低渗油田注水过程中储层保护技术探讨

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:吴宪 张玉堂 袁鑫辰
[导读] 摘要:低渗透砂岩油是我国低渗透油田的主要成分。
        采油七厂第四油矿  黑龙江省大庆市  163000
        摘要:低渗透砂岩油是我国低渗透油田的主要成分。这些油田分布在高压高温条件下的中深层,地层孔隙度低,储层物性差。本文对低渗油田保护的重要性和具体内容,提出了细滤和细菌控制两种具体的储层保护技术,因此,在低渗透油田注水开发过程中应加强储层保护。
        关键词:低渗;油田注水;过程;储层保护;技术探讨
        1低渗油田保护的关键性与主要内容
        1.1储层保护的重要性
        低渗透油田储层具有孔喉小、连通性差的特点,含有大量的水泥,易受粘土水化膨胀、分散作业等因素的破坏,而工作液中固相颗粒(如完井液、钻井液等)的侵入作用相对较小。油气藏维护技术是非常实用的,特别是在开发阶段。如果油气层保护质量得到提高,投资回报也会增加。但储层保护质量不高,在一定程度上会影响低渗透油田的生产能力,也会影响企业的投资效益。根据油田油层保护的经验,油层保护的生产效率比无油层保护的生产效率提高1ー2倍,说明油层保护的重要性。
        1.2低渗油田保护重点内容
        首先,岩心分析。岩心分析测试是油气开发最基本的组成部分,包括孔隙度、渗透率和流体饱和度测试,此外还需要进行x射线衍射测试。二是储层敏感性评价。储层敏感性评价包括水敏性、盐敏性和速敏性试验。对于低渗透油田,水敏性评价应引起足够的重视。目前,国内外已经开发并推出了大量的敏感性评价软件。该软件不需要进行室内试验,就可以利用岩心分析结果来确定当前储层的敏感性,结果更加可靠。
        1.3油气层损害原理
        储层损害原理是指储层损害的根本原因和由损害引起的物理、化学反应过程,其实质是有效渗透率的降低。地层损害的成因可分为内因和外因。受外部条件影响的储层内部因素是储层的伤害因素。它包括孔隙结构、敏感矿物和岩石表面性质。引起储层微观结构或流体原始状态变化、油气井在正式作业过程中产能下降的所有外部条件都是造成储层伤害的外部原因,其中包括入井流体性质、温度、压差等可控因素。
        2低渗透油田的注水开发现状
        2.1注水井的分布不够集中
        注水可以大大提高地下储层的压力,提高油气资源的利用率。在油田开发过程中,一些油田开发商没有对注水位置进行合理、科学的规划,导致实际注水井分布不集中,影响了注水效率。此外,低渗透油田的自然环境较为复杂,注水井差异较大,开发方应合理监测注水系统,以降低开发成本。
        2.2注水系统设备有待升级
        目前,空气注水系统是国内一些开发商的主要注水设备。在水分、杂质和微生物的影响下,注水设备会出现一定程度的老化现象,导致注水管线穿孔,影响施工环境和注水施工,降低注水效率。
        2.3注水井压力存在着差距
        在油田中,注水井在不同时期的影响下,其作业时间不同,注水井的实际动态也不同。在地理因素的影响下,一些注水井的压力会降低,影响油田的实际生产效率。
        3低渗油田注水过程中储层保护技术
        3.1精细过滤技术的运用
        外来固体颗粒的堵塞是造成储层损害的主要原因之一,但储层物性对企业的影响很大。储层物性相对较差,孔喉半径较小。

因此,为了保证注入水能够在孔喉中流动,如果平均厚度为1.433,固体颗粒的直径应小于孔喉直径的1/7,小于0.408m,但在目前的细滤条件下,基本上不能达到这个标准,孔喉堵塞现象仍然会发生,但是如果企业引进更多的过滤能力设备,例如,可以用电凝聚过滤器去除水中的0.4m固体颗粒,可以减少孔喉堵塞,从而提高渗透率。目前,我国常用的精细过滤设备有以下几种:双过滤介质过滤设备、微孔管过滤设备和中空纤维过滤设备。但从应用效果、投入成本和使用时间等方面考虑,低渗透油田最适宜的过滤设备是双滤介质、管式过滤器和微空管过滤器。
