注入水水質(zhì)超標(biāo)引起的損害評(píng)價(jià)

劉峻峰，張濤，劉永川，謝成，辛萌

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

注入水水質(zhì)超標(biāo)引起的損害評(píng)價(jià)

劉峻峰，張濤，劉永川，謝成，辛萌

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710018）

注水水質(zhì)直接影響油田的開(kāi)發(fā)效果，劣質(zhì)水可直接堵塞油層滲濾端面，導(dǎo)致注水井吸水能力下降、注入壓力升高、進(jìn)一步加劇了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)注入水檢測(cè)分析，進(jìn)而對(duì)地層的損害程度進(jìn)行了室內(nèi)評(píng)價(jià)。現(xiàn)場(chǎng)注入水SS/d/O三項(xiàng)指標(biāo)均超標(biāo)，40 PV和100 PV時(shí)損害率高達(dá)40%和85%左右，注水堵塞嚴(yán)重。利用油田注水決策系統(tǒng)模擬器UTWID 6.0模擬了在現(xiàn)場(chǎng)注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下的注水井污染半徑及吸水能力。模擬結(jié)果顯示，單井的吸水能力維持在330天，即解堵周期為330天/次為佳，半衰期為100天，污染半徑為2.0 m，為下步改善注水效果提供基礎(chǔ)。

水質(zhì)；超標(biāo)；損害；評(píng)價(jià)

注水水質(zhì)直接影響油田的開(kāi)發(fā)效果，劣質(zhì)水可直接堵塞油層滲濾端面，導(dǎo)致注水井吸水能力下降、注入壓力升高、進(jìn)一步加劇了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。水質(zhì)的要求和水質(zhì)評(píng)價(jià)的依據(jù)，是由儲(chǔ)層性質(zhì)決定的，因此，國(guó)際上尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。油田開(kāi)發(fā)及注水專(zhuān)家以保護(hù)儲(chǔ)層為目的，提出了一些原則性建議。前蘇聯(lián)的一些專(zhuān)家認(rèn)為，注入水的損害程度與井底儲(chǔ)層物性有關(guān)，在保證注水壓力恒定的情況下，因堵塞導(dǎo)致的吸水能力的下降極小（＜5%），洗井便可滿足增產(chǎn)增注的要求，同時(shí)有些學(xué)者也爭(zhēng)議的認(rèn)為吸水能力的年下降率低于10%～20%，則為水質(zhì)達(dá)標(biāo)。美國(guó)規(guī)定在低滲儲(chǔ)層中濾膜系數(shù)大于20，高滲儲(chǔ)層中濾膜系數(shù)維持在10左右時(shí)，則水質(zhì)是達(dá)標(biāo)的。

1　現(xiàn)場(chǎng)水樣測(cè)定

從現(xiàn)場(chǎng)水樣外觀來(lái)看，目前注水水質(zhì)不佳，水樣明顯含有較高的懸浮物和油。對(duì)所取水樣分別進(jìn)行了離子組成分析、水質(zhì)控制指標(biāo)和輔助控制指標(biāo)分析，分析結(jié)果（見(jiàn)表1）。從檢測(cè)結(jié)果可知，即使與最寬范圍（k＞600 mD）的行標(biāo)指標(biāo)相比，注入水懸浮物含量、粒徑中值、含油量均嚴(yán)重超標(biāo)，從水質(zhì)pH值看，注入水pH值較高。

表1　現(xiàn)場(chǎng)水樣測(cè)定結(jié)果

2　水質(zhì)超標(biāo)引起的損害

水質(zhì)超標(biāo)引起的損害主要從懸浮物含量及含油率兩個(gè)方面分析。從表1的分析結(jié)果可知，目前注水水樣懸浮物含量、粒徑中值均嚴(yán)重超標(biāo)。而注入水中的固相顆粒對(duì)儲(chǔ)層損害程度主要是看顆粒大小與儲(chǔ)層孔喉大小的匹配程度。根據(jù)以往的研究表明，當(dāng)固相顆粒粒徑大于1/3喉道直徑時(shí)，固相顆粒多在射孔炮眼滲濾面處堵塞，形成較易處理的外泥餅；等于孔徑1/3～1/7的固相顆粒可進(jìn)入近井地帶（半徑小于10 m）形成內(nèi)泥餅，嚴(yán)重?fù)p害近井地帶的滲流通道；小于1/7孔喉直徑可隨注入水流動(dòng)，不致嚴(yán)重堵塞近井地帶。因此，必須結(jié)合油田儲(chǔ)層孔喉情況，嚴(yán)格控制注入水中懸浮物粒徑中值和含量，最大限度降低該類(lèi)損害。

表2　注入水對(duì)人造巖心損害評(píng)價(jià)結(jié)果

同時(shí)，含油率嚴(yán)重超標(biāo)。乳化油滴被看做是可變形粒子，隨著作用在油滴上壓力增加時(shí)，油滴會(huì)產(chǎn)生變形由原先的無(wú)法通過(guò)孔喉變化到可以通過(guò)孔喉，導(dǎo)致比固相顆粒存在更深的侵入深度，同時(shí)含油率較高也會(huì)降低水的流動(dòng)性。同時(shí)國(guó)外研究表明乳化油滴與固相微粒共存比單一微粒造成的地層損害更為嚴(yán)重。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制注入水含油量，最大限度降低該類(lèi)損害。

