鄭408塊“五敏”油藏注水試驗(yàn)及效果研究

尹文學(xué)，邊振宇，岳小利

(1.中石化勝利石油管理局測井公司，山東東營257096;2.中石化勝利油田分公司濱南采油廠地質(zhì)研究所，山東濱州256600)

鄭408塊“五敏”油藏注水試驗(yàn)及效果研究

尹文學(xué)1，邊振宇2，岳小利2

(1.中石化勝利石油管理局測井公司，山東東營257096;2.中石化勝利油田分公司濱南采油廠地質(zhì)研究所，山東濱州256600)

鄭408塊“五敏”稠油油藏的開發(fā)在國內(nèi)外尚未有成熟的經(jīng)驗(yàn)可循。濱南采油廠自1991年至1999年，其采出程度僅為3.8%，且地層壓降已達(dá)到6.13 MPa，鄭408塊開發(fā)效果較差的主要原因是“五敏”嚴(yán)重，影響了以注水為主要手段的地層能量補(bǔ)充。針對存在的問題，在先期注水配伍性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇鄭408－斜10井進(jìn)行現(xiàn)場先導(dǎo)注水試驗(yàn)，取得較好效果。

鄭408塊;“五敏”稠油油藏;注水試驗(yàn)

王莊油田位于山東省利津縣王莊鄉(xiāng)，構(gòu)造位置處于東營凹陷北部陡坡帶西部，陳家莊凸起西南坡。鄭408砂礫巖體是王莊油田沙三段稠油主力含油砂體。鄭408塊開發(fā)區(qū)投產(chǎn)油井28口，開井12口，日產(chǎn)油能力45 t，綜合含水37.9%，年產(chǎn)油1.1萬t，采油速度0.30%，累計(jì)采油13.828 4萬t，采出程度3.8%;投注水井6口，開井2口，日注水44 m3，累計(jì)注水11.834 3萬m3，月注采比0.45，累注采比0.48，動液面711 m，區(qū)塊地層壓力7.07 MPa，壓降6.13 MPa。從鄭408塊的開發(fā)歷程可以看出，鄭408塊開發(fā)效果較差的主要原因是“五敏”嚴(yán)重，影響了以注水為主要手段的地層能量補(bǔ)充。通過對該區(qū)塊儲層的敏感性評價，對注防膨水補(bǔ)充能量的可行性研究，對鄭408－X10井實(shí)施注水試驗(yàn)，證明了注防膨水能有效地抑制儲層的水敏，區(qū)塊注水見到較好效果。

1 油藏地質(zhì)特征

鄭408塊油藏類型為構(gòu)造巖性地層油藏，含油面積3.9 km2，石油地質(zhì)儲量769萬t［1］。埋藏深度1 250～1 350 m，油層有效厚度13.3 m;儲層砂巖疏松，粒度中值一般0.18～0.35 mm，平均為0.26 mm，孔隙度26%，滲透率1 114.1×10－3μm2，黏土含量(0.3%～13.2%)較高，平均為5.1%，黏土礦物以易分散運(yùn)移的高嶺石和易遇水膨脹的伊蒙混層黏土為主，油層中部明顯高于上部和下部。地面原油密度0.948 9～0.985 7 g/cm3，黏度為149～6 219 mPa·s，含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)7.43%～18.06%，含硫0.48%～1.06%。地層水總礦化度15 563 mg/L，氯離子含量為9 394 mg/L，水型為CaCl2型。油層溫度65～68℃;油層壓力12.58～13.75 MPa，壓力系數(shù)0.98。

2 儲層的敏感性評價

強(qiáng)水敏:沙三上儲層以中等水敏和強(qiáng)水敏為主，水化膨脹可使?jié)B透率下降24%～93%，平均滲透率損害為64%;

中等酸敏:沙三上儲層為中等到弱酸敏性，22塊樣品中15塊樣品呈中等酸敏性，平均滲透率損害48.6%;6塊樣品為非敏感性，滲透率可平均提高22%。

中等堿敏:沙三上儲層的19塊樣品中5塊樣品呈非敏感性，14塊樣品為弱－中等堿敏性，共同規(guī)律是pH高于8.75后滲透率即開始有所下降，下降幅度平均為36%。

弱速敏:沙三上儲層由于儲層疏松、黏土礦物中有較多易分散運(yùn)移的高嶺石，在一定速度下發(fā)生微粒移動而產(chǎn)生速敏，滲透率損害平均為13.17%，臨界速度為7.3 m/d，計(jì)算裸眼臨界注采液量為3.21 m3/(d·m)。

弱鹽敏:沙三上儲層隨注入水礦化度的降低，滲透率逐漸下降，主要是由于礦化度的降低，蒙脫石逐漸膨脹所致，其臨界礦化度為20 000 mg/L，高于地層水礦化度。

通過以上室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，得到沙三上儲層以中等水敏和強(qiáng)水敏為主，呈中等酸、堿敏性，弱鹽敏，弱速敏性。

