,可分为平缓下降区、急剧下降区、基本平衡区,而突破压力点对应的含水率逐渐增大至100％.注水开发时,岩心含水率很快达到90％,而注水压力梯度随注入量的增加而增大,这与一般储层注水时注水压力梯度在高含水阶段稳定或下降不同.降压增注是高效开发宝浪油田的重要方法.图5表2参5     

吴旗油田表面活性剂降压增注物模实验和现场试验

针对吴旗油田长2油藏物性差,渗透率低,注水井堵塞严重的情况,研发了由不同类型商品表面活性剂及助剂醇组成的四组份复配体系H和三组份复配体系D,药剂浓度均为1.1%,给出了体系配方。在4~5 MPa压力下,在空气渗透率0.86×10-3~1.91×10-3μm2的储层岩心中依次注矿化度2.42 g/L的注入水,5 PV体系H或D及后续注水,注水压力降低率/驱油效率分别为21.6%/7.9%(体系H)和32.5%/7.2%(体系D),体系H或D注入量增至101、5 PV时两个参数略有增大,注入压力增至大于81、2 MPa时两个参数略有减小。两体系与原油间界面张力在10-2mN/m级。选择复配体系D用于吴72-71井的降压增注试验,酸化后再注表面活性剂,处理半径5 m,注入体系总量836 m3,含药剂9.2 t。注入后该井注水压力下降3 MPa,完成日配注水量60 m3,有效期已超过6个月。图3表3参5。     

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。     

大庆油田低渗透油层注水伤害实验研究

通过天然岩心的注水伤害实验,总结出了低渗透率油层条件下,注入水中悬浮物粒径、悬浮物含量、含油量、硫酸还原菌含量与岩心渗透率下降幅度的关系.分析实验结果得出:①对于空气渗透率低于50×10-3μm2油层,要使注入水不对油层产生较大伤害,注入水中的悬浮物粒径应小于1.6μm,悬浮物含量低于3mg/L,含油量低于8mg/L,硫酸还原菌含量少于100个/mL;②按照注水标准严格控制注水水质,注入水对地层的伤害程度不明显,注25倍孔隙体积的注入水后,油层渗透率的下降率一般不会超过30%;③超标注水将会对油层造成伤害,伤害后的油层再注入达到水质标准的合格水,油层渗透率无法恢复.     

三元复合体系分质分压注入的室内实验研究

针对大庆油田二类油层实施三元复合体系驱分质分压注入技术,以改善由于地层非均质性导致的各层注入不平衡的问题,在室内进行分质分压注入的岩心驱油实验,为该项技术的推广应用提供依据.将强碱、弱碱三元复合体系原样及其流经偏心配注器后黏度降解20%、35%、50%的三元复合体系,在渗透率分别是200×10-3μm2、300×10-3μm2、400×10-3μm2三管并联非均质岩心上进行笼统注入与分质分压注入驱油实验.实验结果表明:强碱体系分质注入和弱碱体系分压注入驱油效果都好于相同体系的笼统注入,与笼统注入相比中低渗透层中的剩余油呵以更好地被动用,其中分质注入的最高注入压力要低于笼统注入压力;而分压注入的最高注入压力高于笼统注入压力.流经偏心配注器的三元复合体系溶液性能与二类油层具有良好的适应性,可以达到提高原油采收率的目的.     

鄂尔多斯盆地长7段致密油成藏物性下限研究

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密砂岩储层在湖盆中心大面积分布,成藏期的储层物性下限是决定油气是否充注储层的重要参数。运用恒速压汞和纳米CT扫描技术分析了长7段湖盆中心渗透率小于0.3×10-3 μm2、孔隙度小于12%的致密砂岩储层的物性及微观孔喉特征。结果表明,其平均孔隙半径为160μm,喉道半径不超过0.55μm,均值为0.33μm。在分析致密油成藏期储源压差、原油物理性质及盆地流体特征的基础上,结合致密储层油气驱替模拟实验及最小流动孔喉半径法,综合确定了研究区长7段致密油成藏期油气开始充注时的孔喉下限为14 nm,孔隙度下限为4.2%,渗透率下限为0.02×10-3 μm2,要达到含油饱和度超过40%而实现致密油的大面积连续分布,孔喉半径下限应为0.12μm,孔隙度下限为7.3%,渗透率下限值为0.07×10-3μm2。      

