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滨649块注水伤害机理研究及对策
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郭宝民
摘要:滨南油田滨649块区块构造复杂,纵向上小层多、平面上砂体变化快、纵向和平面上非均质性均较强,自开发以来,注水量逐年下降,从S4段层间吸水状况来看,总体吸水较差,吸水好的只占15%左右,大部分层吸水差,S4段启动压力由早期的16MPa上升到25.1MPa,平均水井注水泵压达28.0MPa,注水仍然很困难。近些年不断对滨649块欠注井进行治理,应用酸化解堵工艺初期效果显著,但措施有效期逐年变短,需要对滨649块注水伤害机理进行深入研究分析,提出更有针对性措施。
关键词:注水;伤害;机理研究;对策;效果
1基本概况
滨649块位于滨南油田滨一区西北部,主要含油层系沙三下、沙四上,沙三段平均孔隙度18.2%,渗透率71.6×10-3μm2,沙四段平均孔隙度16.6%,渗透率30.1×10-3μm2。沙三段地面原油密度为0.869g/cm3,地面原油粘度为27.1mPa.s,沙四段地面原油密度为0.867g/cm3,地面原油粘度为29.8mPa.s,属中低渗透构造岩性油藏。
从该块S4段层间吸水状况来看,总体吸水较差,吸水好的只占15%左右,大部分层吸水差。而且注水量逐年下降。2015年至今日注水平由633方下降到330方。近些年不断对滨649块欠注井进行治理,应用酸化解堵工艺初期效果显著,但措施有效期逐年变短,由2013年的180天降至目前132天。
所以有必要对滨649块注水伤害机理进行深入研究分析,提出更有针对性措施。
2储层伤害机理研究
低渗透欠注是一个系统多种因素综合影响的结果,其根本原因是注入水与储层性质内外因相互作用导致的堵塞。为了找出滨649块水井欠注、低效注水的具体原因,从微观+宏观角度对滨649块注水过程中伤害机理进行综合研究,从而得出针对性的提高有效注水的对策。
2.1微观渗流特征
沙四段平均孔隙度16.6%,渗透率30.1×10-3μm2,属低孔低渗油藏。在一定压力梯度范围内,低渗透油藏渗透率是压力梯度的函数,对低渗、特低渗油藏,普遍存在较高启动压力,尤其渗透率低于1.0×10-3μm2时,启动压力梯度急剧上升。
(1)喉道的大小和分布决定了有效渗流能力
从滨649块三块岩心实验看,孔隙大小和分布相近、不同空气渗透率的岩心,喉道的大小和分布差别大。滨649三块岩心孔隙大小和分布相近,均在15-40μm,但孔喉大小和分布差异较大,从0.4-1.6μm不等。
(2)边界层减小喉道有效流动半径
理论和实验研究表明,固液界面作用下固相表面存在边界层,且平均喉道半径与边界层厚度处于同数量级时,边界层对有效渗流能力的影响较大。边界层厚度主要分布区间为0.2~1.0μm,滨649平均孔喉半径主要分布0.7-1.5μm,两者处于同一数量级,边界层对储层有效渗流能力影响较大。
2.2注入水水质分析及伤害机理
通过对滨649块精细泵前水、精细泵后水及井口注入水进行取样分析发现,泵前水悬浮固体含量及悬浮物颗粒直径中值偏高,含油量也有所超标,不满足注入水水质要求,对地层存在伤害。
(1)悬浮物粒径与孔喉半径适配性分析
研究表明,当颗粒粒径与孔喉直径比,即Df/Dp值大于1/3时,颗粒不能通过孔喉,形成外滤饼;1/7-1/3时对储层伤害最严重,形成内滤饼,逐渐形成堵塞;小于1/7时顺利通过孔喉,对储层无伤害。
滨649井口注入水悬浮物粒径主要集中在0.2-0.7μm,粒径中值0.475μm,且存在部分大粒径悬浮物。根据岩心实验,滨649块孔喉半径在0.7-1.5μm之间,约占50%;小于0.7μm的约占23%;大于1.5μm的约占27%。由此可知,在目前水质情况下,仅有27%的孔喉未受到伤害。
(2)原油伤害分析
随着含油量的上升,渗透率伤害程度急剧上升,含油量达到5-7mg/L时,伤害程度达到65%,从滨649块水井井口水质分析看,含油量达到2.7mg/L,对应渗透率伤害程度达到35%。
3治理对策及效果
通过对649块储层注水伤害机理的研究,确定影响滨649块水井有效注水的主要因素后我们得出提高该区有效注水的对策。
3.1提高注入水水质
(1)水质细分
按照新水质标准,对A1级水质进行细分,滨649孔喉半径主要集中在0.7-1.5um,23%小于0.7um,需要A11-A14级水质,目前精细过滤后粒径分布0.2-0.7um,中值0.475um,仅达到A13标准,需要达到A11级水质标准以上,才能满足全部孔喉注水需求。需引进纳米级水处理技术进行源头治理。
(2)沿程控制
井口水质较精细过滤出口水质明显变差,说明沿程受到污染,注水管线内细菌、杂质影响。另外注水管柱管壁细菌、杂质也是影响注入水质的重要因素。注水管线日常清洗以及水井洗井工作相当必要。
3.
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