（石油与天然气工程专业论文）长庆陇东油田油井堵塞诊断与解堵技术的研究.pdf

长庆陇东油田油井堵塞诊断与解堵技术的研究 金正谦( 石油与天然气工程) 指导教师：邹德永( 教授) 雒继忠( 高工) 摘要 长庆陇东油田属典型的低渗透油田，油井堵塞状况较为严重且其 原因复杂。为了科学有效的实施解堵，需要对堵塞的原因进行分析和 诊断。通过研究长庆陇东油田油井堵塞机理，一系列的与之相适应的 油井堵塞诊断模型被予以总结和建立。该油田的主要油井堵塞类型有 无机垢、有机垢、细菌垢等；研究建立的诊断模型包括无机垢预测、 堵塞现象诊断、垢样分析诊断、伤害指数诊断、历史措施综合评价诊 断、压力恢复曲线形状诊断等六大模型。另外，该油田当前常用的几 种解堵工艺措施也被作了全面的研究，研究涉及这些解堵工艺的解堵 机理和适用范围等。最后，将以上的研究内容综合起来，设计和编写 了软件“油井堵塞诊断与解堵决策系统v e r s i o n1 0 。该软件能对油井 堵塞进行诊断，根据诊断结果制定解堵工艺，措施后软件还可以对施 工效果进行评价；同时，软件还包括解堵知识库等一些模块。 关键词：低渗透，油井堵塞，诊断模型，解堵，软件 t h es t u d yo nd i a g n o s i so fo i lw e l l sp l u g g i n ga n d d e s c a l i n gt e c h n o l o g yi nc h a n g q i n gl o n g d o n g o i l f i e l d j i nz h e n g q i a n ( o i l & g a se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz o ud e - y o n g s e n i o re n g i n e e rl u oj i z h o n g a b s t r a c t c h a n g q i n gl o n g d o n go i l f i e l di sat y p i c a ll o w p e r m e a b i l i t yo i lf i e l d ，i n w h i c ht h es t a t u so fo i lw e l l sp l u g g i n gi sc o m p a r a t i v e l ys e r i o u sa n dt h e r e a s o no ft h a tc a nb ec a l l e dc o m p l i c a t e d 。i no r d e rt or e m o v ep l u g g i n g s c i e n t i f i c a l l ya n de f f e c t i v e l y ，w h yw e l l sa r ep i n g e dn e e d st o b ea n a l y z e d a n dd i a g n o s e d t h r o u g ht h es t u d yo np l u g g i n gm e c h a n i s mi nc h a n g q i n g l o n g d o n go i l f i e l d as e r i e so fd i a g n o s i n gm o d e l sf o ro i lw e l l sp l u g g i n gi n t h eo i lf i l e da r es u m m e du po rc r e a t e d t h em a i nt y p e so fp l u g g i n gi nt h eo i l f i l e di n c l u d eo r g a n i cs c a l i n g ，i n o r g a n i cs c a l i n ga n db a c t e r i as c a l i n ge t c t h e s t u d i e dd i a g n o s i n gm o d e l sc o n s i s to fc o n s i s to fi n o r g a n i cs c a l i n gf o r e c a s t ， d i a g n o s i n gb yp l u g g i n gp h e n o