NP2-82井欠平衡随钻储层评价初探

为了探明南堡2号构造潜山南断块奥陶系含油气情况,在NP2-82采用注气控压欠平衡钻井,并应用随钻压力监测和随钻储层评价技术。通过随钻地层压力测试技术地层压力系数为1.027,通过地面压力检测和井筒多相流计算获取了实时井筒液柱压力剖面并有效的控制井底欠平衡状态和井筒流态,同时通过注入与产出气量监测、气体组分监测、随钻地层压力测试、井筒液柱压力计算和随钻储层参数解释技术,得到NP2-82井奥陶系渗透率范围(0.001～32)×10-3μm2,平均渗透率在0.741×10-3μm2,储层介质类型为主要为裂缝型灰褐色灰岩,评价结果与钻后测井数据吻合较好。     

降低启动压力的表面活性剂体系在朝阳沟油田的应用

针对朝阳沟低渗透油田注水过程中注水压力上升较快、欠注严重的问题,进行了朝阳沟油田降压增注表面活性剂体系的筛选工作,最终确定表面活性剂体系的配方为0.2%石油磺酸盐类表面活性剂T702-40^#+0.5%Na₂CO₃。实验结果表明,该表面活性剂体系与原油间平衡界面张力能够达到2×10^-2mN/m,耐温、抗盐性好,与朝阳沟油田注入水和地层水配伍性好,能够使岩石的润湿性发生反转,比水驱提高采收率5%左右。该表面活性剂体系驱替计算得出的可流动渗透率值约比水驱可流动渗透率值大15%,具有明显的降低启动压力的作用,并进行了表面活性剂体系降低启动压力的机理分析。朝阳沟油田朝82-152井区矿场试验结果表明,该表面活性剂体系能够降低启动压力,使油层吸水能力提高,使低渗透储层动用比例提高,7口油井累积增油1768t。     

暂堵酸化技术的研究及在中原油田的应用

文、卫油田属复杂断块油田,储层非均质性较严重,层间渗透率级差大,经过多年的注水开发,吸水剖面不均匀性日趋加剧,严重影响了油田开发水平的提高.暂堵酸化技术是通过泵入暂堵剂在高渗透层及部分中渗透层形成低渗透滤饼,从而使酸液转向中、低渗透层,能有效地解除中低渗透层伤害,改善吸水剖面,提高酸液利用率,为此研究应用了暂堵酸化技术...     

Physical simulation of fluid low and production performance in extra-low permeability porous media

For extra-low permeability reservoirs,with a permeability of about 0.3×10-3 μm2,fluid flow and production performance in cores were studied.A long core holder with a multi-location piezometric measurement was specially designed.An artificial long core,about 700 mm long and with a cross section of 45mm×45mm,was used.In the experiment,pressure distribution along the core can be measured in real time.Single phase flow in the core was investigated.Different modes of production in long cores were also simulated including natural depletion,water flooding,and advanced water flooding.Through physical simulation,flow parameters were collected and production characteristics in extra-low permeability cores were studied.From experimental results,it can be seen that fluid flow in extra-low permeability cores is different from that in high permeability cores.Transmission of pressure in extra-low permeability cores is very slow,and it needs a long time for the pressure to become stable.The distribution curve of pressure along the core is nonlinear and the production rate in extra-low permeability reservoirs decreases sharply.The development effects of different production modes in extra-low permeability cores were compared with one another.Among the production modes,advanced water flooding has much potential for effective development of extra-low permeability reservoirs.Natural depletion and conventional water flooding can also be used in early production periods.In addition,the countermeasures and some ideas especially for the potential development of extra-low permeability reservoirs are suggested.     

聚硅纳米材料增注效果研究

聚硅纳米材料用于低渗油藏增注是油田开发中的一项前沿技术,本研究分析了聚硅纳米材料的增注机理,室内考察了多批聚硅纳米材料的增注效果,并研究了影响聚硅纳米材料润湿性的主要因素。结果表明,聚硅纳米材料对提高岩心渗透率具有明显效果,首批样品提高水相渗透率达25％-66％;聚硅纳米材料能有效改变岩心的润湿性,使其从亲水变为亲油,从而降低水相流动阻力,起到降压增注作用;聚硅纳米材料适宜注入量为3．0PV,建议现场关井时间大于40h;聚硅纳米材料处理后转注石油磺酸盐表面活性剂,可进一步改善地层渗流能力,其渗透率提高幅度为11％。     

超低渗油藏注气采油可行性实验

超低渗油藏由于孔喉极细,即使高压注水,也难以保持注采平衡,应考虑注气的可行性。文中进行了水驱油和氮气驱油试验,以比较驱替效果,探究超低渗油藏的驱替机理。结果表明,对于小于1×10-3μm2的超低渗岩心,气驱比水驱效果好,气驱平均采收率为27.9%,水驱平均采收率为24.1%。说明注气具有一定的优越性。     

