姬塬油田超低滲透油藏欠注機理研究

2020-02-27 03:38:00金紹臣胥中義張棟梁陳春坤路存存

石油化工應用 2020年1期

金紹臣，胥中義，張維，張棟梁，陳春坤，路存存

（中國石油長慶油田分公司第九采油廠，寧夏銀川 750006）

姬塬油田超低滲透油藏屬典型的多油層疊合發育油藏，主要發育長4+5、長6 層，近年隨著注水開發時間的不斷延長，開發中欠注井增多，且多次治理無效矛盾日益突出。油藏累計欠注井83 口，目前欠注井50口，平均注水壓力19.8 MPa，日欠注量770 m3，其中20口井多次治理無效。生產急需深入認識油藏儲層的微觀變化規律，研究注水井欠注機理，從而解決目前姬塬油田注水井欠注、注水壓力高、欠注治理無效的問題，并為此類超低滲透油藏欠注治理提供技術支撐。

1 儲層物性差吸水能力弱

1.1 儲層物性特征

巖石類型以極細-細長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，礦物成分成熟度非常低，分選性好，磨圓度為次棱角狀。石英含量較多，導致酸化增注時，產生氟硅酸沉淀，造成儲層二次污染[1]。儲層整體孔隙發育差，石英次生加大常見（見圖1）。長4+5 儲層平均面孔率5.5 %，長6 儲層平均面孔率6.9 %。長4+5、長6 儲層的最大粒徑0.23 μm。砂巖的儲集和滲透能力主要依賴于基質孔隙與喉道，而不均勻的層理縫、層間縫及微裂縫對改善儲層的孔隙和滲透率貢獻相對有限[2]，孔隙度10 %～14 %，滲透率1 mD～5 mD，整體物性較差。儲層致密、滲流能力差，是造成該區注水過程中注水困難、注水井欠注的直接原因。

圖1 儲層物性鑄體薄片、掃描電鏡示意圖

1.2 黏土礦物特征

X 衍射分析表明黏土礦物主要為高嶺石，其次為綠泥石和伊利石，少量的伊/蒙間層（見表1）。黏土礦物產狀主要分為薄膜式、搭橋式和分散質點三種，高嶺石分布在粒間，少量在顆粒表面，綠泥石多以薄膜狀膠結形式出現，伊利石填充于粒間。

表1 姬塬油田超低滲透油藏儲層X 衍射黏土分析數據表

1.3 儲層敏感性特征

研究區速敏程度為弱速敏；水敏程度為弱水敏；鹽敏程度為弱鹽敏；酸敏損害中等偏弱到中等偏強；應力損害中等偏弱（見表2）。當低鹽度水進入地層后，儲層內流體礦化度大幅降低將減弱砂粒顆粒與高嶺石、綠泥石間的結構力，使膠結不好的黏土礦物顆粒分離運移，堵塞孔喉[3]。同時由于酸敏導致酸化效果不佳，有效期短，敏感性是注水井欠注的原因之一。

表2 姬塬油田超低滲透油藏儲層敏感性實驗統計表

2 地層水配伍性差，儲層易結垢

該區塊注入水為洛河層水源，Na2SO4水型，水中富含SO42-等成垢離子，地層水為CaCl2水型，水中富含Ca2+、Ba2+、Sr2+等成垢離子。

通過不同配比下配伍性實驗表明，各配比情況下都存在明顯結垢現象，隨著地層水水樣比例的增大，結垢量增加。結垢類型以硫酸鋇鍶垢沉淀為主，不含碳酸鹽成分，沉淀物易堵塞孔隙喉道（見表3）。

表3 注入水與采出地層水配伍性結果

3 礦物顆粒運移導致儲層堵塞

通過室內水驅油實驗，測定黏土礦物組分并通過CT 掃描圖像對比分析。水驅實驗后黏土礦物的絕對含量明顯減少，表明有部分黏土礦物發生運移，隨液體流出了巖心[4]，黏土含量變化情況（見表4）。平均黏土礦物總量由實驗前的6.08 %降至水驅實驗后的4.49 %，下降幅度26.15 %，伊利石、高嶺石、綠泥石和伊/蒙混層平均下降幅度分別為43.95 %、31.96 %、21.19 %、30.61 %。