m e n o n ，d i a g n o s i so na n a l y s t so fc o m p o s i t i o n o fp r e c i p i t a t e s ，d i a g n o s i n gb yd a m a g ei n d e x ，e v a l u a t i o no nt h eu s e dm e t h o d s r e m o v i n gp l u g g i n g ，a n dd i a g n o s i n gb yf i g u r e so fp r e s s u r eb u i l d u p c u r v e s i n a d d i t i o n ，t h ep r e s e n tg e n e r a l l yu s e dm e t h o d so fd e s c a l i n gi nt h eo i lf i e l da r e c o m p r e h e n s i v e l yr e s e a r c h e d ，w h i c hm a i n l y d e a l sw i t hi t sd e s c a l i n g m e c h a n i s ma n dr a n g eo fu s i n g a tl a s t ，as e r i e so fd i a g n o s i n gm o d e l sf o r w e l l sp l u g g i n ga r es u m m e du po rc r e a t e df o rl o w p e r m e a b i l i t yc h a n g q i n g l o n g d o n go i l f i e l dt h r o u g ht h es t u d y 0 1 1i t s p l u g g i n gm e c h a n i s m t h e 1 1 1 d i a g n o s i n gm o d e l sc o n s i s to fi n o r g a n i cs c a l i n gf o r e c a s t , d i a g n o s i n gb y p l u g g i n gp h e n o m e n o n , t h ed i a g n o s i sb yt h ec o m p o s i t i o no fp r e c i p i t a t e s ， d i a g n o s i n gb yd a m a g ei n d e x ，t h ee v a l u a t i o no nt h eu s e dm e t h o d sr e m o v i n g p l u g g i n g ，a n dd i a g n o s i n gb yf i g u r e so fp r e s s u r eb u i l d u pc u r v e s a tl a s t ，a s o f t , o i lw e l l sp l u g g i n gd i a g n o s i sa n dd e s c a l i n gm e t h o d sm a k i n g ( v e r s i o n 1 o ) ，i sp r o g r a m m e do nv i s u a lf o x p r o6 0b yu s eo ft h es t u d i e sb e f o r e o i l w e l l sp l u g g i n gc a nb ed i a g n o s e db yt h i ss o f t a c c o r d i n gt ot h er e s u l to f d i a g n o s i n g ，ad e s e a l i n gm e t h o dw i l lb em a p p e d o u t a f t e rp l u g g i n gr e m o v a l ， t h es o f tc a nt h e ne v a l b a t ei t se f f e c t t h es o f th a sa l s os o m eo t h e rm o d u l e s l i k ek n o