低渗透滩坝沙油藏稳定注水技术研究

纯梁采油厂工艺所2009年12月,低渗透滩坝砂油藏稳定注水技术研究,目 录,一、概述二、研究思路三、室内实验结果与分析四、现场实施情况五、结论与下步工作方向,滩坝砂低渗透油藏是我厂近年来产能建设的主阵地，但由于滩坝砂油藏特殊的油藏特点，虽然经过大型压裂措施可获得较高的初产，但递减快、弹性采收率低是制约滩坝砂油藏高效动用的瓶颈问题，也直接关系到采油厂能否实现科学可持续性发展。采油厂近年来围绕“做大滩坝”的工作目标开展了一系列注水的工艺攻关和试验。,一、概述,1、水井不压裂可以完成配注,樊144小井距注水试验,樊144-16井注水压力变化情况,一、概述,2008年于樊144块开展小井距注水先导试验，对于低渗透滩坝砂油藏注水开发方式进行了探索，取得了以下几点认识。,2、油井见效明显,樊144小井距注水试验,注水井区油井平均动液面稳中有升,一、概述,樊144小井距注水试验,3、油井见效快，见效后含水上升速度快,樊144块见效油井在维持一段时间的低含水后，含水快速上升,一、概述,樊147块注水井注水情况统计,滩坝砂注水试验樊147块,一、概述,在樊144块小井距注水先导实验的基础上，于樊147块采取常规井距注水开发方式，但当年所实施的5口注水井除樊147-3之外，注水压力均与泵压持平，其中樊147-7等3口井在开注较短时间内就注不进。,樊147-2井地层水与明化镇清水配伍性实验,滩坝砂注水试验樊147块,一、概述,前期进行的樊147及樊151块水质静态配伍性试验中发现，地层水呈酸性，在与注入水混合、90下静置12h，有黄色絮状垢物生成，常规检测手段不能对其成分进行分析。,从樊147块注水现状出发，为保证樊151、高890块注水开发效果，开展稳定注水研究，通过对影响区块注水因素进行考察，在岩心试验的基础上，开展稳定注水技术研究，对高890、樊151块转入注水开发时的工艺技术、油层保护工艺进行优化，以形成适于这两个区块的降压增注工艺及稳定注水体系。,一、概 述,二、研究思路,1、潜在伤害因素分析,二、研究思路,2、确定研究路线,全岩矿物X-衍射分析结果,1、储层物性特征研究樊151块,三、实验结果与分析,孔隙结构特征参数实验结果,储层中粘土矿物含量相对不高，粘土矿物中主要为绿泥石、伊利石、伊/蒙混层矿物、高龄石，平均含量分别为：34.5 %、28.3%、24%、13.3%，伊/蒙混层比为20%。白云石、斜长石等含钙矿物、绿泥石等含铁矿物、易于膨胀的伊/蒙混层粘土矿物、易于运移的高岭石等矿物的存在，导致了储层存在潜在的敏感性伤害因素。,粘土矿物X-衍射分析结果,1、储层物性特征研究樊151块,1、储层物性特征研究高890块,压汞试验岩心气测资料,2、水质静态配伍性试验,水样来源及水分析,常规水分析测定结果表,通过常温及90下1：1配比的水源水与地层水中成垢离子的变化趋势,判断水源水与地层水的配伍性.,常温,90,樊151-6地层水与樊147清水1：1混配,地层水与注入水的配伍性及结垢趋势,2、水质静态配伍性试验,高890-20地层水与水源水1：1混配（0天与15天对比）,90,ICP-AES元素分析,2、水质静态配伍性试验,地层水与注入水静态配伍性研究,水源水与地层水1：1混配放置15天后垢物形态,樊151-6 ：樊147,樊151-6 ：正理庄,高890-20：樊147,高890-20：正理庄,2、水质静态配伍性试验,垢物成分分析,垢物ICP-AES元素分析,备注： 表示元素相对含量较多； 表示元素相对含量较少或无。,2、水质静态配伍性试验,储层岩石速敏特征为无速敏特征；储层岩心水敏特征为弱水敏特征；储层岩石对15%HCl表现为无酸敏特征，对12%HCl+3%HF表现为强酸敏特征；碱敏实验结果认为该储层表现为无碱敏特征；储层应力敏感性特征为弱应力敏感性。