關(guān)于低滲油藏注水水質(zhì)指標(biāo)的探討

李丙賢

中國(guó)石化勝利油田分公司海洋采油廠 （山東 東營(yíng) 257237）

關(guān)于低滲油藏注水水質(zhì)指標(biāo)的探討

李丙賢

中國(guó)石化勝利油田分公司海洋采油廠 （山東 東營(yíng) 257237）

注入水質(zhì)是油藏開(kāi)發(fā)的重要因素，針對(duì)油藏特征優(yōu)選水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，是高效開(kāi)發(fā)和低成本運(yùn)行有機(jī)結(jié)合的重要方法。針對(duì)埕島油田東斜坡低滲區(qū)塊開(kāi)發(fā)過(guò)程注水水質(zhì)存在的問(wèn)題，找出目前執(zhí)行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中存在的不足，提出改進(jìn)建議。

低滲透油藏；注水水質(zhì)；孔喉半徑

1 油藏現(xiàn)狀及水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行情況

埕島油田東斜坡區(qū)塊是中國(guó)石化勝利油田分公司海上第一個(gè)低滲透注水開(kāi)發(fā)區(qū)塊，注入水為水源井產(chǎn)水，先后從東營(yíng)組和館下段采水。由于該區(qū)塊主力層系 Ed8、Ed9 砂組平均滲透率 30.9×10-3～45.5×10-3μm2，注入水水質(zhì)嚴(yán)格按低滲透油田水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》[1]，該區(qū)塊地層水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行第2類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

由于水質(zhì)不含油，水處理系統(tǒng)以去除懸浮物為主，采用金剛砂過(guò)濾器和金屬膜過(guò)濾器兩級(jí)壓力過(guò)濾密閉流程（注水罐設(shè)有隔氧浮盤(pán)）。過(guò)濾設(shè)備由浙江某公司提供，金剛砂和金屬膜過(guò)濾器技術(shù)參數(shù)分別為：金剛砂過(guò)濾器來(lái)水水質(zhì)懸浮物質(zhì)量濃度≤30 mg/L、處理量2 500 m3/d；金屬膜過(guò)濾器來(lái)水懸浮物質(zhì)量濃度≤10 mg/L，出水懸浮物質(zhì)量濃度≤2 mg/L;懸浮顆粒直徑中值≤1.5 μm（出水）。

2 存在問(wèn)題及治理情況

2.1 注采水的礦化度差異對(duì)系統(tǒng)存在較大影響

注入水水質(zhì)指標(biāo)中沒(méi)有提及注入水礦化度的影響因素，而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)注入水礦化度對(duì)設(shè)備、地層均產(chǎn)生了較大影響[2]。

2014年6月，水源井CB32A-2井投產(chǎn)，生產(chǎn)層位Ed5，產(chǎn)出水懸浮物質(zhì)量濃度2.2 mg/L，不含油，懸浮物粒徑中值≤1.5 μm，能夠達(dá)到方案設(shè)計(jì)要求。但運(yùn)行一段時(shí)間后，出現(xiàn)沿程水質(zhì)變差、壓差上升、水井井口壓力快速上升的趨勢(shì)，導(dǎo)致注水系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)處理設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重，進(jìn)出口出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。注水井井口壓力持續(xù)上升，CB32A-5井初期試注壓力12.6 MPa，停注前注水井井口壓力已上升至19.6 MPa；CB32A-6井初期注水井井口壓力8.7 MPa，注水壓力逐步上升，停注前注水壓力16.6 MPa。而且由于水源井井口溫度高達(dá)90℃，高于注水設(shè)備設(shè)計(jì)溫度，設(shè)備故障率較高。

為查找異常原因，對(duì)注入水進(jìn)行分析，其礦化度高達(dá)18 095 mg/L，為該區(qū)塊油層產(chǎn)出水礦化度的2倍左右，且在高溫下有明顯結(jié)垢趨勢(shì)[3]。因此針對(duì)該運(yùn)行中存在的問(wèn)題，通過(guò)和相關(guān)單位合作，對(duì)水源井卡封 Ed5、補(bǔ)孔 3#NgX，改層后采水井段為1 990.00~2 020.00 m，產(chǎn)出水礦化度為9 000 mg/L左右，再未出現(xiàn)結(jié)垢情況。

2.2 懸浮物質(zhì)量濃度和粒徑中值指標(biāo)應(yīng)考慮喉道分布因素

該區(qū)塊改層后，通過(guò)補(bǔ)充、更換濾料和濾芯，使整套注水系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。但在水質(zhì)跟蹤化驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，過(guò)濾器出口水質(zhì)懸浮物質(zhì)量濃度高達(dá)3~5 mg/L，仍高于指標(biāo)2 mg/L，對(duì)注入水懸浮物粒徑中值檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。