w l e d g er e p o s i t o r yo f p l u g g i n gr e m o v a l k e yw o r d s ：l o wp e r m e a b i l i t y ，o i lw e l l sp l u g g i n g ，d i a g n o s i n gm o d e l s ， p l u g g i n gr e m o v a l ，s o f t w a r e 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签名： 叻年s 月徊 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 盟 幺趁： i 泖6 年f 月弦日 翮年广月和日 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 第1 章前言 纵观一百多年来的石油工业，所动用的探明储量及油田生产历来 都是先肥后瘦，先易后难导致今天世界已知剩余石油储量的构成 中，低渗透油藏所占的比例与稠油油藏储量一样，反而节节上升。从 资源利用和接替角度来看，低渗油田的开发将成为未来世纪石油工业 关注的焦点。 中国目前己开发的石油地质储量中，低渗透储量占开发总储量的 9 2 5 ，已探明开发和近两年探明的储量中，低渗透储量约占一半，因 此，低渗透油田将是我们重要开发对象，也是陆上石油工业稳定发展 的最重要潜力之一。 长庆陇东油田即是典型的低渗透油田【l 】。长庆陇东油田位于陕甘宁 盆地的南部，从1 9 7 0 年发现马岭油田以来，经近3 0 年的滚动勘探与开 发，相继发现并投产开发十个油田，五十九个开发区块，目前年产油 2 1 0 万吨，油区主要含油层系为侏罗系直罗组、延安组和三迭系延长统 地层，油层埋深1 0 0 0 m 2 2 8 0 m 。马岭油田平均空气渗透率7 2 x l 旷u m 2 ， 华池油田延长统平均空气渗透率3 5 4 x l f f 3 “m 2 ，属典型的低渗油田。油井 初产很低，绝大多数油井采取压裂投产措施才获得经济产量。目前油 井正常开井2 1 0 01 2 1 ，年产油2 1 0 x l o t ，综合含水5 7 6 ，水井开井3 8 5 1 2 1 ，年注水量3 2 5 x 1 0 4 m 3 ，已累计采油2 6 6 1 4 6 6 2 x 1 0 4 t , 可采储量采出程度 5 6 3 ，剩余可采储量采油速度6 9 8 。油层低渗、低产和非均质性严重 的特点，决定着增产增注措施在油田稳产中的作用越来越重要。 老油田在历经二十多年开发后，综合含水已达5 7 6 ，地层储量采 出程度1 6 4 4 ，可采储量采出程度5 6 3 ，目前可采储量速度为 3 4 9 ，目前共有油井2 9 0 0 口，全部5 9 个区块中，注水开发区块4 6 个，自然能量开发区块1 3 个，其中未注水油藏5 5 个。 全油田2 l o o 口常开井中，目前由于地层堵塞导致产量下降的井有 2 5 8 口，其中有试井资料的1 1 0 口井中，表皮因数超过1 0 的严重堵塞 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 井有6 8 口，占有资料井的6 1 8 ，统计2 5 8 口井的正常产能为日均 4 8 5 t ，实际产能为1 9 4 t ，仅达到正常产量水平的4 0 。 国内外大量研究和实践证明，当前低渗透油田开发中，已广泛应 用并取得明显经济效益的主要技术仍然是注水保持油藏能量。因此注 水过程中保护油层措施是油田开发过程中的关键技术郾】。但是对于注 水开发低渗透油田，将会带来一系列问题，比如注水过程中的储层敏 感性问题，粘土的膨胀、脱落及颗粒的运移问题【4 5 1 ，注入水与地层水 混合结垢问题以及高含蜡原油结蜡问题等等，这些因素都将严重影响 原油开采的经济效益和社会效益。而对这些问题的研究国内的许多专 家学者也一直都在进行，但是有些研究过于理论化，不能应用于实际 生产；而有些只凭现场的经验，缺乏适当的科学依据，从而使得对低 渗透油田的开采出现高投入、低产出的现象，因此很有必要理论与实 践相结合、定性分析与定量分析相结合、室内试验与现场试验相结 合，以达到高效开采低渗油层。 由于这些问题，为了能够对长庆陇东油田的油井堵塞实施经济有 效的解堵，本文对陇东油田的堵塞机理进行了研究。