松辽盆地白垩系营城组火山机构储层定量分析

根据火山岩形态和内部结构,将松辽盆地白垩系营城组火山机构划分为火山口—近火山口相带、近源相带和远源相带。基于304个钻井岩样的孔隙度、渗透率和压汞法毛细管压力曲线资料,对火山机构3个相带的储层特征分析结果表明,火山口—近火山口相带的储层具有大孔隙、宽长裂缝、孔喉半径大、孔喉分选好的特征,实测孔隙度为2%～25%,平均为7.74%,实测渗透率为(0.01～100)×10^-3μm²,平均为1.99×10^-3μm²,属于中孔高渗储层,局部为高孔高渗储层。近源相带的储层具有中等孔隙、窄小裂缝、孔喉半径较大、孔喉分选较好的特征,实测孔隙度为1%～15%,平均为7.47%,实测渗透率为(0.01～20)×10^-3μm²,平均为0.95×10^-3μm²,属于中孔中渗储层,局部为中孔高渗储层。远源相带的储层具有中小孔隙、宽长裂缝、孔喉半径小、孔喉分选差的特征,实测孔隙度为1%～10%,平均为6.95%,实测渗透率为(0.02～1)×10^-3μm²,平均为0.13×10^-3μm²,属于中低孔低渗储层。目前火山岩勘探的有利目标为火山口—近火山口相带。     

镇北长8油藏缓速酸冲压酸化增注技术研究及应用

针对镇北油田长8注水井注水压力高且逐年上升,欠注严重,酸化增注效果差且有效期短的问题,提出了缓速酸冲压酸化工艺。运用水力冲压产生微裂缝,再用缓速酸进行酸化。根据区块的物性和储层伤害因素的分析,优选出了缓速酸的酸液体系为8%(w)HCl+3%(w)HF+1%(w)HBF_4+3%(w)HEDP+3%(w)H_3PO_4+1%(w)聚环氧琥珀酸钠+1%(w)聚乙二醇。该酸液体系1 h溶蚀率为25.02%,8 h溶蚀率为35.31%;Ca~(2+)抑制率为87.76%,Mg~(2+)抑制率为88.87%,Fe~(3+)抑制率为86.88%,沉淀抑制性明显优于目前在用酸化体系;岩心驱替实验也表明该酸液体系能明显改善地层的渗透率。在室内研究的基础上进行现场试验3井次,平均注水压力下降了3.9 MPa,日增注51 m~3,有效期已达到270天,取得了较好的降压增注效果。     

缔合聚合物在低渗透油层中驱油研究

针对低渗透油层能否进行缔合聚合物驱的问题,运用室内物理模拟实验对9块渗透率小于100×10-3μm2的不同岩心进行了研究。结果表明缔合聚合物在低渗透油层中具有一定的驱油效果。确定了适合缔合聚合物在低渗透油层中驱油的最低渗透率临界值40×10-3μm2;同时在相同的渗透率条件下,加大注入量能使缔合聚合物在低渗油层中驱油的采收率提高幅度更大,并且在要达到相同的提高采收率值的情况下,加大注入量的油层适应范围更宽。该结论为低渗透油藏进行缔合聚合物驱的决策提供了重要参考。     

An Experimental Study of the Effects of Salt Solutions on Formation Damage in a Water Injection Operation in Petroleum Reservoirs

Abstract

Many laboratory studies show that numerous variables related to crude oil, reservoir rock, and salt water exists that affect production rates. Meanwhile, many observations have shown that the combination of salt-water properties and injection conditions has a prominent effect on the microscopic displacement of crude oil by injecting water. A crucial reduction of injectivity of wells may occur due to formation damage during the process of water injection in petroleum reservoirs. Therefore, study of the effect of different salts in the injected water on the level of permeability reduction of reservoir rock and formation damage and the corresponding reduction of oil production is critical. The authors investigated the effect of salts including NaCl, KCl, CaCl₂, and MgCl₂ on reduction of the permeability of formations in different temperatures, flow rates, and concentrations. Also, a comparison of the type of salt in the same conditions was performed. Moreover, different solutions were made by a combination of salts including NaCl, CaCl₂, and KCl and the solutions were compared based on the permeability reduction at the same concentration, temperature, and flow rates. At the end, of interesting suggestions were proposed regarding the composition and conditions of injected water to minimize formation damage and increases crude oil production.