由于金屬膜過(guò)濾器處理能力為懸浮物粒徑中值≤1.5 μm，從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，水源井懸浮物的粒徑中值偏低，已達(dá)到金屬膜過(guò)濾器處理的限值。

由懸浮物粒徑分布情況可知，粒徑＜1.296 μm的懸浮物含量為50%，粒徑＜1.5 μm的懸浮物含量約為70%，因此目前注入水中的大部分懸浮物無(wú)法利用現(xiàn)有金屬膜過(guò)濾器進(jìn)行處理。而根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》中要求，濾膜的孔徑為0.45 μm，能夠過(guò)濾絕大部分懸浮物。因此認(rèn)為，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)主要原因?yàn)樽⑷胨蟛糠謶腋∥锪叫∮诮饘倌V芯孔徑，金屬膜過(guò)濾器無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效過(guò)濾。

表1 懸浮物粒徑中值統(tǒng)計(jì)表 /μm

依據(jù)埕北326井壓汞資料，該井區(qū)儲(chǔ)層最大連通孔喉半徑為 0.30～17.24 μm，平均 7.67 μm；孔喉半徑平均值主要分布于0.30～4.03 μm之間，平均孔喉半徑均值2.02 μm，高于懸浮物粒徑中值，滿(mǎn)足油藏注水要求。通過(guò)和技術(shù)部門(mén)合作并試運(yùn)行3個(gè)月后，該區(qū)塊整體正式轉(zhuǎn)入注水開(kāi)發(fā)。

由于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中只以滲透率作為劃分水質(zhì)指標(biāo)的依據(jù)，而沒(méi)有考慮到孔喉因素，因此導(dǎo)致該區(qū)塊注水不達(dá)標(biāo)，需要加以完善[4]。

2.3 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)層級(jí)需要在中低滲端細(xì)化

目前注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)劃分為5級(jí)，分別是：小于10×10-3μm2、10×10-3~50×10-3μm2、50×10-3~500×10-3μm2、500×10-3~1 500×10-3μm2和大于 1 500×10-3μm2。而目前主要開(kāi)發(fā)的低滲油藏滲透率一般在5×10-3μm2以?xún)?nèi)，而該階段的儲(chǔ)層沒(méi)有劃分標(biāo)準(zhǔn)。在第3 級(jí)別中，50×10-3~500×10-3μm2的跨度達(dá) 10 倍，不利于精細(xì)注水管理[5]。因此現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在中低滲油藏端精細(xì)程度不夠，難以滿(mǎn)足油藏需求。

3 改進(jìn)建議

3.1 在標(biāo)準(zhǔn)中增加礦化度指標(biāo)

建議在水質(zhì)控制指標(biāo)中加入注入水和地層采出水的礦化度比值指標(biāo)，用來(lái)評(píng)價(jià)注入水能否適應(yīng)油藏的需求。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別劃分用滲透率和孔喉直徑雙重因素

建議利用儲(chǔ)層的空氣滲透率和平均孔喉直徑兩個(gè)參數(shù)為依據(jù)，對(duì)注入水水質(zhì)級(jí)別進(jìn)行劃分，能夠更好地反映油藏特點(diǎn)，提高適應(yīng)性。

3.3 精細(xì)中、低滲油藏的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

建議進(jìn)一步細(xì)化水質(zhì)劃分標(biāo)準(zhǔn)，增加小于5×10-3μm2、5×10-3~50×10-3μm2、50×10-3~200×10-3μm23個(gè)級(jí)別，更好地適應(yīng)油藏需要。

[1]國(guó)家能源局.碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法:SY/T 5329—2012[S].北京:石油工業(yè)出版社，2012.

[2]吳 鋒,李曉平,廖伍彬,等.注水水質(zhì)對(duì)低滲油藏開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響研究[J].特種油氣藏,2007,14(4):68-71.

[3]高奎成,劉 健,尹利國(guó).低滲油藏注水能力下降分析及解決措施[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2005(S3):136-137.

[4]任德強(qiáng).低滲油藏注水工藝研究與應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2015,7(33)：20-22.

[5]劉維震.關(guān)于油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及水質(zhì)評(píng)價(jià)的探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2003,19(7):3-6.

Injection water quality is an important factor affecting reservoir development effect.The selection of water quality standards according to reservoir characteristics is an important method for efficient development and low cost operation of oilfields.In view of the existing problems of water injection quality in the development process of low permeability blocks on the east slope of Chengdao Oilfield,the deficiencies in the current water quality standards are found out,and some improvement suggestions are put forward.

low permeability reservoir;water injection quality;pore throat radius

李丙賢（1982-），男，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事油氣田開(kāi)發(fā)管理工作。

左學(xué)敏

2017-11-06