3 注水試驗(yàn)及應(yīng)用效果

3.1 注防膨水補(bǔ)充能量的可行性研究

在儲層的五敏性研究的基礎(chǔ)上，針對鄭408砂體由于地層能量不足造成油井產(chǎn)能遞減快的問題，進(jìn)行了儲層保護(hù)及能量補(bǔ)充方式的可行性研究。根據(jù)鄭408塊沙三段儲層的“五敏”實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對其主要敏感因素水敏、酸敏和速敏，先后取巖芯進(jìn)行了不同水質(zhì)、不同藥劑和速敏范圍的實(shí)驗(yàn)。

3.1.1 黏土穩(wěn)定劑的篩選

從敏感性評價結(jié)果來看，水敏損失滲透率平均為64%，最為嚴(yán)重，采取黏土穩(wěn)定劑處理地層，是一項(xiàng)重要的保護(hù)措施。先注入防膨劑處理后，再注蒸餾水實(shí)驗(yàn)，滲透率均有不同程度的下降，其中用OCP-02防膨劑在不同濃度、不同巖芯中處理后滲透率下降1%～4%，性能最好;其它兩種處理劑處理后滲透率仍下降23%～39%，與OCP-02差異較大;先用OCP-02處理巖芯再注蒸餾水時，能夠維持較高滲透率，說明OCP-02對黏土的穩(wěn)定作用較好。

3.1.2 注入水的選擇

黏土穩(wěn)定劑OCP-02可以較好地抑制地層水敏，如果找到某種水源的礦化度和酸堿度，不使該區(qū)塊儲層發(fā)生相應(yīng)的敏感性，就可以利用注水的方式，對該區(qū)塊儲層進(jìn)行能量補(bǔ)充。為此，對王莊油田潛山地層水、黃河水、利津外輸水、鄭408塊地層水進(jìn)行了化驗(yàn)對比，見表1。

由表1可以看出，黃河水及利津外輸水的三項(xiàng)指標(biāo)(礦化度、水型、pH)與鄭408塊地層水不符，唯有王莊潛山地層水為CaCl2型，與鄭408塊水型相同，pH為7.8，低于滲透率出現(xiàn)下降時pH為8.7的臨界值，總礦化度為19 116.31 mg/L，接近鹽敏下限(20 000 mg/L)，因此該地層水不會造成鄭408塊沙三段儲層的酸敏、堿敏和鹽敏，適合做鄭408塊的注水水源。

表1 水質(zhì)調(diào)查情況表

3.1.3 防膨水注入方式優(yōu)選

為了探索最佳注水方式，在室內(nèi)進(jìn)行模擬注入水流動實(shí)驗(yàn)，按照近井地層到深部地層的順序，動態(tài)模擬注入水在地層條件下注入后油層滲透率的變化。

1)近井地層注水模擬實(shí)驗(yàn)

a)注潛山地層水實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見圖1。從圖1發(fā)現(xiàn)巖芯的滲透率，在注水體積達(dá)到25 PV(巖芯的孔隙體積倍數(shù))時，其損害程度平均達(dá)到63.2%，說明潛山地層水對鄭408塊巖芯具有一定的傷害。

b)用2%防膨劑防膨后的注水實(shí)驗(yàn)。巖芯用2%OCP-02防膨劑處理后，再注入潛山地層水，滲透率變化曲線(見圖2)保持平穩(wěn)，基本為一條水平直線，滲透率基本不降。這說明防膨劑OCP-02對巖芯黏土的吸附性能良好，可以有效地抑制地層水敏。

2)深部地層注水模擬實(shí)驗(yàn)

隨著注入水在地層內(nèi)的不斷推進(jìn)，深部地層的防膨劑的濃度便會越來越低，水敏同樣發(fā)生。在注水時，連續(xù)注入OCP-02防膨劑可以防止地層發(fā)生水敏。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)滲透率下降并不明顯，隨著時間的延長，滲透率基本趨于一條直線。

3.1.4 防膨劑質(zhì)量濃度的優(yōu)選

防膨劑按2%、1%、0.5%等質(zhì)量濃度逐次降低的順序，依次實(shí)驗(yàn)后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.01%的OCP-02防膨劑比較理想，在注水體積達(dá)到300 PV時，巖芯滲透率下降不到10%，低于這一濃度滲透率損害加大。說明用含0.01%防膨劑的潛山地層水，注入該區(qū)塊時能抑制深部地層的水敏。

3.1.5 最佳注水速度的確定

為防止速敏傷害，注入速度須嚴(yán)格控制在速敏下限以內(nèi)，即注入速度控制在3.21 m3/(d·m)以下平穩(wěn)注入［2］，可有效防止鄭408塊沙三段油層的速度敏感性。

3.2 現(xiàn)場試驗(yàn)效果

3.2.1 注防膨水有效地抑制了儲層的水敏

鄭408-X10井于1999年6月開始注水，初期日注水量控制在60 m3以內(nèi)，井口注入壓力初期為3.0～5.0 MPa，后來注水壓力穩(wěn)定在6～10 MPa，注水狀況良好。在鄭408-X10井注水試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，根據(jù)鄭408塊注水方案相繼于轉(zhuǎn)注了鄭408、408－5、408－19、408－25、408－28井，2001年3月投注水井6口，開井6口，日注水152 m3，2001年9月投注水井6口，開井5口，最高日注水263 m3，2002年12月投注水井6口，開井3口，日注水114 m3，累計(jì)注水12.486 6萬m3。