在此基础上，借 鉴了一些比成熟的油井堵塞诊断模型，并采纳现场人员的施工经验， 建立了一套由数学统计、化学分析和工程经验相结合的能够实际应用 于长庆陇东油田的油井堵塞诊断模型，以达到科学诊断的目的。此 外，本文还对该油田的解堵工艺技术进行了研究，其中着重对各工艺 的解堵机理作了探讨。研究的最终目标是而为注水开发低渗透油田提 供科学依据，同时对探索高效开发低渗透油田的配套技术具有重要的 理论和实践意义。 2 中国石油大学( 华东) 丁稃硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 第2 章长庆陇东油田油井堵塞机理的研究 从油层的生产动态以及解堵效果来综合分析，长庆陇东油田油井 堵塞主要表现在以下几个方面。 2 1 油井结无机垢严重 在大多数生产井和注水井中，无机垢是最主要的堵塞原因 6 1 ，限制 油井产能的垢可能发生在射孔段附近的孔隙内，也可能发生在井筒 内。无机结垢 7 1 ，如c a c 0 3 、c a s 0 4 、b a s 0 4 、f e c 0 3 是最普遍但并不 是容易被发现的井下堵塞情况之一，只有管柱内形成结垢才能立即被 发现，因为它影响井下作业。然而理论证明，结垢还会在井筒以外的 地层内形成，处理这类垢比处理井筒内及管内结垢更难，而对于酸不 溶的结垢，象c a s 0 4 、b a s 0 4 等用现行的化学方法是不容易处理的。 经调查，在陇东油区2 1 0 0 口常开油井中，检泵迸发现井筒结垢的 井有3 6 4 口，占常开油井的1 7 3 ，以马岭、樊家j l i 、城华等注水开发 的老油田最为严重，这些明显结垢井，目前单井平均日产油2 2 t ，平均 检泵周期1 3 0 天。经过对3 6 0 口井的垢样分析，垢物类型主要为碳酸盐 如c a c 0 3 、f e c 0 3 等酸溶物占所分析垢样的9 8 以上，其次还有 c a s 0 4 、b a s 0 4 等酸不溶垢。从区块来看，中区、南区、城壕、华池结 垢最严重，南区、城壕以c a c 0 3 垢为主，中区以c a c 0 3 、c a s 0 4 混合 垢物为主，个别井有b a s 0 4 垢。华池以华1 5 2 区结垢最为严重，表现 为c a s 0 4 、b a s 0 4 单一或混合垢存在的井都有。 结垢原因一是因为油井投入开发后，由于地层原始的热动力学和 化学平衡被打破，导致地层内温度、压力发生变化，地层流体中的盐 类溶解度发生变化，从而导致垢片的形成。如由于温度压力降低，导 致地层流体中c 0 2 溶解度下降并从中析出，从而使流体中的c a c 0 3 等 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 析出形成结垢堵塞地层。其次是由于外来液体( 如入井液、注入水 等) 与地层流体不配伍，发生化学反应形成结垢堵塞。 无机垢的生成一般可以分为下列三步： 第一步：水中离子结合形成溶解度很小的盐类： c n “+ s o 一c a s 0 4 b n “+ s o _ b a s o c n “+ c o c a c o , s r “+ s o ；-s r s 0 4 第二步：结晶作用，难溶盐类逐渐排列形成微晶体，然后产生晶 粒化过程。 第三步：大量晶体堆积生长，沉积成垢。 在结垢过程中，若条件不同，将形成不同产状的垢。如在加热炉中， 由于温度高或局部过热，使垢脱水，石膏垢将变成硬石膏，垢坚硬致 密。在加热沉降罐中，速度较缓慢，沉淀作用起决定因素，所以结垢 较疏松。而在油井中，特别是油管环形空间，由于有很好的结晶中 心，有充分的结晶时间，温度也不太高，所以井中发现的垢多是结晶 很好的晶体。总之，上面的各种条件对形成结垢的各个阶段将产生不 同程度的影响。 表2 一l 为陇东油田注入水及各层位地层水性质一个非常有代表性的 分析结果。陇东油田的注入水来自洛河层，平均矿化度2 0 0 0 3 0 0 0 m g l ，华池等部分区块达到4 0 0 0 5 0 0 0 m g l ，注入水中s 研一含量高， 平均为1 4 0 0 1 6 0 0 m g l ，地层水的总矿化度高，硬度高；部分区块高含 b a 2 、s r ”等离子，与注入水相遇后容易形成大量的无机垢。 氯化物的溶解度通常较大。