JY油田長8油藏結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油田在經歷較長時間的注水開發后，高壓欠注井逐年增加，儲層開始出現明顯的結垢現象。在對井筒、集輸站點的垢樣分析化驗后，發現在存在碳酸鈣垢的同時，還存在硫酸鹽垢。通過對JY油田現場水質分析的同時，還分析了該油田結垢機理及影響因素，對長8油藏的結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；結垢；注入水；地層水；配伍性

1 JY油田長8油藏注水現狀研究

通過對JY地區各層位的欠注井進行統計分析，目前長8高壓欠注井數最多，由于欠注導致地層壓力保持水平較低（70%～80%），給油藏的穩產工作造成一定的難度（見圖1）。

JY油田長8油藏在注水開發過程中主要表現為注水壓力高、壓力上升快，欠注井井數呈逐年增多趨勢，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狀分布圖

圖2 長8油藏歷年配注不達標井數分布圖

圖3 長8油藏歷年水井措施增注分布圖

2 JY油田長8油藏結垢機理研究

對地層結垢的判別主要是通過注入水和地層水配伍性分析和預測[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，出現不同程度的結垢，隨著水驅前緣的推進，結垢趨勢越來越嚴重，尤其是長8層地層水富含Ba2＋（Sr2＋），通過室內配伍性的分析，長8油層BaSO4結垢量達到了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、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，在注水開發的過程會因疊加效應加劇已有的地層傷害（見表1）。

2.2 地層流體化學特征

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。注水開發后，見水程度低的產出水鈣、鋇離子含量高，見水程度高的產出水硫酸根、碳酸氫根含量高，混合后結垢；注入水與地層礦物發生劇烈的水巖反應，導致產出水化學成分變化劇烈，也造成井筒、集輸系統嚴重結垢（見表2）。

表1 長8儲層填隙物成分含量對比表

表2 JY油田注入水化學特征數據表

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劇烈，存在普遍的BaSO4結垢，且貫穿整個注水開發過程，地層結垢對儲層滲透率的傷害是造成注水壓力持續升高的主要原因。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 注入水水質現狀

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

3 現場防治技術研究

3.1 提升注水水質

特低滲儲層巖心驅替試驗結果表明，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，對儲層傷害較小（見表3）。

圖4 室內模擬JY油田地層結垢形態及成分

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表皮系數對比曲線

表3 不同處理程度注入水水驅傷害率數據表

3.2 加強結垢治理，消除注水地層堵塞

采用物理法防治地層結垢傷害：目前正應用的納濾處理技術，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，采出水水質大幅度好轉，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

采用化學法防治地層結垢傷害：（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傷害（見圖8）。

3.3 改善基質滲透率

針對投注即達不到配注、常規增注措施有效期短，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 結論

（1）JY油田長8層結垢主要為BaSO4。注水井投注擠注防垢段塞；注水系統連續投加防垢劑；油井擠注清防垢工藝；壓裂、酸化改造技術結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上保護地層，防止地層二次傷害。

（2）通過觀察井、區塊內開發井等取心資料，分析地層深部結垢現狀、垢型、程度，加大研究地層深部結垢機理、平面上結垢規律、不同開發階段的結垢趨勢的力度。

［1］朱義吾，等.油田開發中的結垢機理及其防治技術［M］.西安：陜西科學技術出版社，1995.

［2］萬仁溥，等.采油技術手冊［M］.北京：石油工業出版社，1991.

［3］李世榮，王宏偉，等.油水井清防垢工藝技術研究［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、除垢技術應用研究［J］.石油規劃設計，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年畢業于重慶科技學院石油工程專業，獲學士學位，現從事采油方面的工作。