榆树林油田注入水悬浮颗粒浓度与粒径的确定

用压汞法测定了有代表性的榆树林油田储层岩心(Ka≈1×10-3μm2)的微观孔隙结构,构建了喉道半径、孔隙半径、孔喉半径比分布曲线。由所得孔隙结构数据,取喉道半径约1.275μm、Ka约1×10-3μm2的8个岩心进行模拟注水实验。模拟注水为仅含模拟悬浮颗粒(石英砂)的蒸馏水,石英砂的粒径(平均值和分布范围)用滤膜过滤法控制。岩心饱和模拟地层水后注入含一定浓度、一定粒径石英砂的蒸馏水,测岩心水测渗透率损失率。认为渗透率损失率超过30%时地层受到的伤害不可忽视。当石英砂半径上限为0.365μm,石英浓度增加至0.5mg/L时渗透率损失率增大至30%;当石英砂浓度为0.5mg/L,石英砂平均半径增加至0.5μm时渗透率损失率增大至30%。认为Ka为1×10-3μm2的榆树林油田注入水中悬浮颗粒浓度应小于0.5mg/L,粒径应小于1μm。讨论了颗粒堵塞多孔介质的机理。图7表1参5     

海上S油田注入水水质指标室内模拟试验

针对海上S油田不同储层注水指标调整问题,完成了注入水与不同油组地层水的配伍性室内评价,并且通过悬浮物粒径中值、悬浮物浓度和含油率对岩芯伤害的单因素模拟实验,以及综合水质指标的岩芯伤害实验,对S油田三个油组储层的注水指标进行了优化。实验结果表明,注入水与各个油组地层水具有较好的配伍性。S油田储层可接受的注水指标为:悬浮物质量浓度小于10 mg/L,含油量小于35 mg/L,悬浮物粒径中值小于3μm;或者悬浮物质量浓度小于15 mg/L,含油量小于30 mg/L,悬浮物粒径中值小于2.5μm。     

低渗透油藏有效注入水水质界限

注水是低渗透油藏补充地层能量的主要方式,而注入水水质是影响注水开发效果的关键因素。在低渗透油藏注入水水质推荐指标中没有注入水矿化度的相关指标,且对渗透率低于10×10-3μm2的储层没有进一步的划分。通过恒速压汞实验,分析喉道分布差异及主流喉道对渗透率贡献程度,剖析不同渗透率级别储层影响注水效果的关键喉道区间;通过室内岩心水驱物理模拟实验,定量分析粘土微粒运移与水化膨胀对渗流能力的影响程度,结合喉道分布特征,初步提出了低渗透油藏不同渗透率储层注入水矿化度、颗粒粒径和颗粒浓度的水质界限。研究结果表明,岩心渗透率越低,注入水矿化度越接近地层水矿化度;岩心渗透率越低,注入水颗粒粒径越大,对储层渗流能力伤害越大;岩心渗透率越低,注入水颗粒质量浓度越高,对储层渗流能力伤害越大。     

储层孔喉结构参数与悬浮物粒径匹配关系

悬浮物的质量浓度及粒径是注入水水质的重要指标,是造成地层损害的重要因素.在目前中国油田执行的行业标准中,对于渗透率大于600×10-3μm2的储层,笼统采用相同的水质标准不合适,给矿场水质指标优化带来一定困难.为了有效地保护储层,必须确定合理的水质指标,系统地研究悬浮物粒径与储层孔喉匹配关系.通过对渤海油区大量砂岩压汞曲线进行归纳,特别是对高渗透和特高渗透储层的孔喉结构参数进行了系统统计,结合过滤理论,提出了根据主流喉道半径优化悬浮物粒径中值的原则和依据.当悬浮物粒径中值小于1/10主流喉道时,才能能顺利通过岩石孔喉.根据孔喉分布大小和动态评价实验结果,推荐了不同类型渗透率储层允许通过的最佳悬浮物粒径中值:低-中渗透储层的最大值为2.5μm,中等渗透储层的最大值为3.0μm,中-高渗透储层的最大值为3.5μm,高渗透储层的最大值为4.0μm,特高渗透储层的最大值为5.5μm.     