,樊151块储层敏感性特征研究,3、储层敏感性特征研究,该储层无速敏，不存在临界流速。该储层水敏程度为弱或中等偏弱水敏，临界矿化度为20000mg/L。储层酸敏损害程度为无酸敏。该储层碱敏程度为无或弱碱敏，无临界pH值。储层应力敏感性损害为中等偏弱伤害。,高890块储层敏感性特征研究,3、储层敏感性特征研究,润湿性数据（油藏岩石润湿性试验）,樊151-1井岩心吸水62.88%，属强亲水；高890井2#样品吸水73.10%，10#样品吸水38.37，均属强亲水。同时，在注水开发过程中，由于注入水前端的油水界面张力过大，油滴不易分散，受毛管阻力影响，会导致驱替压力升高。,3.储层润湿性影响,精细过滤樊147注入水长期注入对储层的影响,在驱替200倍孔隙体积精细过滤樊147清水时，岩心6-4号渗透率损害率为22.5%，显示为弱伤害。可归结为现场精细过滤樊147清水与储层岩石不配伍性以及水敏性伤害所造成的，,岩心6-4、27-1精细过滤樊147清水体积流量实验,4、注入水水与储层的适应性研究樊151块,加入2%防垢剂的樊147清水时的伤害程度与水敏时的伤害程度较为接近樊147清水对储层岩石渗流能力的伤害因素可归结为清水中HCO3-与储层岩石矿物不配伍的影响。,水源水长期注入对储层岩石渗流能力损害因素研究,4、注入水水与储层的适应性研究樊151块,水源水与地层水混注时对储层岩石渗流能力的影响,现场在注入樊147清水时必须考虑一定的防垢措施以消除或减轻不配伍性所造成的储层渗流能力的下降。,岩心6-3樊147现场清水与樊151-6井地层水混注实验,4、注入水水与储层的适应性研究樊151块,机械杂质对储层的伤害程度和伤害规律研究,岩心6-4现场正理庄污水体积流量实验,4、注入水水与储层的适应性研究樊151块,岩心6-4不同堵塞距离实验,机械杂质对岩心的堵塞主要发生在岩心端面及注入端岩心0.5cm以内的岩心处。,机械杂质对储层的伤害程度和伤害规律研究,4、注入水水与储层的适应性研究樊151块,注水开发面临问题,储层低渗、孔喉小，注水启动压力高 储层敏感性影响 储层润湿性影响 注入水与地层水及储层不配伍影响 注入水悬浮颗粒影响,结合樊147块注水现状，对室内研究结果进行分析，基本验证了之前对于樊151、高890块注水开发面临问题的判断。,5、室内实验结果分析,（1）防膨剂的筛选及评价防膨剂吸附伤害和防膨周期评价,FP3防膨剂对S4地层吸附伤害评价 FP3防膨剂防膨周期评价试验结果,室内筛选出防膨率较高（大于85%），与储层及地层流体配伍性好的小分子季铵盐防膨剂FP3，进行吸附伤害及防膨周期评价。结果显示防膨剂对储层不存在吸附伤害，且防膨周期长。,6、稳定注水技术体系研究投转注工艺优化,(2)防膨及防水伤害技术综合性能评价,综合评价试验结果,6、稳定注水技术体系研究投转注工艺优化,在防膨液中加入防水伤害药剂，达到：1、降低固液相间的界面张力，消除水锁伤害；2、润湿清洁地层，使岩层表面润湿性翻转，降低注水压力的目的,现场实施工艺优化,注水开发时，可先注防膨剂和SH1#段塞进行预处理，然后转入正常注水，一定时期后，再适时进行间歇式的段塞处理。完整的注水工艺如下：,6、稳定注水技术体系研究投转注工艺优化,推荐应用SY/T532994A1级注入水指标,（1）注水水质级别,6、稳定注水技术体系研究注入水体系优化,影响储层渗透率的一个重要因素是注入水与地层水及储层接触后产生的结垢伤害，垢物成分主要是氢氧化铁垢和钡、钙的碳酸盐垢。为避免因垢物析出导致注水压力上升，室内对注水体系进行筛选优化：1、酸性水体系；2、复合加药体系。室内试验结果表明在注入水中加入一定量铁离子稳定剂与阻垢剂，可以起到良好的稳铁效果，同时可以有效抑制碳酸盐垢的析出。