        3.2细菌控制技术的运用
        针对注水系统的细菌特别有害,其中硫酸盐还原菌是主要的罪魁祸首。这些硫酸盐还原菌包括与铁形成硫化氢,进而导致硫化铁的积累,从而导致储层的堵塞,以及形成粘液,这有助于形成鳞片。腐生植物也是一种常见的细菌,可以危害注水系统。其可以形成粘液,附着在管壁或设备上,导致浓缩电池腐蚀,硫酸盐还原菌为细菌生长提供了一个厌氧区,这加速了设备或管道的腐蚀。因此,企业需要对细菌数量进行合理、严格的管理,控制在合理的范围内。可以采用以下三种方法:一是定期检查注水系统中各部分的细菌总数。许多企业往往没有养成定期检查细菌数量的习惯,而且检测环境可能存在不合理现象。如果在温度较低的环境中测试注水细菌的数量,在合格的范围内,一旦温度升高,细菌含量就会明显超标。一般而言,注水硫酸盐还原菌生长的最适温度为摄氏20至35度,因此,企业应在夏季增加细菌检查次数,并对注水系统的所有部分,包括浅井、储罐和注水井口地区,进行仔细测试,以确定细菌在哪些地区的具体分布,从而开展灭菌保障工作。第二,限制细菌进一步生长的措施。对于注水,企业应采取合理措施,限制细菌的增殖,具体方法可采用如下:定期大规模清除所有供水和注水设备,并在清洗液中使用一定量的活性剂或杀菌剂。在清洗过程中,应尽可能对注水井进行反复冲洗,以提高井筒污染物的清洗效率,保证管柱的清洁度。同时,应采用适当程序反复冲洗冲厕系统内的过滤设备。如果清洗太困难,可以在清水源中加入一定量的洗涤剂或杀真菌剂,以达到灭菌或降低细菌含量的目的,确保注水系统的安全。第三,杀菌剂的释放。企业可以在注射水中加入一定量的杀菌剂,但杀菌剂的选择必须经过实验室试验,才能合理选用。在正常情况下,注水系统中的杀菌剂应采用冲击式注射,即每三天或五天注射一次,每次注射的总量约为100毫克/升,注射时间应在4h至6h之间。
        3.3屏蔽暂堵技术
        屏蔽暂堵原理:钻井液中的暂堵剂在井筒差压的作用下,在井筒表面形成一层低渗透保护层,从而保护储层。屏蔽暂堵技术由于成本低、适用范围广、不需要辅助设施等优点而得到了广泛的应用。在应用暂堵技术时,需要了解储层结构,特别是孔隙和裂缝的大小和分布。应遵循的原则是:(1)根据储层孔隙大小和裂缝大小,设计粒度匹配的暂堵剂;(2)根据储层流体和地质条件,设计与储层相容性好、性能优良的钻井液体系。屏蔽暂堵技术不适用于裂缝大、溶洞大的油藏。暂堵剂先在裂缝或孔隙表面架桥,然后再架桥充填完成暂堵,但大裂缝不具备架桥的前提条件,导致暂堵失败。
        3.4欠平衡钻井技术
        钻井不平衡的一个特点是,井底的压力小于地层的孔隙压力。通常使用低密度钻井液(油基钻井液,充气钻井液,雾化/泡沫钻井液或空气钻井液),由于井压低于地层孔隙压力,因此钻井过程中的压差可防止钻井液进入地层,所以减少了工作流体对储存器的损坏,不平衡钻井技术适用于大型压裂油藏,一方面,可以减少钻井液的损失。另一方面,可以减少由于使用闭塞材料堵塞损失的地层而引起的储层破坏。
        结束语
        低渗透油田在注水开发过程中,可能会对储层造成一定程度的损害,因此在低渗透油田注水开发过程中对储层进行保护显得尤为重要。为此,低渗透油田开发者需要了解油层保护的关键和油层保护的关键内容,选择合理的技术如精细过滤技术和细菌控制技术来保护油层,以提高低渗透油田的生产效率。
        参考文献:
        [1]姜维东,徐文江.海上低渗油田注水水质对储层影响实验研究[J].工业水处理,2016(9).
        [2]郑小雄,李少甫,刘琳.周清庄油田注水井欠注原因分析及治理技术对策研究[J].石化技术,2015,22(6):106-107.
        [3]韩芳,李路,刘福鹏,等.六西格玛设计助力高温低渗储层保护修井液的可靠性研究[J].石油工业技术监督,2015,31(11):15-20.
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