砾岩低渗透油藏注入水中固体悬浮物的伤害实验

砾岩低渗透油藏储层非均质性强、孔喉半径小、矿物成分复杂,在注水开发中,回注水中固体悬浮物含量和粒径大小成为导致储层伤害的主要因素,而现有碎屑岩低渗透油藏注水水质推荐指标难以满足砾岩低渗透油藏,因此,需根据砾岩低渗透油藏储层特点,制定科学的注水水质指标。根据砾岩低渗透油藏储层孔隙结构及黏土矿物特性,采用CT扫描、扫描电镜及X射线衍射等实验方法,多角度分析了该类油藏潜在的注水伤害主要因素,同时根据颗粒堵塞理论,在注入过程中注入水中的固体悬浮物（SS）,会堵塞孔喉通道导致渗透率下降,从而对砾岩低渗透岩心造成严重伤害。实验结果表明,SS质量浓度和粒径中值对不同渗透率的砾岩岩心的储层伤害差异较大,若要实现目标区块储层伤害率≤20%,当储层渗透率小于等于9.28 mD时,SS质量浓度≤1.43 mg/L,粒径中值≤1.9 μm;当储层渗透率大于9.28 mD但小于46.9 mD时,SS质量浓度≤3.1 mg/L,粒径中值≤2.6 μm;而储层渗透率大于等于117mD时,可放宽到SS质量浓度≤5.1 mg/L,粒径中值≤4.8 μm。     

呼和诺仁油田孔隙结构及渗流特征研究

针对海拉尔盆地呼和诺仁油田南屯组油层含水上升快的实际情况,开展了储层孔隙结构和渗流特征研究。南屯组储层近物源、快速堆积的扇三角洲沉积导致孔隙分布不均、连通性差,喉道分布以双峰型为主,左峰对应较小喉道半径,为无效喉道;右峰对应较大喉道半径,为有效喉道,是主要渗流通道。孔隙结构相差极大,微观非均质性极强。可动油饱和度较低,水相相对渗透率形态呈凸形。储层水敏性强、贾敏效应渗流阻力大导致水驱油过程中注入水很难进入1μm以下喉道驱油,由核磁共振测试得到1μm以上喉道中采油量占全部采油量的77%,为注入水渗流的优势通道,是油井含水上升快的主要原因。     

固相颗粒对储层的伤害规律研究

目前整个延长油田执行的注入水水质标准中悬浮固体含量不大于1.0 mg/L,悬浮固体粒径中值不大于1.0μm[1]。注水开发存在一系列的问题:针对性不强,不同开发层系物性差别很大,却在执行同一个标准;受处理成本、现有水处理工艺和方法等制约,含油污水处理后无法达到上述严苛的注入水水质标准。本论文通过注入水中悬浮固相颗粒浓度、粒径对储层伤害程度进行了研究,最终确定了适合延长油田注入水的水质指标:注入水水质的悬浮固相颗粒含量应不大于10 mg/L,颗粒粒径应不大于5μm。     

含聚污水水质变化规律及储层伤害机理研究

含聚污水的水质问题是目前聚驱注水油田最紧迫的问题之一,以渤海旅大10-1油田含聚污水为例,利用原子力显微镜、环境扫描电镜等微观分析手段,实验研究含聚污水中残余聚合物对悬浮物浓度和粒径中值,含油率以及结垢离子浓度的具体影响,并进行了含聚污水回注储层岩心动态损害实验。研究表明:当残余聚合物浓度由0 mg/L时逐级增加到150 mg/L时,注入水悬浮物浓度增加了近269.0%,粒径中值仅增加0.3μm,抽滤速度下降了99.3%,含油率下降了86.5%,镁钙离子浓度下降了18.0%。残余聚合物的絮凝作用以及对纤维滤膜的吸附作用是悬浮物增加、抽滤速度显著降低的主要原因,乳化作用使得常规含油率测定值偏低,且残余聚合物浓度及分子量越高,注入水水质变化趋势越明显。另外,单一残余聚合物对高渗透储层损害有限,其与悬浮物及含油的协同作用是主要伤害源。     

注入水水质对储层的伤害

以胜利油田纯2块储层为研究对象,应用室内岩心模拟试验研究了注入水不同注入速度、悬浮固体颗粒粒径、含油量、含菌浓度、表面活性剂对储层的伤害。研究结果表明,固相颗粒粒径、含油量及含菌浓度是引起纯2块储层伤害的主要因素,建议通过控制注入水中的含油量小于10.6mg/L、细菌含量小于101个/mL、固相颗粒的粒径中值小于1.2μm、加入JOP - 1表面活性剂等方法来减轻对储层的伤害。     

注水过程中悬浮颗粒在油层中滞留状况的研究

应用TA-Ⅱ型库尔特粒子计数器测定油田注入水和采出水中悬浮物的颗粒分布,研究注入水在油层渗流过程中,悬浮物颗粒的滞留状况和影响因素。文中介绍了测定过程中的样品处理、测定结果和计算方法。得到大庆油田注入水中大于13μm的悬浮物颗粒将被滞留在油层中。     

