周 春 香
(中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院, 天津 300280)
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油藏注水困難原因分析及解決措施
—— 以M油田復雜小斷塊砂巖油藏為例
周 春 香
(中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院, 天津 300280)
M油田復雜小斷塊砂巖油藏因開發(fā)效果不理想由天然能量開發(fā)轉(zhuǎn)注水開發(fā),轉(zhuǎn)注井最大井口注入壓力試注后仍注不進水,結(jié)合本區(qū)塊儲層物性、孔隙結(jié)構(gòu)特征、黏土礦物含量、地層水礦化度和儲層敏感性等導致注水困難的因素進行分析,認為該地區(qū)因儲層黏土礦物中伊利石含量高導致喉道堵塞、地層水礦化度高,引起儲層水敏性傷害,導致注水困難。提出采用土酸酸化處理,現(xiàn)場實施緩速土酸酸化后,消除了近井地帶污染,注水井注入壓力穩(wěn)定,能完成配注要求。
小斷塊; 注水困難; 土酸酸化
M油田復雜小斷塊油藏多年采用天然能量開發(fā), Z斷塊含油面積小(0.2 km2),斷塊內(nèi)有油井開井3口,無注水井,生產(chǎn)目的層Ⅱ4小層,目的層埋深1 200 m,Z斷塊目前地層虧空液量8 000 m3左右,地層虧空大,壓力系數(shù)低(僅0.56),為改善生產(chǎn)井開采效果,計劃轉(zhuǎn)注老井Z3井實施注水開發(fā),日配注量20 m3。Z3井試注施工過程中,最大井口試注壓力20 MPa,試注30 min,僅注入清水0.3 m3,折合日注量不足10 m3。注水井注水困難、井口注入壓力高,有必要對引起Z3井注水困難的原因進行分析。
2.1 儲層物性差導致注水困難
儲層物性差,儲層中孔徑和喉道跟孔隙壁上流體的吸附滯留層厚度在同一數(shù)量級,造成孔隙中流體幾乎全部為吸附滯留層流體。通常情況下,吸附滯留層流體不參與流動,所以低滲透儲層中流體流動需要啟動壓力梯度,注水過程中注水井的啟動壓力高,導致注水困難[1]。分析Z斷塊內(nèi)2口井37塊巖樣Ⅱ4小層取心物性數(shù)據(jù)可知,巖性以細砂、含礫砂巖為主,孔隙度集中在10%~15%,平均為13.3%。滲透率集中在(50~300)×10-3μm2,平均值為 185×10-3μm2。儲層物性標定為低孔、中滲儲層,儲層物性不是影響注水效果的主要因素。
2.2 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征導致的注入水固相堵塞傷害
砂巖儲集層的孔隙喉道特征和類型對儲集層的儲集能力和滲透特性影響至關(guān)重要,中低滲透砂巖儲集層孔隙大、喉道細,在鉆采過程中容易導致微粒堵塞喉道傷害地層[2]。根據(jù)斷塊內(nèi)2口取心井巖心鑄體薄片和掃描電鏡資料,M油田Z斷塊孔隙多為粒間孔、粒間溶孔,孔喉分布較均勻,孔隙結(jié)構(gòu)屬小孔 — 細喉中等迂曲度型,平均孔隙半徑6.50 μm(表1),在修井、注水過程中易引起固相堵塞傷害,導致注水困難。
表1 Z斷塊取心井孔隙參數(shù)表
儲層的敏感性主要受膠結(jié)物中的敏感性礦物的影響,敏感性礦物與外來流體接觸易發(fā)生物理、化學反應,并導致滲透率大幅度下降[2]。根據(jù)2口取心井巖心樣品的黏土礦物相對含量化驗結(jié)果,黏土礦物成分有伊利石、高嶺石、綠泥石和伊蒙間層,其中伊利石含量最高,平均為94%(表2),伊利石性質(zhì)差,難以保持穩(wěn)定,注水往往會出現(xiàn)堵塞吼道現(xiàn)象。嚴重時會將地層完全堵死,注水井注不進水,生產(chǎn)井采不出油,影響油田的正常生產(chǎn)。
表2 Z斷塊取心井黏土礦物含量表
水敏性儲層中黏土礦物及其他自生礦物在原始地層條件下處于一種含有一定礦化度的鹽水環(huán)境中,當?shù)虻偷V化度的水進入地層后,由于環(huán)境條件的改變,這些礦物就會發(fā)生膨脹、分散、脫落和運移,減小或堵塞儲層喉道,造成儲層滲透率降低,地層這種遇淡水降低滲透率的現(xiàn)象稱水敏性[3]。根據(jù)Z3井水分析資料,地層水礦化度較高,達到13×104mg/L,地層水型為Na2SO4型。根據(jù)鄰井巖心敏感性實驗數(shù)據(jù),該斷塊儲層主要為強水敏、強鹽敏特征,臨界礦化度8×103mg/L。在注水過程中應實施防膨措施,穩(wěn)定注水壓力上升速度。
3.1 注水難原因分析
Z斷塊目的層Ⅱ4小層物性較好,排除因低滲物性差引起的啟動壓力大導致的注入困難。分析認為,注水困難原因為儲層黏土礦物中伊利石含量高導致喉道堵塞、地層水礦化度高,引起儲層水敏性傷害。
3.2 解決對策
