油田注水配伍性及储层保护范文

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《内蒙古石油化工杂志》2015年第四期

1储层保护工艺技术研究

1．1防垢剂评价实验实验选择计算机预测及静态配伍实验中与湖水与地层水混合产生最大和两侧比例点进行实验，即湖水:地层水=6:4、湖水:地层水=5:5、湖水:地层水=7:3。

1．2措施液注入方式研究本实验取深度大致一样，气测渗透率在123．3mD左右岩心柱塞。分别配制质量浓度为100%、2%FP－6粘土稳定剂(注入过程中保持FP－6粘土稳定剂的总质量相同)。以湖水:地层水=6:4混合水样为基液，配制含油6mg/L、悬浮物5μm、7mg/L的水样，并添加20mg/L的防垢剂BHF－12A作为驱替流体。两种加药方式:①连续注入式:湖水中加入质量浓度为2%粘土稳定剂后进行驱替;②段塞注入式:先驱替质量浓度为100%粘土稳定剂段塞，再湖水驱替。根据现场要求本实验主要研究驱替液在40PV和120PV下岩心伤害率。

2结果与讨论

2．1岩石黏土矿物类型以及含量分析本实验通过X—射线衍射仪以及扫描电镜对黏土矿物的形变以及含量等进行了研究，实验结果如表2、图1所示。由表2可知，Kingfisher油田储层中粘土总含量较高，储层中粘土矿物以高岭石为主，平均含量为53．52%，在扫描电镜下呈现出蠕虫状集合体充填在粒间孔中(见图a);伊/蒙混层平均含量为10．5%，呈不规则状及似蜂巢状集合体(见图b);伊利石平均含量为11．9%，呈弯曲片状包裹于碎屑颗粒表面，部分充填在粒间呈定向片状集合体(见图c);绿泥石平均含量23．9%，多呈不规则片状生长于碎屑颗粒表面(见图d)。由黏土矿物分析可知储层存在潜在敏感性损害［4－6］。

2．2注入水与地层水结垢趋势实验结果油田由于注入水不达标使得地面设备、储层存在结垢现象，严重影响生产，造成较大的经济损失。计算机预测法可在短时间内建立起各种实验模型、结垢趋势的预测，对于指导进一步的实验和生产有突出的意义。实验前滤除水中粒径比较大的杂质，结垢趋势预测实验结果如表3所示。由表3可知，不同比例的混合水都有碳酸钙垢、碳酸锶垢、硫酸钡垢生成，其中结垢类型以碳酸钙垢为主。当湖水与地层水比例为6:4的时结垢量最大，为115mg/L。碳酸锶和硫酸钡垢量较少，碳酸锶在湖水比例大于80%时出现，硫酸钡在湖水比例小于60%时出现，最大结垢量分别为0．025mg/L、2．18mg/L。由此表明当湖水注入到储层后，注入水会与储层流体发生反应，生成的各种垢吸附或者堵塞在岩石上，使得储层渗透率降低，从而导致储层严重损害［7］。

2．3含油污水对岩心伤害实验结果悬浮在水中的油污具有“变形虫”的特征，在小孔喉中无法流动，当驱动压力增大到一定值时，油污可以变形通过，从而造成储层伤害。实验称量一定量煤油，将煤油加入到过滤的地层水中，加入适量的乳化剂，在高速搅拌使其溶解。岩心驱替速度为0．2mL/min，不同含油量下污水注入量与岩心渗透率伤害曲线如图2示。由图2可知:含油污水对岩心伤害很大，含油量越大，其对岩心的伤害越大。当油珠浓度小于10mg/L时，含油污水对岩心的伤害率可控制在30%以下，在后期渗透率变化减缓。实际上，含油只是对干净的岩心产生严重的伤害，对地层的伤害应该小的多，因此，建议注入水中的含油量应小于8mg/L。2．4悬浮物对岩心伤害实验结果外来悬浮物能够在井筒表面形成滤饼，堵塞井筒;小微粒能够侵入到多孔介质中;颗粒可沉积在射孔孔眼内堵塞水、油通道［8］。将C6T3井的泥岩研磨成粉末后洗油，根据Stokes定律筛选出不同大小的悬浮物，采用滤膜法测量悬浮固相的浓度，用库尔特粒度仪测定悬浮液的粒径中值。根据实验需要配制成粒径中值和溶度分别为1μm，7mg/L;3μm，7mg/L;5μm(7mg/L，9mg/L，11mg/L)的悬浮物溶液。不同悬浮物含量下污水注入量与岩心渗透率伤害曲线如图3所示。由图3可知，固体颗粒对多孔介质的损害随其粒径、浓度的增大而增大，当其粒径中值为5μm、浓度为11mg/L时对岩心的伤害率为28．83%，悬浮物容易在岩心端面形成堆积形成滤饼对储层造成损害。