喇嘛甸油田高含水后期储集层孔隙结构特征

针对大庆喇嘛甸油田高含水后期低效、无效循环注水开发状况,利用恒速压汞和恒压压汞法研究了喇嘛甸油田储集层岩样水驱前后的孔隙结构特征.恒速压汞分析表明,岩样经过长期水驱后流体主要渗流通道喉道半径增大,对渗流的贡献率增加,水驱前后孔隙半径分布没有明显的变化,说明喇嘛甸油田储集层控制渗流特征的主要是喉道特征,而不是孔隙特征.恒压压汞分析表明,经过长期水驱后,喇嘛甸油田储集层砂岩孔喉尺寸明显变化,孔喉半径中值增大,最大孔喉半径增大,渗透能力增强;水驱后大孔喉数量增加,对应的分布频率、孔喉渗透率贡献率增加.两种方法均表明,岩样在长期水驱后孔喉增大,大孔喉是流体渗流的主要通道.图6表3参13     

孤岛油田河道砂储集层油藏动态模型及剩余油研究

对孤岛油田馆陶组河道砂储集层的研究表明,经长期注水开发,储层宏观、微观参数一般都随着油藏开发程度的加深而发生有规律的变化,但不同类型的参数有各自的特征和变化规律。孔隙度变化幅度较小,渗透率变化较大。从总体上来看,注水开发进入高含水阶段后相对变化较快。利用孤岛油田大量的测井及岩心分析资料,建立了孤岛油田河道砂储集层宏观、微观参数动态模型,研究了孤岛油田河道砂储层剩余油控制因素,建立了孤岛油田河道砂储层油藏不同含水期剩余油分布模式,为孤岛油田馆陶组油藏挖潜提供了地质基础。     

注入水中固相颗粒损害地层机理分析

当含有固相颗粒的注入水进入地层时,水中的固相颗粒将不同程度地滞留在孔隙网络中,使地层渗透能力下降。分析胜利油田商三区和胜二区注入水中固相颗粒分布特征、地层孔喉特征,以此为基础,采用实验方法研究注入水中固相颗粒与岩石孔喉的匹配关系,分析固相颗粒损害地层的机理。研究结果表明从水站到注水井,注入水水质沿流程变差;在双对数坐标下,商三区和胜二区岩石孔喉半径与渗透率存在线性关系;当水质一定时,微小粒径的固相颗粒进入岩石孔隙内部形成深部损害,粒径较大的固相颗粒只能在岩石表面和浅表部位附着或桥堵而形成表面(层)损害。根据架桥法则,确定了商三区和胜二区注入水中固相颗粒指标。图3表3参4（秦积舜摘）     

酒东油田注入水对岩心渗透率的损害率实验

酒东油田注水井近井地带易堵塞,严重影响了该油田的采收率。为了研究酒东油田注水井堵塞原因,对其注入水主要水质指标进行了测试分析,并通过岩心驱替实验量化分析了注入水水质指标对岩心渗透率的损害程度。首先,采用单因素分析法开展了注入水矿化度、悬浮物含量、悬浮物粒径、含油量对岩心渗透率的损害率实验,然后根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了矿化度、悬浮物含量、悬浮物粒径、含油量协同作用对岩心渗透率的损害率,并对正交实验后的岩心进行扫描电镜分析,进一步明确了注入水对岩心的损害情况。由正交实验结果可知,悬浮物含量对岩心渗透率的损害程度最大,其次是悬浮物粒径和矿化度百分比,含油量对岩心渗透率的损害程度最小。当模拟注入水矿化度百分比90%、悬浮物含量8 mg/L、悬浮物粒径2 μm、含油量6 mg/L时,岩心的渗透率损害率最低。     

新疆油田超低渗透油藏注水开发储层损害研究

超低渗透储层由于其特殊的孔喉特性,在注水开发过程中对外来流体的悬浮物含量与结垢性等都有很严格的要求,如何在注水开发过程中降低储层损害与有效保护储层孔喉成为高效开发超低渗透油藏的关键。以新疆油田某区块为例,通过储层敏感性评价与注入水结垢分析,明确了注水开发过程中储层的损害因素。结果表明：该区块储层具有中等偏强的水敏、较强的盐敏以及中等偏强的碱敏性损害;混合注入水容易产生以Ca2＋为主的不溶性结垢,导致堵塞注水管线及储层孔喉。因此,超低渗透油藏在注水开发过程中,不仅要注重储层保护措施,更要严格控制注入水水质,从而有效地保护储层,为长期高效的开发奠定基础。     

车西洼陷低渗透储层孔隙结构特征及物性

根据岩心观察描述、铸体薄片、岩心分析化验等资料,研究了车西洼陷沙四上亚段低渗透储层孔隙结构特征,探讨了影响低渗透储层物性的主要因素。研究结果表明研究区沙四上亚段储层岩性以细砂岩和粉砂岩为主,平均孔隙度为14.3%,平均渗透率为13.2×10-3μm2,以低渗透砂岩储层为特征,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,储层孔喉半径一般小于6μm。当孔喉半径小于0.24μm,渗透率小于0.4×10-3μm2,排替压力大于1 MPa时,储层含油气性变差。影响沙四上亚段储层物性的主要因素包括孔喉半径、沉积物颗粒大小、溶蚀孔隙和微裂缝的发育情况,以及泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数。孔喉半径大的储层沉积物颗粒相对较粗,储层物性相对较好。溶蚀孔隙主要发育在2 000～2 600 m和3 000～3 700 m,溶蚀孔隙的发育能有效改善储层物性。微裂缝主要发育在断裂带附近,可提高储层渗透率5.4～220.1倍。泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数的增加使孔隙度减少3%～5%。     

