JY油田長8油藏結(jié)垢機理與防治對策研究

萬濤，楊振亞，刁廣智，蔣亞琴

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

JY油田長8油藏結(jié)垢機理與防治對策研究

萬濤，楊振亞，刁廣智，蔣亞琴

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

JY油田在經(jīng)歷較長時間的注水開發(fā)后，高壓欠注井逐年增加，儲層開始出現(xiàn)明顯的結(jié)垢現(xiàn)象。在對井筒、集輸站點的垢樣分析化驗后，發(fā)現(xiàn)在存在碳酸鈣垢的同時，還存在硫酸鹽垢。通過對JY油田現(xiàn)場水質(zhì)分析的同時，還分析了該油田結(jié)垢機理及影響因素，對長8油藏的結(jié)垢原因也進行了進一步的分析，并對注入水及地層水進行配伍性研究，尋找更適合于JY油田的防治對策。

高壓欠注；結(jié)垢；注入水；地層水；配伍性

1 JY油田長8油藏注水現(xiàn)狀研究

通過對JY地區(qū)各層位的欠注井進行統(tǒng)計分析，目前長8高壓欠注井?dāng)?shù)最多，由于欠注導(dǎo)致地層壓力保持水平較低（70%～80%），給油藏的穩(wěn)產(chǎn)工作造成一定的難度（見圖1）。

JY油田長8油藏在注水開發(fā)過程中主要表現(xiàn)為注水壓力高、壓力上升快，欠注井井?dāng)?shù)呈逐年增多趨勢，每年的措施工作量也逐年增多，治理難度大。近年來開展了一系列降壓增注措施，但普遍措施有效率偏低（75%），有效期偏短（平均有效期125 d）。常規(guī)的酸化、壓裂等措施增注基本無效，治理難度較大（見圖2，圖3）。

圖1 JY油田各層位高壓欠注現(xiàn)狀分布圖

圖2 長8油藏歷年配注不達標(biāo)井?dāng)?shù)分布圖

圖3 長8油藏歷年水井措施增注分布圖

2 JY油田長8油藏結(jié)垢機理研究

對地層結(jié)垢的判別主要是通過注入水和地層水配伍性分析和預(yù)測[1-4]。JY油田地層水礦化度高，注入水與地層水在地層中混合后，出現(xiàn)不同程度的結(jié)垢，隨著水驅(qū)前緣的推進，結(jié)垢趨勢越來越嚴(yán)重，尤其是長8層地層水富含Ba2＋（Sr2＋），通過室內(nèi)配伍性的分析，長8油層BaSO4結(jié)垢量達到了1 000 mg/L以上，防治難度大。

2.1 儲層及敏感性特征

JY油田長8儲層致密，滲透率低，面孔率小，孔喉半徑細(xì)小，是造成姬塬油田投注初期注水壓力普遍偏高的主要原因之一。儲層粒度細(xì)、黏土含量高，填隙物中高嶺石含量較高，存在水敏、鹽敏及速敏傷害，在注水開發(fā)的過程會因疊加效應(yīng)加劇已有的地層傷害（見表1）。

2.2 地層流體化學(xué)特征

JY油田長8地層富含Ca2+、Mg2+、Ba2+等成垢離子的高礦化度原始地層水，水型為CaCl2。由于存在儲層非均質(zhì)性強，水動力條件較弱，在一定程度上存在礦化度和特征離子含量的差異。Ba2+離子濃度的差異性較大，約在0～2 400 mg/L。注水開發(fā)后，見水程度低的產(chǎn)出水鈣、鋇離子含量高，見水程度高的產(chǎn)出水硫酸根、碳酸氫根含量高，混合后結(jié)垢；注入水與地層礦物發(fā)生劇烈的水巖反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)出水化學(xué)成分變化劇烈，也造成井筒、集輸系統(tǒng)嚴(yán)重結(jié)垢（見表2）。

表1 長8儲層填隙物成分含量對比表

表2 JY油田注入水化學(xué)特征數(shù)據(jù)表

2.3 注入水與地層水配伍性

長8油藏注入水與地層水不配伍且水巖反應(yīng)劇烈，存在普遍的BaSO4結(jié)垢，且貫穿整個注水開發(fā)過程，地層結(jié)垢對儲層滲透率的傷害是造成注水壓力持續(xù)升高的主要原因。JY油田注入水為Na2SO4水型，地層水為CaCl2型，室內(nèi)試驗表明注入水與地層水不配伍，易生成鈣鍶鋇沉淀，堵塞孔隙喉道（見圖4）。