但在氯化物含量过大时，也会因为过饱和而析出成垢 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 表2 1 注入水及各层位地层水性质的分析结果 水样层位永型 总矿 c 一+ + m 矿+ c r s 0 4 2 - ( g l - 1 ) 幢u 1 )( m g l 、 ( n a g l + 1 ) 注入水洛河n a l i c 0 12 6 51 1 41 5 6 8 y 4 + 5n a 2 s 0 4 1 9 74 9 y 6n a 2 s 0 4 4 521 9 5 y 7 n a 2 s 0 4 5 8 72 5 9 地层水 y bn a 2 s 0 4 7 5 73 9 7 y 9c a c l 2 1 0 1 36 1 8 y i oc a c l 2 1 1 4 06 5 b c 3c a c h 1 0 8 14 9 5 2 2 入井流体的伤害 入并流体包括注入水，措施液体，修井液体，井内自发产生的有 害离子溶液等隅o l ，注入水的伤害以造成地层细菌发育和结垢两方面危 害最大，特别是硫酸盐还原菌等厌氧细菌在地层发育造成地层润湿性 变化、代谢产物、粘液堵塞孔喉，入井后腐蚀金属设备等，结垢的危 害是显而易见的，除此之外，目前尚未能引起人们广泛重视的是入井 液引起的井底及地层的油水乳化i l l , 1 2 l ，在地层原始环境下，油水相伴而 生，又经过多次运移，维持一种相对稳定的乳状液体系，但是，这个 体系中加入了外来流体，其成份就要发生变化，加之注入水导致的地 层冷却，油井生产产生的压力下降等综合因素，都会导致乳状液的平 衡状态被破坏，尤其是当具有较高流动度的o w 型乳状液转化为w o 型乳状液或破坏后形成油水分相流动时，其油相的流动性能将会大大 降低，即使油井产液量没有下降，但伴随油井出水的增加，产油量也 会大大下降。 淡水或矿化度较低的水侵入水敏严重的地层后，易导致水敏矿物 发生膨胀、分散、运移，堵塞孔隙喉道。其次侵入地层流体若含有较 多的固相颗粒，这些颗粒进入地层后也会造成孔隙喉道堵塞。 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 酸化液进入油气层后【1 3 l ，一方面可改善油气层的渗透率，另一方面又 与油气层中的矿物质即地层流体反应生成沉淀并堵塞油气层的孔喉， 或者由于地层中的蜡、胶质、沥青质等与强酸接触后生成酸渣，造成 难以解除的堵塞【1 4 ，“l 。图2 - 1 、图2 2 分别是华2 0 1 - 2 0 井、梁1 0 3 井的 两块岩心所做的典型的h c l 酸敏曲线图。 图2 - 1 是地层渗透性得到改善的情况，酸液进入油气层后，改善了 油气层的渗透率。图2 2 是地层遭受损害的情况。酸液进入油气层后， 与油气层中的矿物及地层流体反应产生沉淀并堵塞油气层的孔喉。 图2 - 1华2 0 1 2 0 井盐酸酸敏实验曲线 入井流体所造成的另外一些有害的作用包剧1 6 1 3 1 ：由于表面活性 剂的使用，引起砂岩地层润湿性变化造成近井地带油相渗透率降低， 其次会导致在地层中形成乳化液，产生“贾敏效应”造成堵塞；酸液 及乏酸残渣返排不完全造成二次沉淀堵塞。 6 蠡、_，jl 中国石油大学( 华东) _ t 稃硕士学位论文 第2 章琵庆陇东油田堵塞机机理的研究 图2 - 2 梁1 0 3 井盐酸酸敏实验曲线 2 3 压裂液返排不彻底及残渣的伤害 采用压裂措施提高油井产量时，压裂液质量的好坏，破胶率，压 后返排率是影响压后增产效果及措施有效期的三个关键因素【1 9 1 。压裂 液质量指标中一个关键的指标就是水不溶物含量，破胶后的残渣含 量，对于二级品以上的瓜胶压裂液，国标要求水不溶物含量必须小于 1 2 。水不溶物是破胶后残渣的主要来源，这些残渣在压力较高的井 中，可达到比较完全的返排，但在低压井中返排就比较困难，成为新 的伤害源。水不溶物含量变化时，对油层渗透性伤害的深度及变化趋 势的试验结果见表2 2 。 试验结果表明，当压裂液水不溶物含量下降时，压裂液滤饼明显 变薄，岩芯伤害率明显下降，说明压裂液水不溶物对岩芯渗透率有一 定影响。 从表2 3 中可以看出，水不溶物含量高的压裂液，固相颗粒的伤 害主要集中在内外滤饼附近；水不溶物含量低的压裂液，固相颗粒的 伤害主要是浸入到岩芯孔隙。 