測試結(jié)果對比，儲層的水敏和速敏得到明顯改善，其有效滲透率由0.002 11 μm2上升到0.006 02 μm2，注水壓差由3.376 MPa下降到2.327 MPa，井底流壓由19.228 MPa上升到23.23MPa，證明隨著防膨水的注入，儲層的敏感性得到明顯改善。

3.2.2 區(qū)塊注水見到較好效果

鄭408塊開辟試驗(yàn)區(qū)以來，從區(qū)塊生產(chǎn)情況看，1996年12月日產(chǎn)液最高達(dá)到161 t，日產(chǎn)油最高達(dá)到115 t，之后逐漸下降，最低2001年10月日產(chǎn)液達(dá)到43 t，日產(chǎn)油達(dá)到25 t(見表1)。自1999年6月注水以來，區(qū)塊產(chǎn)能遞減趨勢逐漸減緩，2002年12月區(qū)塊見到明顯增油效果，日產(chǎn)液達(dá)到86 t，日產(chǎn)油59 t，出現(xiàn)明顯的產(chǎn)液和產(chǎn)油增加的趨勢。

表2 鄭408塊開發(fā)指標(biāo)對比表

3.2.3 一線油井見到明顯注水效果

鄭408塊投注水井6口，累計(jì)注水12.486 6萬m3。油井見到注水效果的井主要分布在注水井鄭408井和409－X10井周圍的油井，有對應(yīng)油井11口，2002年12月開井8口，開井率72.7%，8口井日產(chǎn)液79.1 t，日產(chǎn)油51.0 t，含水35.5%，動液面514 m，累計(jì)產(chǎn)油86 353t，平均單井日產(chǎn)液9.9 t，日產(chǎn)油6.4 t，含水35.5%，動液面514 m，單井累計(jì)產(chǎn)油10 794 t。

其中鄭408－1井位于注水井鄭408井和409－X10井之間，注水受效最明顯，2002年6月日產(chǎn)液增加，動液面上升，即日產(chǎn)液18.9 t，日產(chǎn)油8.3 t，含水56.0%，動液面300 m，最高日產(chǎn)油19.65 t。2002年12月日產(chǎn)液19.2 t，日產(chǎn)油9.3 t，含水51.7%，動液面95 m，累計(jì)采油17 372 t。其它井也見到較好的注水效果。

4 結(jié)論

針對王莊油田鄭408塊強(qiáng)水敏稠油油藏常規(guī)注水效果差的問題，在儲層敏感性評價和油層保護(hù)研究的基礎(chǔ)上，優(yōu)選出適合強(qiáng)水敏油藏的防膨劑，成功實(shí)現(xiàn)了注防膨水開發(fā)?，F(xiàn)場應(yīng)用后區(qū)塊開發(fā)效果得到改善，有效地補(bǔ)充了地層能量，提高了油井產(chǎn)能，區(qū)塊產(chǎn)油量由25 t/d上升到57 t/d。該試驗(yàn)的成功對水敏油藏開發(fā)具有指導(dǎo)意義。

［1］才汝成，李陽，孫煥泉.油氣藏工程方法與應(yīng)用［M］.東營:石油大學(xué)出版社，2002.

［2］方凌云，萬新德，胡志輝，等.砂巖油藏注水開發(fā)動態(tài)分析［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1998.

Research of Flood-Pot-Test and Its Effect in“Five Sensitive”O(jiān)il Reservoir in Zheng 408 Block

YIN Xue-wen1，BIAN Zhen-yu2，YUE Xiao-li2
(1.Well Logging Company，Shengli Petroleum Administration，SINOPEC.，Dongying 257096，Shandong，China;2.Research Institute of Binnan Oil Plant，Shengli Oilfield，SINOPEC.，Binzhou 256600，Shandong，China)

There exists no mature experience both domestic and abroad to follow for the development of“five-sensitive”heavy oil reservoir in Zheng 408 Block.The extent of its recovery was only 3.8%in 1999 from trial mining in September 1991，with the formation pressure drop to 6.13MPa.Serious sensitivity is the main reason for poor development in Zheng 408 Block，because it affected the main formation energy supplement method─water injection.In view of the existing problems，a lot of indoor research and field test have been done in recent years，which choose well Zheng 408-10 to carry on the scene forerunner flood-pot-test on the basis of early water-injection compatibility experiments，and good effect was obtained.

Zheng 408 Block;“five-sensitive”heavy oil reservoir;flood-pot-test

TE345

B

1008-9446(2011)01-0004-04

2011-02-21

尹文學(xué)(1969－)，男，山東臨朐縣人，中石化勝利石油管理局測井公司市場開發(fā)中心工程師，主要從事油田開發(fā)工作。