2.4 注入水水質(zhì)現(xiàn)狀

注入水水質(zhì)如果較差，在注水開發(fā)的過程中將對地層產(chǎn)生嚴(yán)重堵塞傷害，造成注水開發(fā)后注水壓力持續(xù)升高并且降低措施有效期。JY油田采出水水質(zhì)整體較差，采出水回注區(qū)注水壓力和表皮系數(shù)明顯高于注清水區(qū)，采出水水質(zhì)對儲層傷害程度明顯大于清水（見圖5，圖6）。

3 現(xiàn)場防治技術(shù)研究

3.1 提升注水水質(zhì)

特低滲儲層巖心驅(qū)替試驗結(jié)果表明，處理合格采出水對實驗巖心傷害率明顯比洛河層注入水低。機雜和含油量控制到10 mg/L以下，對儲層傷害較?。ㄒ姳?）。

圖4 室內(nèi)模擬JY油田地層結(jié)垢形態(tài)及成分

圖5 注清水井與采出水注水井油壓對比曲線

圖6 注清水與注采出水區(qū)表皮系數(shù)對比曲線

表3 不同處理程度注入水水驅(qū)傷害率數(shù)據(jù)表

3.2 加強結(jié)垢治理，消除注水地層堵塞

采用物理法防治地層結(jié)垢傷害：目前正應(yīng)用的納濾處理技術(shù)，大幅度降低注入水成垢離子及懸浮物含量。采用一體化處理技術(shù)，采出水水質(zhì)大幅度好轉(zhuǎn)，注水壓力上升幅度明顯減緩（見圖7）；其中69口注水井平均注水壓力降低1.23 MPa，吸水剖面厚度平均增加0.5 m～2.0 m。

圖7 注清水井與采出水注水井壓力對比曲線

采用化學(xué)法防治地層結(jié)垢傷害：（1）高濃度防垢劑溶液可有效提高地層滲透率；（2）防垢劑滯留巖心可有效防止地層傷害；（3）注入水中低濃度投加防垢劑可有效降低和防止注水地層的持續(xù)傷害（見圖8）。

3.3 改善基質(zhì)滲透率

針對投注即達不到配注、常規(guī)增注措施有效期短，采用不加砂酸壓增注。2016年共實施93口井，措施后平均油壓下降1.9 MPa，平均套壓下降1.6 MPa，平均單井日增注12 m3。針對投注后初期能達到配注，注水一段時間后壓力上升，達不到配注的井，實施連續(xù)酸化解堵工藝：實施12口井，措施后平均油壓下降3.6 MPa，平均套壓下降3.8 MPa，平均單井日增注18 m3（見圖9）。

圖8 防垢劑對巖心滲透率的影響圖

圖9 2016年各主要增注工藝實施情況

4 結(jié)論

（1）JY油田長8層結(jié)垢主要為BaSO4。注水井投注擠注防垢段塞；注水系統(tǒng)連續(xù)投加防垢劑；油井?dāng)D注清防垢工藝；壓裂、酸化改造技術(shù)結(jié)合擠注防垢段塞工藝，可在大幅度提高儲層滲流能力的基礎(chǔ)上保護地層，防止地層二次傷害。

（2）通過觀察井、區(qū)塊內(nèi)開發(fā)井等取心資料，分析地層深部結(jié)垢現(xiàn)狀、垢型、程度，加大研究地層深部結(jié)垢機理、平面上結(jié)垢規(guī)律、不同開發(fā)階段的結(jié)垢趨勢的力度。

［1］朱義吾，等.油田開發(fā)中的結(jié)垢機理及其防治技術(shù)［M］.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

［2］萬仁溥，等.采油技術(shù)手冊［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1991.

［3］李世榮，王宏偉，等.油水井清防垢工藝技術(shù)研究［J］.油氣田地面工程，2008，27（11）：32-33.

［4］郭剛，張小龍，等.姬塬油田防垢、除垢技術(shù)應(yīng)用研究［J］.石油規(guī)劃設(shè)計，2013，24（4）：28－31.

TE358.5

A

1673-5285（2017）02-0102-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.024

2017－01-06

萬濤，男（1987-），重慶忠縣人，助理工程師，2011年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院石油工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)從事采油方面的工作。