郭玲君，沈延偉，李福軍，盧二付，刁廣智（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，陜西西安　710200）

低滲透儲(chǔ)層水鎖傷害影響因素室內(nèi)評(píng)價(jià)

郭玲君，沈延偉，李福軍，盧二付，刁廣智
（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710200）

針對(duì)低滲透儲(chǔ)層因水鎖引起的地層傷害問(wèn)題，開(kāi)展了水鎖傷害影響因素室內(nèi)評(píng)價(jià)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析，隨著地層含水飽和度的增加，則氣相滲透率下降；巖心滲透率越低，作用時(shí)間越長(zhǎng)，巖心水鎖傷害越大；驅(qū)替壓差越大，巖心水鎖傷害越?。换钚詣┠軌驕p輕巖心的水鎖損害。

低滲透；水鎖；影響因素；評(píng)價(jià)

目前，隨著低滲油氣田開(kāi)發(fā)比重的增大，水鎖傷害研究也越來(lái)越多元化。水鎖傷害方式普遍認(rèn)為有三種：常壓下自吸引起的傷害、欠壓下自吸引起的傷害及超壓作用下引起的傷害。水鎖傷害的影響因素多且復(fù)雜，地層儲(chǔ)層物性，流體表面張力及毛管力等都對(duì)近井帶水鎖傷害有很大影響。通過(guò)對(duì)水鎖傷害機(jī)理的研究，在大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)了水鎖傷害規(guī)律，對(duì)恢復(fù)地層滲透率及油井原有的產(chǎn)能具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1　含水飽和度對(duì)水鎖傷害的影響

實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)低滲儲(chǔ)層巖心在不同初始含水飽和度時(shí)，注入一定PV體積的水后，測(cè)量油相滲透率的損害程度，并保證測(cè)定油相滲透率時(shí)的壓差相同，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可比性。實(shí)驗(yàn)研究對(duì)低滲巖心不同含水飽和度條件下的水鎖傷害進(jìn)行了評(píng)價(jià)，由于實(shí)驗(yàn)用天然巖心有限，因此室內(nèi)研究采用人造巖心進(jìn)行了相關(guān)評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)結(jié)果（見(jiàn)表1）。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：在巖心飽和油、即Swi為0的條件下，地層水進(jìn)入巖心后，油相滲透率會(huì)明顯下降。在煤油反排多個(gè)PV、巖心滲透率基本達(dá)到穩(wěn)定后，巖心油相滲透率損害率為80％以上。隨著初始含水飽和度的升高，可以看出巖心的油相滲透率損害率逐漸減小。在初始含水飽和度為17.4％時(shí)，油相滲透率損害率為80.88％；含水飽和度為33.3％時(shí)，損害率為65.70％。初始含水飽和度越高損害率越低。在達(dá)到束縛水飽和度后，煤油在反排多個(gè)PV后，巖心油相滲透率逐漸恢復(fù)，巖心滲透率損害率只有24.06％。綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，儲(chǔ)層的初始滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)、初始含水飽和度、油水界面張力是影響儲(chǔ)層的水相侵入損害的重要因素，其中初始含水飽和度與束縛水飽和度間的差值越大，其潛在的油相滲透率損害就越強(qiáng)，即水鎖損害程度就越強(qiáng)。束縛水飽和度的大小受控于毛細(xì)管的幾何形態(tài)和儲(chǔ)層粘土礦物的含量、類型和產(chǎn)狀，一般低滲透、小孔喉直徑、粘土礦物含量高的儲(chǔ)層具有高的束縛水飽和度。因此低滲儲(chǔ)層巖心初始和束縛水飽和度一旦存在差值即產(chǎn)生明顯的水鎖效應(yīng)。

表1　含水飽和度對(duì)水鎖傷害的影響

2　作用時(shí)間對(duì)水鎖傷害程度的影響

室內(nèi)研究對(duì)驅(qū)替過(guò)程中作用時(shí)間對(duì)水鎖傷害的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方法如下：（1）測(cè)定人造干巖樣的煤油滲透率K0；（2）在3.5 MPa壓力下用蒸餾水在巖心出口端反向作用一定時(shí)間（5 min/10 min、20 min、30 min），然后用煤油正向驅(qū)替足夠長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)定巖心的油相滲透率K1，滲透率損失率為（K0-K1）/K0×100％。室內(nèi)評(píng)價(jià)結(jié)果（見(jiàn)表2）。