2．5储层保护性能效果评价实验

2．5．1防垢剂效果评价实验结果实验选择计算机预测及静态配伍实验中与湖水与地层水混合产生最大和两侧比例点进行实验，即湖水:地层水=6:4、湖水:地层水=5:5、湖水:地层水=7:3，实验结果如表4示。由表4知，随着防垢剂浓度的增加，阻垢率基本上都是呈增大的趋势。湖水与地层水的比例为6:4时，4种防垢剂的效果都明显的差于在另外两种比例下。湖水与地层水的比例为6:4，BHF－12A防垢率浓度为30%时的防垢率为96．2%。结合井区储层的实际情况，考虑到要严格控制注入水中悬浮物含量，推荐使用BHF－12A，加量为20mg/L－30mg/L。

2．5．2粘土稳定性评价根据岩石矿物分析，储层中含有一定量的蒙脱石、伊蒙混层等膨胀性粘土矿物及伊利石、高岭石等运移性粘土矿物，不达标的注入水都会造成粘土矿物发生膨胀、运移，造成孔喉堵塞，使注水压力不断升高。因此，为了更好的保护储层采取防膨措施是非常必要的。本实验通过离心法研究了不同粘土稳定剂的防膨效果，实验结果如图4所示。由图4可知，粘土稳定剂都具有防止粘土的膨胀作用，其中以FP－6粘土稳定剂效果最好，其次为FP－5，两者质量浓度为2．0%时的防膨率分别为95．79%、93．36%。同时随着粘土稳定剂浓度的增加，其防膨效果明显提高，具有较好的防膨效果。

2．5．3不同湖水比例下防膨剂浓度优选实验实际注水时，湖水与地层水混合后注入，因此需要针对不同混合比例，优选出对应的防膨剂使用浓度。实验中防膨剂选择FP－6，湖水占混合水比例为30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的防膨效果如图5所示。由图5可知，在不同的湖水比例下，随着防膨剂浓度的增加，防膨率都是呈增大趋势。在湖水所占比例为60%时，要保证防膨率达到95．0%以上，FP－6的质量浓度至少为2．0%。

2．6段塞注入方式研究实验结果油田在防膨施工过程中有不同的工艺措施，本实验通过对比分析在两种不同加药方式下岩心的渗透率损害情况来确定合理的注入方法［9］。根据需要，本实验主要研究流体在注入40PV和120PV下时岩心伤害率，实验结果如图6所示。由图6可知，岩心样品随着注入PV的增加，其渗透率损害程度呈增大趋势。不加任何措施液时，40PV时，不加采取措施、段塞式、连续性注入对岩心伤害率为18．56%、10．61%、6．34%;120PV时，不加采取措施、段塞式、连续性注入对岩心伤害率为39．11%、26．15%、14．49%;措施液不管是连续性注入还是段塞式注入都能明显的降低流体对岩心的伤害。段塞式加药方式对岩心的伤害高于用连续式驱替方式，故建议在施工过程中采取连续式驱替方式，这种注入方式不仅可以有效地防止地层伤害，而且从成本方面考虑也是有益可行的。

3结论

乌干达油田储层中粘土矿物含量较高，其中高岭石含量在53．52%，伊/蒙间层矿物含量在10．5%，混层比为16%，储层潜在敏感性损害。湖水与地层水结垢主要成垢类型为碳酸钙，湖水与地层水比例为6:4时结垢量为115mg/L。注入水中含油量为20mg/L，在注入200PV下对岩心的损害率高达46．88%，悬浮物粒径中值为5μm、浓度为11mg/L时对岩心的伤害率为28．83%。湖水与地层水比例为6:4时质量浓度为30%BHF－12A防垢率为96．2%，质量浓度为2．0%的FP－6防膨率达到95．0%。段塞式注入、连续式注入岩心在120PV时岩心伤害率分别为26．15%、14．49%，故建议在施工过程中采取连续式驱替方式。。

作者：张铜耀陈科唐磊何伟张旭东单位：中海油能源发展工程技术分公司中海油实验中心渤海实验中心