长庆油田CO2驱储层溶蚀与地层水结垢规律*

针对长庆油田CO_2先导试验驱地层水矿化度高,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)、Sr~(2+)含量高,储层岩石易溶蚀的特点,开展了CO_2-地层水与CO_2-岩石-地层水相互作用的研究以及CO_2驱对储层岩石的影响模拟实验。结果表明,在地层水注入CO_2的过程中,pH值、压力和温度的改变对地层水中阳离子浓度的影响很小,不会导致无机垢的生成。在注气井近井地带,随着注入压力不断升高,溶解在地层水中的CO_2增加,溶液pH值下降,储层岩石发生溶蚀。岩心片与CO_2作用后,岩心片更加亲水,这有利于改善储层物性,提高原油采收率。在采出井近井地带,由于压力的降低,使原本溶解于地层水中的CO_2大量逸出,地层水中的碳酸氢盐矿物分解成不溶性的碳酸盐沉淀,导致储层渗透率降低,孔隙度减小,对储层造成伤害,不利于长8储层低渗油藏采油。图10表3参13     

新型无机凝胶涂层深部液流转向剂

利用地层水中成垢离子,研制了环保型无机凝胶涂层深部调驱液流转向剂(WJSTP)。WJSTP溶液注入地层后与地层水交联反应,形成密度与水相近的无机硅酸盐凝胶,凝胶以整体或微粒形式分散悬浮于水中,通过吸附方式在岩石骨架表面逐渐结垢形成无机凝胶涂层,使深部地层水流优势通道逐渐变窄形成流动阻力,导致后续流体转向而达到改善水驱效果的目的。该剂具有快速溶解、耐温、抗盐、环保、长效等特点,先后在塔里木轮南油田、柴达木跃进油区、大港油田等不同温度不同矿化度油藏开展了单井组或区块整体深部调驱现场试验,试验井组转向或增油有效率达100%,井组注水压力平均升高2～3 MPa,对应油井增油、降水有效率达80%以上。图8表3参10     

CO2 驱不同注入方式对低渗透储层渗流能力的影响

CO₂ 驱是提高低渗透储层采收率有效的技术手段。CO₂ 与原油接触后使体系中的沥青质以固体形式沉积下来,对储层造成一定堵塞,但同时发生的溶蚀作用整体上提高了储层渗流能力,且不同注入方式下CO2驱对低渗透储层渗流能力的影响具有一定差异。开展了CO₂ 连续注入及CO₂ -水交替注入后有机垢堵塞机理实验、储层润湿性实验及CO₂ -水溶液对岩石的溶蚀评价实验,并对相对渗透率曲线参数变化特征进行评价,定量表征了CO₂ 驱不同注入方式对低渗透储层渗流能力的影响程度。结果表明：CO₂ 驱产生的有机垢会对岩石孔喉造成堵塞,但整体上CO₂ 与绿泥石反应导致的溶蚀作用更强,使得低渗透储层采收率有效提高;且CO₂ -水交替注入比CO₂ 连续注入引起的有机垢堵塞要弱,溶蚀作用效果更好,渗透率损失率更低,能够在中、大孔隙中取得更好的驱油效果,整体上更能增大岩石孔隙空间和渗流通道,使得低渗透储层采收率有效提高。     

CO2和地层水对储层物性的影响研究进展

CO_2注入地层后溶解于地层水中形成碳酸,与地层岩石发生各种化学反应,分析反应对储层物性的影响及机理,对低渗、超低渗、致密油藏CO_2驱具有重要意义。通过梳理CO_2和地层水与岩石主要单矿物及复杂矿物的反应特征与机理,分析了碳酸作用后岩石的孔隙度、渗透率和润湿性等物性参数的变化及机理。CO_2和地层水与致密储层岩石矿物发生的物理化学作用会影响储层物性特征,对低渗、超低渗、致密油藏驱油效率的提高具有一定的参考价值。图11表1参42     

喇嘛甸油田二类油层三元复合驱油井结垢规律

三元复合驱不同注采井距条件下,油井结垢速度及见垢时间等结垢规律不同,在120 m井距条件下二类油层三元复合驱油井结垢严重.结垢部位主要集中在生产管柱下部40根杆、管、泵、筛管、套管、炮眼及近井地带.三元复合驱油井采出液离子浓度变化具有一定规律性.目前制定的结垢判断标准对喇嘛甸油田二类油层三元复合驱油井适应性较强,符合率达到95.9％.油井压裂后离子浓度变化速度加快,结垢速度加快.     

