注入水水質對儲層參數的影響因素研究

來源:http://www.amormio929fm.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2019-07-18

  摘要:注水過程中引起油層傷害完全依賴於油層自身特性及所含流體性質與注入水水質兩個方麵,油層物性和流體物性是引起地層傷害的潛在因素,注入水是誘發油層傷害的外部條件。改善注入水的水質可以有效地控製油層傷害,保證注水質量。從現場實際的角度出發,重點分析了水質的堵塞類指標,即懸浮物含量和汙水含油量對儲層參數的影響。

  關鍵詞:水質 儲層傷害 注水實驗 懸浮物 含油量

  在注水開發過程中,注水水質的好壞將直接影響油田的開發效果,如果注入含有懸浮物、油、細菌的劣質水,可直接堵塞油層滲濾端麵,導致注水井吸水能力下降,注入壓力升高,從而引起油層能量不足,油井產量下降。同時,注入水中的溶解氧、二氧化碳等氣體也會對地麵工程設備造成腐蝕,縮短注水設備、管線等的使用壽命,其腐蝕產物隨注入水入井也同樣會造成儲層汙染。對於含有粘土礦物的敏感性儲層,注入水的礦化度往往會引起粘土礦物膨脹,損害儲層。注水水質若符合油田規定的基本指標,一般不會造成對油氣層的損害,但是在實際注水中,水質一般都達不到要求,而注水水質好壞直接影響造成油層損害的程度。如果忽視了注入水質量,那麽必然會導致堵塞地層孔道,滲透率下降,吸水指數下降。根據2007年6月份的某礦水質數據,注入水水質沿注水流程在井筒內急劇變差,懸浮物和含油量含量突然增加,超過油田水質標準百倍以上。

  一、懸浮物對地層的損害機理及規律

  懸浮物也就是機械雜質,通常是指水中不溶解而又存在於水中且不能通過過濾器的物質。據調查,油田各注水水源中機械雜質的主要成分是石英和長石等,顆粒直徑10~60μm。注入水中懸浮物的含量及其大小是影響注入水水質的重要指標,是造成地層傷害的重要因素。因為地層本身就是多孔介質,所以注入水經其表麵進入油層內部時,它就起到了過濾器的作用。懸浮物沿注水流程水質的變化規律為:顆粒水中懸浮物的含量成倍增加;粒徑分布範圍變寬,既向小粒徑方向延伸,又向大粒徑方向擴展;懸浮物對中、低、高滲岩石的影響主要表現在岩石端麵,端麵附近和岩石深部;隨著注入量的增加,懸浮物可以在岩石表麵形成架橋,使滲透率下降平緩。當水質一定時,懸浮物侵入岩石深度和損害岩石類型存在差別,微小粒徑的物質進入岩石孔隙內部,堵塞孔喉使岩石滲透率受損,形成深部傷害;粒徑相對較大的物質難以進入岩石孔隙內部,隻能在表麵和淺表部位附著、橋堵,在岩石表麵形成濾餅,從而使岩石表麵滲透率降低。通常懸浮物對地層傷害的機理有四種:

  (1)在地層表麵形成濾餅使井桶變小,這是最普通最常見的一種。

  (2)固體顆粒侵入地層,形成橋堵並在內部生成濾餅。

  (3)固體顆粒在炮眼中堆積將炮眼堵塞。

  (4)由於重力作用固體顆粒沉降到井底,使井底填高。

  表1某油田某區懸浮物對儲層傷害實驗結果

  水樣 岩樣號 原始滲透率

  (10-3μm2) 傷害後滲透率

  (10-3μm2) 滲透率下降百分數(%)

  普通處理汙水 #33 184.5 168.3 8.8

  #21 36.6 23.7 35.1

  #7 23.8 14.4 39.5

  深度處理水 #13 27.4 24.3 11.4

  #18 14.2 12.1 14.8

  由實驗結果表1可知,懸浮物對地層岩心的損害與岩心的滲透率有關,滲透率越小,損害程度越大;懸浮物的含量越大,對地層的損害也越大。

  二、含油對地層損害的機理及規律

  含油是指在酸性條件下,水中可以被汽油或石油醚萃取出的石油類物質,稱為水中含油。把處理好的汙水回注到地層中,由於汙水中表麵活性劑存在和注水過程中的水力攪拌作用,會使注入水中所含的原油發生乳化;另一方麵,由於注入水進入地層後與地層中殘餘原油接觸,由於原油中自帶的環烷酸、脂肪酸等天然表麵活性劑,在減切作用力下產生乳化而形成乳化油滴。乳化油滴對地層的損害主要形式是吸附和液鎖(即賈敏效應)。某油田選用不同滲透率標準的人造岩心進行不同濃度的含油量模擬注水實驗,借此來研究不同濃度下含油量對油層的傷害。從7塊岩心的含油量堵塞試驗結果可以看出:同一含油量濃度下,含油對低滲透岩心的損害要比高滲透岩心大得多;隨著含油濃度的增加,對相同滲透率級別的岩心,損害程度增加。見表2和圖1。

  表2含油量堵塞實驗方案

  含油量

  滲透率 5mg/L 10mg/L 20mg/L 30mg/L

  低滲透 √ × × ×

  中低滲透 √ √ × ×

  中滲透 × √ √ ×

  高滲透 × × √ √

  三、注水各項指標的權重關係

  在注水過程中,水質指標的各因素之間的作用是非常複雜的,但最終結果是對地層造成了一定程度的堵塞,導致儲層的滲透率降低,注水壓力上升,所以在水質評價指標中,堵塞類是最主要的;另一方麵,注水過程中各種腐蝕產物不容忽視,它們的產生在一定程度上也易造成地層的堵塞,但與前麵提到的堵塞類中懸浮物、含油量的影響相比,影響作用較小。可以看出,水質指標中懸浮物、含油量的影響是最主要的因素。

  四、結束語

  懸浮物、含油量對地層的損害與滲透率有關,滲透率越小,損害程度越大,懸浮物、含油量的濃度越大,對地層的損害也越大。水質對儲層的影響中,堵塞類指標影響最大。某油田的注水站水質雖然符合標準,但是井口實際注水水質嚴重超標。由於從現場實際角度出發,本文僅考慮了注入水中懸浮物,含油量兩個指標進行論述,其它指標的還需要作進一步的研究工作。

  參考文獻:

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