川西須家河氣藏地層水與蓬萊鎮(zhèn)氣藏地層水和儲層配伍性探討

趙 華 楊 麗

（中國石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院）

川西氣田須家河氣藏是中國石化西南油氣分公司天然氣持續(xù)發(fā)展的重要接替層位，隨著該氣藏試采力度加大，產(chǎn)出的地層水量大幅上升。須二氣藏的地層水對氣田保持長期穩(wěn)定生產(chǎn)構(gòu)成了嚴重的威脅，同時地層水的處理也是川西氣田環(huán)保工作面臨的一大問題，目前回注是處置氣田水最好方式。但要保證回注成功和回注系統(tǒng)正常運行，對注入層位、水質(zhì)、工藝等，需進行正確選擇［1－2］。新場蓬萊鎮(zhèn)組氣藏儲層分布廣，厚度大，裂縫發(fā)育；氣藏采出量大，部分區(qū)塊已進入開發(fā)后期，可選井多；注水試驗也證明該層具有廣泛可注性。因此蓬萊鎮(zhèn)段可作為氣田水回注的首選層位，但需進行水質(zhì)、儲層配伍性實驗［3－4］。

1 川西氣田產(chǎn)水現(xiàn)狀

1．1 氣田產(chǎn)水量

目前川西氣田日產(chǎn)水890m3，其中新場須家河組氣藏須四段和須二段共有21口生產(chǎn)井，日產(chǎn)水量達到700m3，約占川西氣田總產(chǎn)水量的80%。

1．2 應(yīng)力敏感性影響

須家河氣藏產(chǎn)出水以高礦化度的CaCl2水型為主，地層水顯弱酸性，目前國內(nèi)外還沒有有效技術(shù)手段處理高氯地層水。氣藏地層水水質(zhì)成分見表1。

表1 須家河氣藏地層水水質(zhì)分析Table 1 Formation water quality analysis of Xujiahe gas reservoir （mg·L－1）

由表1可見，地層水Cl－平均質(zhì)量濃度52 478．5mg／L，屬高礦化度地層水，其水質(zhì)中還有一定量的Ca2＋、Mg2＋等硬離子。當氣田水回注到異層時，這些礦物離子隨溫度、壓力及pH值變化可能發(fā)生沉淀，因此必須對氣藏水和蓬萊鎮(zhèn)地層水的配伍性進行評價。

通過對現(xiàn)場水樣的固體懸浮物（SS）和油含量（O）分析可知，須家河組氣藏水基本不含油，SS值為235mg／L；蓬萊鎮(zhèn)組氣藏地層水SS值為63mg／L，與回注水質(zhì)中的SS和顆粒粒徑（d）直接相關(guān)的是地層儲層滲透性，因此開展地層水配伍性實驗和儲層配伍性實驗。

2 配伍性實驗

2．1 地層水配伍性實驗

（1）實驗方法。用殘渣法評價回注地層水與地層流體配伍性，具體步驟為：將地層水進行過濾處理，按比例配制回注地層水與地層流體混合溶液，將各比例混和溶液放入烘箱中（與儲層溫度相對應(yīng)），恒溫密閉168h。恒溫反應(yīng)后，取攪拌均勻混合溶液50mL離心處理，離心管在105℃下干燥2h，恒溫，稱量，計算殘渣。

（2）實驗數(shù)據(jù)。將須家河地層水與蓬萊鎮(zhèn)組地層水混合后，產(chǎn)生明顯的白色沉淀，烘干后呈黃色粉末狀，殘渣濃度分析見表2和表3。

（3）數(shù)據(jù)分析。試驗表明，須家河組地層水與蓬萊鎮(zhèn)組地層水配伍性相對較差。但由于蓬萊鎮(zhèn)組地層產(chǎn)水量少，在回注初期回注水到蓬萊鎮(zhèn)組地層時，與蓬萊鎮(zhèn)組地層水接觸生成沉淀量相對也少，回注水大量回注地層時，原地層水比例減少到可以忽略不計時，基本就不再生成沉淀（圖1），故配伍性不是影響回注效果的主要因素。