樊家油田樊4块水源水与储层配伍性研究

为了优选适合樊家油田樊4块储层的注水水源，室内采用静态分析与动态流动实验相结合的手段，对明化镇组水和东营组水2种水源水与储层的配伍性进行了研究。结果表明，樊4块的2种水源水与储层均不配伍，均存在结垢伤害，垢物成分主要为碳酸盐，明化镇组水源水对储层的主要伤害类型为强水敏伤害，东营组水源水对储层的主要伤害类型为中等水敏伤害和悬浮颗粒的堵塞。比较2种水源水对樊4块储层的伤害程度，东营组水对储层的伤害相对较轻，可以优选作为樊4块储层的注水水源。     

鄂尔多斯盆地东部致密砂岩气成藏物性界限的确定

为了研究鄂尔多斯盆地东部上古生界致密砂岩储层天然气充注成藏的物性界限,分析微观孔喉内天然气的受力状态,综合考虑了束缚水膜、浮力、毛细管阻力、异常超压和水动力等参数对天然气充注成藏所起的作用。将束缚水膜厚度作为天然气可充注进入致密储层的最小孔喉半径,核磁共振测试获得了岩心束缚水饱和度并据此计算了束缚水膜的厚度,综合分析得出孔喉半径下限为10 nm。利用浮力和毛细管阻力的平衡状态计算得出的临界孔喉半径作为最大孔喉半径,通过先确定主要含气层段在不同地质时期的气柱高度,据此计算得到的临界孔喉半径作为孔喉半径上限。通过常规压汞测试结果建立了孔喉中值半径与物性参数的拟合趋势,再将孔喉半径上、下限带入拟合趋势中推算得出相应的物性界限参数。物性界限推算结果为：下石盒子组八段成藏物性孔、渗参数下限分别为4% 和0.1 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为13% 和1.8 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为14% 和2.0 mD;山西组二段三亚段成藏孔、渗参数下限分别为2% 和0.01 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为8% 和1.0 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为9% 和1.4 mD;太原组成藏孔、渗参数下限分别为3.5% 和0.02 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为11% 和1.1 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为12% 和2.0 mD。     

聚硅纳米增注技术在江陵凹陷高盐敏感性油藏中的运用

江陵凹陷新沟嘴组油藏具有高盐敏感性的特征,其中部分低渗透和特低渗透储层存在注水压力高,地层压力保持水平低,影响水驱开发效果等诸多问题。聚硅纳米增注技术可以一改以往降压增注技术的作用机理,通过聚硅纳米微粒钉扎在岩石颗粒表面,驱走吸附水而增大孔隙喉道等作用,而使水相渗透率增大。针对江陵凹陷高盐敏感性油藏的特征,提出了采取聚硅纳米材料进行增注的措施原则,并以陵76斜7-1井为例,进行了聚硅纳米增注的施工设计,现场试验证明聚硅纳米降压增注技术对江陵凹陷高盐敏感性油藏的深入开发、有效注水、改善水驱开发效率具有重要的指导作用。     

东风港油田特低渗透油藏微观孔隙结构及渗流特征试验研究

为了经济有效地开发东风港油田特低渗透油藏,对其储层的微观孔隙结构及渗流特征进行了试验研究。以沙四段上段为例,选取具有代表性的4块岩心,利用恒速压汞仪器,分别获得了其喉道半径、孔隙半径、孔喉半径比和毛管压力的分布特征;在70 ℃条件下,采用非稳态法分别对4块岩心进行水驱油相渗试验,获得了特低渗透储层的渗流特征。试验得出,喉道半径分布范围越宽峰值越大,孔隙半径分布差别不明显,孔隙半径比因渗透率不同而不同,特低渗透岩心排驱压力大,最大连通喉道半径比较小,储层开采难度相对较大;该储层平均束缚水饱和度相对较高,随着渗透率的升高,两相共渗区跨度逐渐减小。研究结果表明,驱油效率和渗透率高低相关性差;正常型相对渗透率曲线对应的多是孔喉半径比较大、连通性较差的储层,而直线型相对渗透率曲线对应的则是孔喉半径比相对较小、孔隙连通性较好的储层。因此,厘清微观孔隙结构对于合理制定开发方案具有指导意义。