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 表2 2 水不溶物含量对岩心伤害值 原始油相对渗透率最终油相渗透率 压裂液种类 岩心伤害率( ) ( k i i 矿 j a n 2 )( ( 2 ) 1 0 3 岬2 ) 0 4 h p g3 8 91 3 96 4 3 0 4 h p g5 3 ，61 9 76 2 9 0 4 h p g3 5 63 1 11 2 7 o 4 h p g3 2 22 9 68 2 表2 - 3 刮滤饼和未刮滤饼水不溶物伤害值 压裂液种类 g 4 h p g o 4 h p g 离心液 原始渗透率k x l 矿m 2 3 8 9 5 3 63 6 53 2 2 未刮外滤饼伤害率 6 4 3 5 6 81 2 78 2 刮外滤饼伤害率 4 0 64 3 51 2 57 8 2 4 油井结蜡严重 由于陇东老油田油藏浅( 1 5 0 0 1 8 0 0 m ) ，地层温度低( 4 0 6 5 ) ，平均含蜡量1 5 左右，部分井区达到1 8 3 5 ，原油凝点及析 蜡点高( 2 0 l ，加之产量低，地层内油流速度低，原油中的高碳有机物如 蜡、重烃、胶质沥青等易析出，结蜡造成油井堵塞的现象很普遍，如 环4 7 区，北三区，华2 0 1 区结蜡都比较严重，目前每年用于并筒正常 清蜡就消耗清蜡剂1 0 0 0 1 2 0 0 t 。 2 5 注水井地层堵塞 水井堵塞导致水井注入能力下降，注入水波及效率降低，间接影 响油井的开发动态，常规的堵塞原因主要有水质不合格，地层对水、 酸、盐敏感，入井液与地层内的流体不配伍，造成伤害等，其中水质 不合格是最主要原因，包括有机杂质、细菌超标，矿化度低引发地层 粘土膨胀，含氧引发氧化腐蚀产物等等 2 1 ，2 2 】，从特征上表现为以下几个 方面： ( 1 ) 堵塞半径较大，范围较广 8 中国石油大学( 华东) r 挥硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 由于注入水是在地面以高压注入地下，所以，进入地层时流速较 高，而堵塞物也是在注入水与地层水混合过程中逐步形成的，所以， 堵塞半径较油井要大，堵塞程度也较深，所以，水井解堵措施的处理 范围一般要求能达到5 m 以上半径，用液量是同样厚度油井用液量的 3 5 倍。由于处理位置较深，所以，对处理液要有一定的缓速要求， 以保证处理液在进入地层深部以前不能完全耗完必须要保持一定的活 性，一般通过延长关井反应时间来保证处理液与地层堵塞物达到较完 全的反应。同时，由于处理位置较深，相对而言，返排率较低，所 以，不产生二次伤害，无需返排或能在地层生成助排物质的水井解堵 技术是目前水井解堵技术的发展方向【2 3 1 。 ( 2 ) 堵塞物中有机物含量相对较少 由于水井注入的工作介质主要为水，模拟水驱油试验表明：水驱 扫过的地层中形成的堵塞物中有机物含量较少，而以无机物及细菌堵 塞为主，与油井不同的是，水井除因不配伍性导致结垢外，还伴随有 大量的铁盐及亚铁盐堵塞物。表2 4 是室内模拟注水地层孔隙堵塞物成 份分析：铁盐及亚铁盐的来源主要是注入水中含有的f c 2 + 、f e 3 + ，油、 套管腐蚀产物，硫酸盐还原菌腐蚀产物以及部分井酸化时酸与金属反 应的产物等。 表2 4 模拟注水地层孔隙堵塞物成份分析 l 成份f e s 0 4 f e s f e 2 0 3 f e o c a o 水分及有泥质其它 机挥发物 i 含量 1 1 43 7 68 3l i 25 881 26 7 ( 3 ) 水敏、速敏是投注新井地层堵塞的主要原因 部分新井刚一投注，要不了很长时间就会发现注水能力逐渐降 低，直至注不进，其主要原因是目的层的水敏、速敏性【2 4 1 。有的地层 表现为水敏，地层粘土胶结物中含有大量的可膨胀的蒙脱石、高岭石 1 2 5 | 。陇东地区部分井粘土胶结物中伊，蒙混层矿物含量高达7 0 以上， 9 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 如表2 5 所示。这些矿物遇到淡水后，产生大量的离子交换，引起自身 水化膨胀，形成针状、雪花状、毛发状的膨胀物堵塞地层孔喉。 速敏性在较疏松的地层如华池延长统、延安组的y 8 层、樊家川的 y 9 、北三区的延安组有一定的表现。这些层位注水后若注水压力高， 单井注入量较大时，会产生颗粒脱落堵塞的现象，表2 - 6 是这几个区块 的速敏性评价资料。 