新疆油田K油藏注入水對儲層損害研究

2013-12-03 02:12:48張國慶王浩洋中石油新疆油田分公司百口泉采油廠新疆克拉瑪依834000

長江大學學報(自科版) 2013年20期

張國慶，王浩洋（中石油新疆油田分公司百口泉采油廠，新疆克拉瑪依834000）

周愷（中石油新疆油田分公司石西油田作業區，新疆克拉瑪依834000）

樊改麗（中石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司泥漿技術服務公司，新疆克拉瑪依市834009）

張勇（中石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司50610鉆井隊，新疆克拉瑪依834009）

新疆油田K油藏注入水對儲層有明顯的傷害，但目前對儲層傷害因素研究的程度較低。針對該油藏進行注入水對儲層速敏損害的研究，避免損害，制定合理的注入水質標準及注水速度，對指導該油藏的勘探開發具有重要意義。

1 儲層特征分析

1.1 孔滲特征分析

新疆油田K油藏孔隙度介于9.3%～23.86%之間，平均孔隙度為16.69%，絕大多數樣品滲透率在（0.53～76.2）×10－3μm2之間，平均滲透率21.69×10－3μm2，個別樣品滲透率在（101～300）×10－3μm2之間，屬于中孔低滲儲層。

1.2 巖石學分析

新疆油田K油藏儲層以極細、細粒長石巖屑砂巖為主，碎屑物中石英含量27.3%，鉀長石含量17.2%，斜長石含量7.8%，巖漿巖為13.9%，火山碎屑巖31.3%。碎屑顆粒次圓－次棱狀，分選性中－好，顆粒主要以細砂、粉砂為主，粒徑在0.06～0.25mm之間，顆粒接觸方式為點接觸為主，少許點－線接觸，支撐類型為顆粒支撐，面孔率平均為5%。

巖石膠結以鈣質為主，孔隙式膠結，膠結成分中含鐵粘土占2.25%，方解石、硬石膏各占4.3%，方沸石占1.5%。方解石、方沸石、硬石膏充填孔隙，含鐵粘土呈薄膜狀分布，部分巖樣有裂縫，被硬石膏充填。儲層巖石較疏松，顆粒普遍遭溶蝕，顆粒輪廓清晰，粒徑細小，粒徑分選好，磨圓度次棱至次圓。粒間孔發育較好，孔隙連通性較好，微孔發育較好，可見顆粒內溶蝕微孔、碎裂縫。自生粘土礦物可見少量伊蒙混層呈片狀或卷曲絲發狀，分布于顆粒表面［1］。

1.3 粘土成分及巖石粒度分析

通過巖樣X－衍射分析（見表1），新疆油田K油藏儲層巖石粘土礦物中不含單獨的蒙脫石，粘土礦物以伊／蒙混層為主，平均占58.08%，伊／蒙混層中蒙脫石占70%；其次為伊利石，平均為22.5%，綠泥石平均為11.6%，少量高嶺石，平均為7.8%。

總體上從泥質含量及粘土成分數據看，目的層泥質含量較少，蒙脫石成分較低，表明儲層水敏性不強，另外伊利石、高嶺石較多，且孔喉細小，易發生微粒運移或速敏損害。新疆油田K油藏儲層主要以粉砂極細砂巖為主，粘土含量低，微粒來源多、粒度小，易產生微粒運移。

表1 K油藏2－25井巖心粘土礦物X射線分析

2 地層水及注入水水質分析

通過對K油藏地層水及注入水水樣進行分析（見表2）表明，地層水水型為CaCl2，礦化度為12989mg／L；注入水水型為Na2SO4，礦化度為7450mg／L，注入水礦化度低于地層臨界礦化度，且水型不同。

表2 K油藏地層水與注入水水質分析數據表

圖1 地層水與注入水不同比例混合結垢現象

在水質分析的基礎上，將注入水水樣與地層水水樣用G4砂芯漏斗過濾后，按不同比例混合，在60℃條件下反應24h，觀察其結垢情況（見圖1）。通過觀察發現地層水與注入水7∶3混合后出現少量微粒垢，地層水與注入水1∶1混合后也出現少量微粒垢，但數量相對較少，地層水與注入水3∶7混合后無明顯微粒垢。表明地層水與注入水部分混合產生輕微結垢。

3 注入水對儲層的損害分析

由于注入水與地層水水質按不同比例混合后會產生結垢現象，進行了2種方式的注入水巖心損害評價試驗［2］。一是注入水速敏影響試驗，其評價試驗方法是：首先巖心飽和模擬地層水后，在低于臨界流速下進行地層水初始滲透率測定，然后進行不同流速下（從0.1ml／min開始）注入水滲透率測定試驗，觀察注入水不同流速下滲透率變化情況；二是進行注入水一定流速下損害試驗，其評價方法按照SY／T5358－22002標準中單項流體評價進行［3］。

3.1 注入水速敏影響試驗

選取32＃巖心進行不同流速下滲透率變化試驗，試驗曲線如圖2所示。32＃巖心在0.1ml／min初始地層水滲透率為1.56×10－3μm2，而同樣流速下注入水滲透率為1.25×10－3μm2，滲透率下降19%，產生少量微粒運移堵塞。隨著注入水流速上升，微粒運移增多，滲透率一直下降，在流速1.0ml／min時微粒堵塞沖開，滲透率逐步上升。當流速為0.25ml／min時，出現15.5%的滲透率損害，表明巖心臨界流速為0.10ml／min。該巖心注入水速敏試驗反映出，地層微粒運移較為嚴重，導致滲透率下降大，速敏指數為36%，為中等速敏損害。

綜合分析巖樣的注入水速敏試驗數據，表明儲層巖性非均質，由于注入水礦化度低于地層水，微粒運移嚴重。現場注入水量大小對地層滲透率影響較大，穩定微粒運移成為注水過程中關鍵。