海外河油田注水水質(zhì)的試驗(yàn)確定

李秀敏

【摘要】根據(jù)海外河油田的地質(zhì)特征和地層參數(shù)，結(jié)合油田污水處理現(xiàn)狀，以儲(chǔ)層滲透率下降率為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法，衡量注入水水質(zhì)中粒徑中值、機(jī)雜及含油量對(duì)油層滲透性的影響程度，進(jìn)而確定海外河油田注入水的水質(zhì)指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】注水 水質(zhì) 滲透率 指標(biāo)

1 地質(zhì)概況

海外河油田位于遼河斷陷中央凸起南部?jī)A沒(méi)帶，含油層系主要為東營(yíng)組馬圈子油層，儲(chǔ)集層為Ed2-3，含油面積13.1km2，動(dòng)用地址儲(chǔ)量4217×104t。古地質(zhì)形態(tài)及早期的繼承性古地質(zhì)斷層控制了目前的總體構(gòu)造格局，把該區(qū)域劃分為新海27塊、海19塊、海1塊、海26塊及海31塊等5大斷塊。該油田儲(chǔ)層成巖作用差，泥質(zhì)含量高，儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)異常疏松。原油性質(zhì)在同一斷塊不同層位以及同一層位不同斷塊都具有很大差異，具有兩高兩低的特點(diǎn)，即高密度，高粘度，低含蠟量，低凝固點(diǎn)。

目前海外河油田主要采用注水開發(fā)，主要注水水質(zhì)指標(biāo)為含油、機(jī)雜及粒徑中值。為了能夠?qū)崿F(xiàn)注夠水、注好水、有效注水、精細(xì)注水，需對(duì)油田注入水的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，綜合考慮污水處理工藝及地層特點(diǎn)，合理控制注入水中雜質(zhì)成分對(duì)油層的傷害。

在油田注水開發(fā)過(guò)程中，油層受到傷害的主要表現(xiàn)是油層滲透率下降，而油層滲透的下降主要是由注入水中的含油和機(jī)雜造成的，尤其是機(jī)雜；機(jī)雜主要從兩個(gè)方面影響儲(chǔ)層的滲透率：一方面機(jī)雜在儲(chǔ)層孔隙內(nèi)的聚集，使儲(chǔ)層內(nèi)流通孔道端面降低，使油水在儲(chǔ)層孔道內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力增大；另一方面機(jī)雜在喉道處的不斷聚集形成“橋堵”，導(dǎo)致高滲透儲(chǔ)層堵塞，迫使注入水沿著其他的阻力更大的孔道流動(dòng)，增大了油水流動(dòng)的阻力。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法，針對(duì)注入水中粒徑中值、機(jī)雜含量、含油量等因素對(duì)儲(chǔ)層的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而得出注入水注入儲(chǔ)層后的滲透率下降幅度，進(jìn)而評(píng)價(jià)其對(duì)油層滲透率的傷害程度。當(dāng)注入水注入后儲(chǔ)層后，滲透下降幅度小于30%時(shí)，即認(rèn)為可忽略注入水對(duì)地層的傷害，可做為合格的注入水注入地層。

2 含油量的影響

注入水中所含有的油質(zhì)成分是導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率下降的一個(gè)重要因素，由于油質(zhì)是非潤(rùn)濕相，其在通過(guò)儲(chǔ)層內(nèi)相對(duì)較小的喉道時(shí)，滴狀油質(zhì)需經(jīng)過(guò)拉伸等變形，即產(chǎn)生“賈敏 ”效應(yīng)，進(jìn)而增大注入水通過(guò)孔喉時(shí)的阻力，導(dǎo)致注水困難。同時(shí)注入水中的油滴也可能與水中機(jī)雜相融合，使儲(chǔ)層內(nèi)孔隙的堵塞。所以，在油田注水開發(fā)時(shí)，要嚴(yán)格控制注入水中的含油量。根據(jù)不同含油量對(duì)地層造成傷害的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選用機(jī)雜粒徑中值為2.5μm，機(jī)雜含量為10 mg /L。在注水25 PV的條件下分別測(cè)定含油量在10mg /L、 12 mg /L、15 mg /L時(shí)，滲透率下降幅度分別為26%、29%和47%。說(shuō)明隨著當(dāng)含油量的增加，滲透率下降幅度增大，并且在較低的注水量（倍數(shù)）下就會(huì)使油層滲透率出現(xiàn)較大程度的降低。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，確定注入水中的含油量應(yīng)在12 m g /L以內(nèi)。

機(jī)雜含量的大幅度增加將大大增加機(jī)雜向儲(chǔ)層孔隙內(nèi)同一地點(diǎn)聚集的速度，因而增大機(jī)雜堵塞儲(chǔ)層的可能性，造成儲(chǔ)層孔隙滲透率的大幅度下降，給油田注水帶來(lái)困難。根據(jù)不同機(jī)雜含量對(duì)滲透率傷害程度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中機(jī)雜粒徑為2.5μm，含油量為10mg /L。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)注入水中機(jī)雜含量為12 mg /L時(shí)，注水時(shí)滲透率的下降幅度明顯大于機(jī)雜含量為8 mg /L和10 mg /L時(shí)的下降幅度，在注水25 PV時(shí)分別測(cè)定機(jī)雜含量為8mg /L、10 m g /L和12mg /L時(shí)，儲(chǔ)層滲透率的下降率分別為24%、26%和43%。說(shuō)明注入水中機(jī)雜含量超過(guò)時(shí)10 m g /L將對(duì)儲(chǔ)層造成比較嚴(yán)重的傷害，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)將注入水中機(jī)雜含量嚴(yán)格控制在10m g /L以內(nèi)。圖2 示意圖2

4 粒徑中值的影響

機(jī)雜能否堵塞儲(chǔ)層孔隙，除與其含量有關(guān)外，還與其粒徑中值密切相關(guān)，一般認(rèn)為，當(dāng)粒徑中值超過(guò)孔隙中值的1/3時(shí)，就可能在儲(chǔ)層有效孔隙內(nèi)形成“橋堵”，導(dǎo)致儲(chǔ)層孔隙的堵塞，因此要嚴(yán)格控制注入水的粒徑中值。根據(jù)現(xiàn)有的注水水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)雜含量為10mg/L，含油量為12mg/L。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，隨著注入水中粒徑中值的增大，儲(chǔ)層滲透率的下降幅度不斷增大，在注水25倍孔隙體積的條件下，分別測(cè)定粒徑中值分別為2.5μm、2.7μm、3.0μm注入水，滲透率下幅度分別為20%、24%和38%。并且注入水中粒徑中值越大，對(duì)地層的傷害越易發(fā)生。即在低倍數(shù)注水時(shí)也能產(chǎn)生較大的傷害。從實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以看出，在注水倍數(shù)相同的條件下，粒徑中值為3.0μm滲透率的下降幅度明顯大于粒徑中值為2.5μm和2.7μm時(shí)的下降幅度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)機(jī)雜粒徑中值超過(guò)2.7μm時(shí)，儲(chǔ)層出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的堵塞，所在以注水時(shí)應(yīng)將水中機(jī)雜的粒徑中值控制在2.7μm。

根據(jù)海外河油田的地層因素，從含油、機(jī)雜及粒徑中值等三個(gè)方面，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定海外河油田的注入水水質(zhì)為：含油量低于12 mg/L，機(jī)雜含量低于10mg/L粒徑中值應(yīng)小于1.6μm。

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