表2 - 5 陇东主要开发层位粘土矿物成分分析 层位 高岭石( )伊利石( )伊蒙混层( )绿泥石( ) 延安组 2 4 - 6 03 3 6 84 1 3 3 一l l 延长组1 8 2 28 1 44 8 6 8 - 8 5 直罗组 2 1 2 4 6 9 一7 0 5 8 表2 - 6 陇东部分区块速敏性评价结果 取心井层位渗透率恢复值伤害率( )速敏指数 粱1 0 2c 4 + 5 9 3 8 6 5 4 6o 0 5 剖9 - 7c 3 9 8 0 74 9 30 4 9 垡2 0 1 2 0 y 8 1 3 7 9 37 5 2o 7 5 樊5 3 ly 9 1 0 0 03 5 3o 3 5 ( 4 ) 细菌繁殖 在密闭隔氧条件下，一些以铁质及有机物为养料的细菌得到较好 的发育条件，对电化学腐蚀有加剧作用，与钢铁反应后的产物，细菌 代谢产物、粘液等会使注入水变成“黑水”并分解放出h 2 s 气体，同时 形成f e s 、f e s 0 4 等的堵塞物，在水井中时常发现如黑色油泥的物质， 就是上述成分的混合物，所以，细菌尤其硫酸盐还原菌和腐生菌是造 成套管腐蚀、穿孔的一个重要原因【2 ”。 ( 5 ) 注入水水质不达标 由于本油田独特的低渗性质，对注入水的要求在部颁标准的基础 上要求更严( 表2 7 ) 。但是这些要求在实际生产过程中很难得到保 证。目前主要表现在配伍性达不到要求，溶解氧、细菌含量、含铁 1 0 中国石油大学( 华东) t 程硕士学位论文第2 章长庆陇东油田堵塞机机理的研究 量、滤膜因数日常波动较大，造成腐蚀加剧，地层铁盐发育、细菌发 育、机杂堵塞等，最终导致水井注入能力下降和油井产量减小。 表2 - 7 水质标准 水质指标部颁标准长庆油田标准 溶解氧 4 m g l 1 如0 5 r a g u 1 c 0 2 含量 1 0 m g l 1s 1 0 m g l 一 悬浮物 砣0 m gl 1 s 1 0 m g l 。1 h 2 s 2 0 m g l 1 s 5 0 m g l 1 s r b 1 0 2 个l - 1 0 2 个m i 1 m l t g b 0 时过饱和，s i = 0 时平衡， s i 0 时未饱和) ，式中s i 为饱和度指数：me 为阳离子；a1 1 为阴离 子；kc 为平衡常数，与温度( t ) 、压力( p ) 、离子强度( i ) 相关。 通过对已有的结垢预测方法进行综合对比，本研究决定借鉴比较 完善的o d d o t o m s o n 的饱和指数法，并对其进行修正，对碳酸钙、硫 酸钡、硫酸锶、石膏、硬石膏、半水石膏等六种无机垢进行预测。修 正的依据是用长庆陇东油田的注入水、地层水和结垢情况等历史数据 资料作检验，对公式中的某些系数做调整，以尽可能真实地预测和诊 断该油田的无机垢结垢情况。 3 1 2 修正o d d o - - t o m s o n 饱和指数计算方法 六种无机垢的修正o d d o t o m s o n 饱和指数计算方法如下： ( 1 ) 碳酸钙 田- 1 9 ( ( o 钿? + p 肛2 7 “： ! ：4 9 x 1 矿r “。8 8 1 矿x 口一3 妒 ( 3 - 1 ) - 2 0 9 x 1 矿p 一2 3 4 8 0 6 0 5 2 5 。o 2 2 5 6 0 5 2 8 x 0 1 = 2 8 6 0 5 可以看出，垢份含量相对较小的酸碱不溶物和铁氧化物的加权值 都大于加权平均值，而垢份含量相对较大的碳酸盐和可溶盐的加权值 却都小于加权平均值。由此，最后给出的结果是“主要垢份为酸碱不溶 物+ 铁氧化物”。 中国石油大学( 华东) 工稃硕士学位论文 第3 章油井堵塞诊断模型的建立 3 4 伤害指数诊断 图3 - 3 垢样组分诊断模块设计图 3 4 1 伤害指数诊断法概述 伤害指数指地层受到某种伤害的程度。虽然油层受到伤害的影响 因素比较多，有储层物性和地层流体性质一如储层的岩性、骨架颗粒 特征、胶结特征、粘土矿物及地层微粒特征、储集空间、地层油气水 性质等先天客观的油藏地质条件等因素；也有各种井下施工作业导致 的外来固相、工作液或注入水等主观人为因素 3 2 4 1 。在储集层油流进 入井底的过程中，压降主要集中在近井地带，因此近井壁渗流能力是 影响注采的重要而直接的因素。而近井地带的堵塞主要是钻井、完 井、试油、检泵、大修、措施作业等导致储集层近井地带流体渗流能 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章油井堵塞诊断模型的建立 力的下降。因此，油井近井地带是采取各种解堵措施改善油水井的完 善程度、提高油气渗流能力的主要对象。 但是，这些对油井产量降低的诸多影响因素，不管其来自何种机 制，不外