3　室內(nèi)模擬評(píng)價(jià)

室內(nèi)用現(xiàn)場(chǎng)注入水對(duì)高滲人造巖心進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。從注入PV數(shù)與壓力的變化關(guān)系曲線可知，用SS/d/O三項(xiàng)指標(biāo)均超標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)注入水驅(qū)替，驅(qū)替壓力逐漸升高，驅(qū)替到60 PV時(shí)，壓力已增大到初始?jí)毫Φ?倍多，堵塞明顯。

圖1　注入PV數(shù)與壓力的變化關(guān)系曲線

圖2　注入PV數(shù)與滲透率保留率的關(guān)系曲線

從圖1～圖3的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，現(xiàn)場(chǎng)注入水SS/d/O三項(xiàng)指標(biāo)均超標(biāo)，40 PV和100 PV時(shí)損害率高達(dá)40%和85%左右，注水堵塞相當(dāng)嚴(yán)重。

圖3　不同PV數(shù)時(shí)滲透率損害率

4　軟件模擬傷害程度

選擇油田注水決策系統(tǒng)模擬器UTWID 6.0預(yù)測(cè)了在模擬現(xiàn)場(chǎng)注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下注水井的污染半徑。模擬器中時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)定為1 d，吸水能力最小值0.1，則模型運(yùn)行結(jié)束。模擬結(jié)果（見(jiàn)圖4、圖5）。由圖4、圖5可以看出單井的吸水能力維持在330 d，即解堵周期為330天/次為佳，半衰期為100 d，污染半徑為2.0 m。

霍爾曲線表征了注水井注入量計(jì)算公式中各種參數(shù)之間的互相關(guān)系，認(rèn)為注水速度與注水壓力是時(shí)間的函數(shù)，如果對(duì)時(shí)間積分就可得到累積注水量與累積注入壓力之間的線性關(guān)系。由圖7的Hall曲線可以看出該井注水前期地層主動(dòng)吸水，且吸水指數(shù)較高，在Hall曲線上表現(xiàn)為前期的不穩(wěn)定段；隨著地層吸水飽和后，儲(chǔ)層被注入水堵塞，隨著繼續(xù)注水地層出現(xiàn)了堵塞，應(yīng)進(jìn)行采取解堵措施。

圖4　吸水能力衰減曲線

圖5　損害區(qū)深度

圖6　hall曲線圖版

圖7　單井模擬hall曲線預(yù)測(cè)

5　結(jié)論

（1）注入水水質(zhì)是誘發(fā)儲(chǔ)層損害的外部條件，現(xiàn)場(chǎng)注入水SS/d/O三項(xiàng)指標(biāo)均超標(biāo)，40 PV和100 PV時(shí)損害率高達(dá)40%和85%左右，注水堵塞嚴(yán)重。

（2）利用模擬器UTWID 6.0模擬了在現(xiàn)場(chǎng)注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下的注水井污染半徑及吸水能力。模擬結(jié)果顯示，單井的吸水能力維持在330 d，即解堵周期為330天/次為佳，半衰期為100 d，污染半徑為2.0 m。

（3）根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及軟件模擬結(jié)果，該注水井下步應(yīng)著重提升水質(zhì)改善注水效果。

［1］張光明，等.注入水水質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層的傷害［J］.石油鉆采工藝，2004，（3）：36-38.

［2］楊正明，邱勇松，張訓(xùn)華，等.注入水中的懸浮顆粒對(duì)特低滲透油藏開(kāi)發(fā)效果的影響［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2002，29（4）：106-108.

［3］楊旭，等.注水井中固體顆粒對(duì)井傷害的數(shù)學(xué)模型研究［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（3）：13-16.

［4］王永清，李海濤，祝渝培，等.注入水中乳化油珠對(duì)儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)研究［J］.西南石油學(xué)報(bào)，2003，25（1）：43-46.

［5］李海濤，等.砂巖儲(chǔ)層配伍性注水水質(zhì)方案研究［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，（3）：35-42.

［6］吳鋒，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，（4）：58-62.

Super-standard damage caused by injected water evaluation

LIU Junfeng，ZHANG Tao，LIU Yongchuan，XIE Cheng，XIN Meng
（Oil Production Plant 5 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710018，China）

As everyone knows water quality directly affects the development of the oil-field. Poor quality water can be directly blocked reservoir percolation end，resulting in reducing the injectivity of well and increasing the injection pressure.Therefore intensified the further exacerbating the heterogeneity of reservoir.In this paper through analysis on detection of the injected-water，make the laboratory evaluation of the damage to the formation.The three indexes SS/d/O of the injected-water all exceed the standard and the damage rate is as high as 40%and 85%when injection volume are 40 PV and 100 PV.The evaluation result is that water blocked seriously.Simulation of UTWID 6.0 called decision system of field water-flood was used to calculate the contaminated radius and absorbing capacity of the injection well at the standard of injected water in place.The results showed that absorbing capacity of the injection well maintained at 330 days，namely the blocking cycle was at best of 330 days，which had a half-life of 100 days，pollution radius of 2.0 m，and provides a basis for the next step in improving the effect of water injection.

water quality；super-standard；damage；evaluation

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.04.012

TE258

A

1673-5285（2015）04-0040-03

2015-02-24