表2 原地層水殘渣測定Table 2 Residue determination of primordial formation water

表3 地層水恒溫反應(yīng)后殘渣測定Table 3 Residue determination of primordial formation water after constant temperature reaction

同時，蓬萊鎮(zhèn)組地層平均滲透率為0．64×10－3μm2，生成的殘渣顆粒中值遠遠大于地層孔喉直徑，單個顆粒液相還未進入地層，在巖石表面流經(jīng)孔喉時，d粒＞d孔，則在孔喉外即生成沉淀，在井筒地層附近形成外濾餅，導致注水壓力逐漸升高。根據(jù)川西采氣廠對懸浮組分作的衍射分析表明：混合水樣中的主要垢樣有 CaSO4、AgFe2S3和（BaPb）（SO4）2等，其中CaSO4為主要成分（圖2）。是由須家河地層水中的Ca2＋與蓬萊鎮(zhèn)地層水中的SO42－結(jié)合生成，當兩種地層水接觸時，混合水中 ［Ca2＋］與［SO42－］乘積大于沉淀溶度積（0．24×10－4）時，溶液中的CaSO4為飽和狀態(tài)，就會析出形成CaSO4沉淀。Ag＋、Ba2＋等離子均為微量離子，生成沉淀物極其微量，可忽略不計。

2．2 地層水與儲層配伍性實驗

（1）實驗方法。選取蓬萊鎮(zhèn)儲層巖心，開展回注水驅(qū)替流動實驗，分析回注前后巖心滲透率變化情況，分析回注水與回注儲層巖石配伍性。① 將回注層取到的巖心用原地層水抽空飽和24h，測定液測滲透率；② 模擬地層水回注，向飽和巖心中穩(wěn)定驅(qū)替回注地層水24h，測定液測滲透率；③ 對比前后液測滲透率的變化。

表4 蓬萊鎮(zhèn)組巖心配伍性評價實驗Table 4 Compatibility evaluation experiment of core in Penglai

（2）實驗數(shù)據(jù)。巖心試驗中，滲透率略有降低，分析數(shù)據(jù)見表4。

（3）實驗數(shù)據(jù)分析。由配伍性實驗可知，巖心液相滲透率從0．078 284×10－3μm2下降到0．072 166×10－3μm2（圖3），下降了7．82%。

3 結(jié) 語

（1）川西須家河氣藏地層水與蓬萊鎮(zhèn)氣藏地層水配伍性相對較差，長期回注會在儲層孔喉外生成沉淀，在井筒地層附近形成外濾餅，導致注水壓力逐漸升高。

（2）為避免或減緩結(jié)垢，應(yīng)根據(jù)回注情況，定期進行增注，進行酸洗或不時地在易結(jié)垢的生產(chǎn)系統(tǒng)中加入適量的防垢劑或抑制劑。

（3）巖心配伍性實驗中，巖心滲透率有所降低，但影響幅度不大，地層水與巖心配伍性較好，能夠滿足回注條件。

（4）回注層的選擇取決于單井回注層的滲透率大小。蓬萊鎮(zhèn)組總體產(chǎn)層孔滲性好于其它層段，最具備回注條件，仍應(yīng)作為川西氣田主要回注層。

［1］楊海博，唐洪明，耿亭，等．川中氣田水回注大安寨段儲層配伍性研究［J］．石油與天然氣化工，2010，39（1）：79－82．

［2］徐菊芳，李偉，肖科，等．中壩須二氣藏與雷三氣藏氣田水回注配伍探討［J］．石油與天然氣化工，2002，31（5）：283－285．

［3］李捷．重慶氣礦氣田采出水回注的可行性研究［D］．南充：西南石油大學工程碩士學位論文，2007．

［4］孫趙元，翁高富，鄧波，等．回注污水對儲層的傷害評價及有關(guān)注水問題的思考［J］．南方油氣，2004，17（4）：54－58．