,（2）注水体系优化,6、稳定注水技术体系研究注入水体系优化,注水体系优化复合加药体系,分别合成3种主剂在室温及50、70、80下放置7天，详细观察并记录1、2、4、8、24、48、72、96、120、144、168小时各点的外观状况和变化，利用比色法测定7天后水样中铁离子含量，化学法测定钙、镁、钡、锶离子含量。,6、稳定注水技术体系研究注入水体系优化,现场模拟试样,80下现场试样的铁离子浓度随时间变化曲线,铁离子稳定剂浓度为40A+10B+50C的稳铁效果最佳，稳铁率达95%以上,7、稳定注水技术体系研究注入水体系优化,（2）注水体系优化复合加药体系,高铁离子浓度水样的稳铁效果考察,80下150ppm现场试样调pH值变化,60A+70B+20C下现场试样中的铁离子浓度均降低最少，即该配比下，初始稳铁效果最佳。,7、稳定注水技术体系研究注入水体系优化,（2）注水体系优化复合加药体系,防垢-铁离子稳定剂复合药剂的使用方案为：一般铁离子浓度（100mg/L）: 复合药剂总用量为100 mg/L，A:B:C=50:20:30。中等铁离子浓度（100150mg/L）: 复合药剂总用量为120 mg/L，A:B:C=60:20:40。高含量铁离子浓度（200300mg/L）: 复合药剂总用量为150 mg/L，A:B:C=70:40:40。在使用浓度为200 mg/L，则A:B:C=100:50:50,7、稳定注水技术体系研究注入水体系优化,（2）注水体系优化复合加药体系,对樊147注水站内流程进行改造的基础上加强水质监测，确保注入水质稳定,1、改善注入水质,四、现场实施情况,四、现场实施情况,1、改善注入水质,2、转注工艺优化,四、现场实施情况,四、现场实施情况,在保证注入水质的前提下，自2009年9月开始，稳定注水技术相继在樊147块、樊151块和高890块的9口井应用实施，效果明显，已开注的8口井全部达到配注要求。,3、实施效果,四、现场实施情况,分别将樊147、樊151、高890块转注时经工艺优化与未经优化井的注水压力、吸水指数曲线进行比较，考察注水情况存在差异,4、注水情况对比分析,樊147-7井转注后3个月注水情况统计（未优化）,樊147-6井转注后3个月注水情况统计（优化）,四、现场实施情况,注水情况对比分析注水压力对比,高890井注水情况统计 （未优化） 高890-5井注水情况统计（优化）,四、现场实施情况,注水情况对比分析注水压力对比,四、现场实施情况,樊147-7等井吸水指数曲线（未优化） 樊147-6井吸水指数曲线（优化）,注水情况对比分析注水启动压力对比,四、现场实施情况,高890井吸水指数曲线（未优化） 高890-5井吸水指数曲线（优化）,注水情况对比分析注水启动压力对比,四、现场实施情况,樊147-7井压降曲线（未优化） 樊147-6井压降曲线（优化）,注水情况对比分析注水井压降曲线对比,四、现场实施情况,高890井压降曲线（未优化） 高890-5井压降曲线（优化）,注水情况对比分析注水井压降曲线对比,通过樊151、高890块储层特性评价、注入水与储层、地层水的静态、动态配伍性实验，认为影响该块注水开发的主要因素是：注入水中的机械杂质对低孔低渗储层影响；储层敏感性、润湿性影响以及注入水与储层、地层水不配伍的影响。应通过对投转注工艺及注水体系的优化，实现稳定注水，从而减缓自然递减，提高储量动用率及最终采收率。,结论,五、结论及下步工作方向,油井转注时，利用小分子季铵盐防膨剂与解水伤害剂相结合，对地层进行预处理，可以在有效抑制地层粘土矿物膨胀、运移的同时，消除水锁伤害，降低油水界面张力，实现降压增注。注入水中机械杂质是影响储层渗透率重要因素，樊151注入水质采用A1级标准，以控制注水压力上升速