目前,中低滲油田常用的增注措施分為2類:(1) 以恢復和提高儲層滲透性的壓裂、酸化、酸壓、水力徑向射孔的降壓增注技術(shù);(2) 以克服啟動壓力、實現(xiàn)有效驅(qū)替的地面增壓增注工藝[4]。從現(xiàn)場應用的規(guī)模和效果來看,酸化措施具有施工簡單、有效率高和價格低廉的優(yōu)勢。
在酸液選擇上,優(yōu)選緩速土酸酸化工藝,因緩速土酸體系克服了常規(guī)土酸活性大、反應速度快、活性酸大部分消耗在近井范圍內(nèi)的缺陷,通過延緩酸巖反應速度、加大處理深度、降低儲層二次傷害,有效解決了因黏土顆粒膨脹、分散運移造成的地層深部孔隙喉道污染堵塞[5]。
(1) 通過對斷塊內(nèi)取心井物性進行分析得知,該斷塊儲層物性屬于低孔、中滲儲層,排除了因滲透率差引起的井口注入壓力大導致的注水困難。分析認為,Z3井注水困難是因為固相顆粒堵塞引起儲層污染、伊利石含量高,導致喉道堵塞、地層水礦化度高,引起儲層水敏性傷害。
(2) 本井地層水礦化度遠高于地層臨界礦化度,巖心敏感性實驗數(shù)據(jù)也表明該層位為強水敏儲層,因此,注清水過程中必須配套防膨措施,穩(wěn)定注水壓力上升速度。
(3) 酸化措施對儲層傷害的欠注井具有較好的降壓增注效果。優(yōu)選緩速土酸酸化降壓增注措施,可加大處理深度,降低儲層二次傷害?,F(xiàn)場采用緩速土酸酸化后,Z3井近井地帶污染徹底解除。Z3井現(xiàn)場注水過程中加入防膨劑,注水反應良好。由于地層虧空大,注水過程中地層處于倒吸狀態(tài),可完成日配置量20 m3,該井目前已累計注水2 000 m3,生產(chǎn)井油壓略有上升,且液量穩(wěn)定,注水見到一定效果。
[1] 李志鵬,林承焰,董波,等.影響低滲透油藏注水開發(fā)效果的因素及改善措施[C]∥第二屆中油油氣藏開發(fā)地質(zhì)學術(shù)研討會論文集.2010:121-122.
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Research on Causes and Measures of Water Injection Difficulty— A Case Study of M Complex Small Block Reservoir
ZHOUChunxiang
(Research Institute of Exploration and Development, Dagang Oilfield Company, Tianjin 300280, China)
Because of weak development effect, M complex small block reservoir turns natural energy development to water injection development. The injection well still can′t perform well while injecting water with max wellhead injection pressure. In combination with factors of M reservoir′s physical property characteristics, pore structure, clay mineral content, salinity in formation and reservoir sensitivity, the paper considers that the high illite content is the main reason that causes throat blockage, formation water salinity and damage to water sensitivity, and finally leads to the difficulty of injecting water. This paper introduces the mud acid acidizing to solve the problem and receives a favorite effect after the implementation of acid acidizing, which has other advantages, such as little near well zone pollution and stable injection pressure.
small block; difficulty in water injection; mud acid acidizing
2016-12-09
中國石油天然氣股份有限公司科技重大專項 “復雜油氣藏儲層改造及增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究” (2014E-06)
周春香(1983 — ),女,碩士,工程師,研究方向為油氣田開發(fā)。
TE357.6
A
1673-1980(2017)03-0010-02