表2　作用時(shí)間對(duì)水鎖傷害程度的影響

圖1　水鎖對(duì)不同滲透率巖心的傷害影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水鎖作用將對(duì)低滲透巖心造成嚴(yán)重傷害，且傷害程度隨滲透率的降低而加重，另外作用時(shí)間越長(zhǎng)，傷害也越嚴(yán)重。這為低滲透油氣藏的開(kāi)發(fā)提出了嚴(yán)峻的課題，它要求在常規(guī)油氣藏保護(hù)的基礎(chǔ)上，還需要從鉆井、完井、投產(chǎn)、改造等各個(gè)環(huán)節(jié)盡量避免或減少各種外來(lái)液體向儲(chǔ)層濾失。

3　壓差對(duì)水鎖傷害程度的影響

對(duì)模擬地層水在驅(qū)替壓力變化的條件下對(duì)其滲透率變化的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)，其主要是對(duì)束縛水飽和度的影響，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表3）。

表3　壓差對(duì)低滲油氣藏儲(chǔ)層損害的影響

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，物理壓差影響著巖心的含水飽和度，含水飽和度對(duì)低滲儲(chǔ)層的滲透率大小影響非常大，如果含水飽和度大，則由于水鎖原因，造成滲透率下降，而當(dāng)物理壓差增大時(shí)，則所施加的反排壓力越高，因此剩余飽和度也就越低，從而提高了低滲儲(chǔ)層的滲透率。

4　溫度對(duì)水鎖傷害程度的影響

對(duì)模擬地層水在溫度變化的條件下對(duì)其滲透率變化的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表4）。

圖3　溫度對(duì)水鎖傷害程度的影響

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，低滲巖心飽和地層水后進(jìn)行驅(qū)替，經(jīng)過(guò)20℃、40℃、60℃三種不同溫度條件下的滲透率測(cè)量，表明相同的驅(qū)替條件下隨著溫度的升高，低滲巖心的滲透率有所上升，但溫度對(duì)其影響幅度不大。

表4　溫度對(duì)低滲油氣藏儲(chǔ)層損害的影響

表5　表面張力儲(chǔ)層損害的影響

5　表面張力對(duì)水鎖傷害程度的影響

對(duì)于水濕油氣藏，如果初始含水飽和度低于儲(chǔ)層的束縛水飽和度，在毛管力的作用下儲(chǔ)層會(huì)對(duì)外界水相流體產(chǎn)生自吸作用，形成難以消除的水鎖堵塞。室內(nèi)首先測(cè)定人造干巖心油相滲透率，然后飽和不同表面張力的蒸餾水后進(jìn)行驅(qū)替（同一個(gè)巖樣，重新洗油烘干）測(cè)定油相滲透率，考察表面張力對(duì)低滲巖心滲透率的影響。

圖4　表面活性劑對(duì)低滲巖心滲透率的影響

以上數(shù)據(jù)表明使用表面活性劑可以降低侵入流體的表面張力，降低了毛管阻力，有利于外來(lái)流體排出，減弱和消除部分水鎖效應(yīng)。

6　結(jié)論與建議

影響水鎖傷害程度的主要因素有含水飽和度、作用時(shí)間、壓差以及表面張力。室內(nèi)研究表明：隨著地層含水飽和度的增加，氣相滲透率下降；巖心滲透率越低，作用時(shí)間越長(zhǎng)，巖心水鎖傷害越大；驅(qū)替壓差越大，巖心水鎖傷害越??；活性劑能夠減輕巖心的水鎖損害。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.029

TE258.3

B

1673-5285（2015）01-0115-03

2014－12-31

郭玲君，女（1984-），湖南人，2008年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)工作于中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，郵箱：guolingjuen@163.com。