文209注清水区块油井结垢原因探讨

中原油田文 2 0 9区块油藏原始地层水矿化度 3.2× 10 5～ 3.7× 10 5mg/L ,自 1988年开始注矿化度 2 .4× 10 4mg/L的浅地层清水以来 ,油井井筒特别是下部结垢严重 ,垢物中CaCO3 约占 6 0 % ,CaSO4 约占 30 % ;在 4口油井实施的针对钙垢的酸化解堵和室内结垢模拟实验 ,表明油井近井地带也有结垢。注入的清水为Na2 SO4 型 ,HCO-3 和SO2 -4 浓度高 ;采出的地层水为CaCl2 型 ,矿化度 9× 10 4 ～ 2 .5× 10 5mg/L ,Ca2 + 、Mg2 + 和SO2 -4 浓度很高。理论分析、预测和室内实验研究结果表明 ,单一的地层采出水本身是结垢性的 ,有较强的生成CaCO3 和CaSO4 垢的倾向 ,地层采出水与注入清水混合后结垢性增强 ,从温度 40～ 6 0℃的井口到温度 80～ 12 0℃的井底和地层 ,地层采出水和清水、采出水混合水都会结垢。采出过程中温度和压力的变化有利于井筒内特别是井筒下部和近井地带的结垢     

浅层油藏稠油热水/CO2驱油效率实验模拟研究

新疆油田九_6区齐古组浅层稠油油藏已进入蒸汽开采中后期,油藏开采经历了蒸汽吞吐、加密调整、蒸汽驱过程,采出程度为37%。现阶段单一蒸汽驱效果明显下降,地层亏空严重,蒸汽热利用效率低,吸汽不均,波及程度差异大,油水流度比大,采收率低。热水复合CO_2驱油充分利用热水热效应和发挥CO_2溶解降黏等作用,是提高原油采收率的有效方法。因此,针对九_6区稠油开展不同混合方式热水/CO_2驱油模拟实验,分别研究了纯热水驱、热水与CO_2混注、热水与CO_2段塞的驱油效率。结果表明,纯热水驱累积驱油效率为49.19%,热水/CO_2混注累积驱油效率最大为71.25%,段塞驱累积驱油效率高达85.96%。同时,分析了驱出原油及岩心残余油组分变化。     

SZ36-1油田注聚井和聚驱受益油井堵塞物的组成及成因对比分析

随着注聚开发的进行,SZ36-1油田的部分受益油井中出现了含聚堵塞物,导致了产能下降。采用多种表征手段对比分析了注聚井和受益油井堵塞物的组成,发现在所采集到的样品中,受益油井堵塞物以无机垢为主,无机垢/有机垢质量比为4.0～5.5,远大于注聚井的0.25～0.75,受益油井和注聚井中无机垢分别主要为Fe_2O_3和CaCO_3,有机垢则均为部分水解聚丙烯酰胺。对比分析了注聚井和受益井中无机垢和有机垢的成因,重点分析了受益油井堵塞物的成因:在受益油井的近井地带,酸化作业后的残酸含有大量Fe~(3+),与聚合物驱替液相遇后,液体pH值上升,形成Fe(OH)_3沉淀,氧化后即形成Fe_2O_3无机垢;驱替液中降解后的聚合物在酸性条件下会选择性地与Fe~(3+)通过配位作用,形成水不溶的聚合物交联物,即形成有机垢。分析结果可为注聚井和注聚受益油井的针对性解堵以及预防注聚受益油井堵塞提供依据。     

水平井CO2吞吐增油机理及影响因素

为了探究底水稠油油藏水平井注CO_2吞吐机理及影响因素,针对M油田G104-5油藏,开展了注CO_2膨胀实验并建立了单井注CO_2吞吐数值模拟模型,研究了G104-5油藏稠油注CO_2膨胀后的相态变化和注气工艺参数、油藏参数对水平井注CO_2吞吐的影响,并在此基础上进行了G104-5油藏7口水平井的注CO_2吞吐效果试验。结果表明,注入35 mol%CO_2后,M油田G104-5油藏稠油的黏度降低了45%,体积膨胀系数为1.13,饱和压力升高了200%,原油中C_9~C_(22)的摩尔分数下降了14.4 mol%。薄层底水油藏注CO_2吞吐增油时,效果最好的直井(射开1~3层)措施后平均含水率降至87%,累计增油313.17 t,水平井措施后平均含水率降至75%,累计增油679.91 t,水平井增油控水效果较好;在所有的影响参数中,注气量、油层厚度、含油饱和度、孔隙度是影响水平井注CO_2吞吐效果的主控因素,注入速度、焖井时间、采液速度、地层压力和渗透率对水平井CO_2吞吐效果的影响不大。M油田G104-5油藏7口吞吐井中G104-5P101井孔隙度最大(45%),注气量最大(412 t),累计增油量最多(1412.27 t)。     

致密砂砾岩矿物与超临界CO2和地层水相互作用

为研究致密砂砾岩油藏CO_2注入后与岩石和地层水的相互作用,根据M油田砂砾岩致密油藏全岩X-射线衍射(XRD)分析结果,选取方解石、长石、高岭石、伊利石4种矿物,利用超临界CO_2高温高压反应釜模拟地层条件(70℃、20 MPa),通过实验前后XRD、扫描电镜、反应液离子成分及浓度的变化,研究了CO_(2-)岩石矿物、CO_(2-)地层水-岩石矿物的相互作用。结果表明,干燥纯CO_2与岩石矿物仅发生物理变化,在地层水中CO_2与岩石矿物发生明显的物理化学变化,反应强弱关系为方解石伊利石长石高岭石,反应液中离子浓度亦发生了明显变化。CO_2注入储层后,先与水作用,再与地层水中的离子作用,最后与岩石矿物发生化学反应。图17表3参13