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大情字井油田水井欠注原因与机理认识
摘 要：本文针对大情字井油田水井欠注日益严重的问题,通过水井历史施工作业、治理措施实施情况及注入历史动态变化分析,明确了注入水水质不达标是导致水井欠注的主要原因.通过室内实验及机理分析,明确了注入水中悬浮固相颗粒以及地面管线、油套管腐蚀结垢产物进入地层造成储层污染是大情字井油田水井欠注的最主要、最关键的原因.针对水井欠注的影响因素及原因,提出了“以防为主、防治结合”的治理技术路线,2016年2口欠注井治理现场试验取得成功.
关键词：欠注；注入水水质；悬浮固相颗粒
大情字井油田位于松辽盆地南部坳陷区长岭凹陷中部.2000年投入开发,2003年实施注水开发,初期注水压力10MPa以下,目前注水压力已升高至16MPa,注水压力明显升高.2011-2016年欠注井数由40口升高至140口井,日欠注水量由900方升高至2534方,欠注问题日益突出,且现场实施负压解堵等治理措施成功率仅为50%左右,治理效果较差.
1 注水井欠注机理认识
油田注入水水质指标包括悬浮物、含油量、腐蚀率、细菌、溶解氧等几项.悬浮物由于聚集架桥会对岩石孔道产生堵塞作用,以油层岩心孔隙结构和喉道中值为依据,应该严格控制注入水中固相颗粒的浓度和粒径.特别是对于低渗透层注水,更应该严格控制固相颗粒的粒径.在SRB细菌存在的条件下,会有注入水颜色逐渐变黑,pH 变成酸性,而且H2S气味大,管线腐蚀严重等问题.大情字井油田2011-2016年注入水水质均不达标,其中悬浮固相颗粒、SRB含量严重超标.
1.1 悬浮固相颗粒对储层影响分析
悬浮固相颗粒的特性在地层伤害中起到非常重要的作用.颗粒一旦被注入水携带到多孔介质中,它就会在孔隙介质中的弯曲通道中随着注入水的流动而移动,它们将在孔隙骨架中被滞留、捕获和沉淀,从而导致孔隙骨架的结构发生不利变化,使地层岩石孔隙度和渗透率减小.ROQUE,G.CHAUVETEAU等人发现注入水中的悬浮颗粒在多孔介质中滞留时有两种滞留原理,一是流体在流动时导致悬浮物颗粒沉积在表面；二是多个颗粒在通过孔喉时形成架桥,而且他们设计了实验把粒子滞留过程分成四个阶段,即沉积、架桥、内部堆积和形成外部滤饼（图1、2、3、4）.
1.2 大情字井油田注入水悬浮物对水井欠注影响分析
大情字井油田主要注入情联站的污水,2011-2016年情联站污水悬浮固相颗粒含量在9.8mg/l～83.5mg/l之间,平均为43.3mg/l,严重超过吉林油田公司注入水悬浮固相颗粒含量小于5mg/l的标准,而SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中对于渗透率小于10×10-3μm2的储层,注入水悬浮固相颗粒含量的标准为小于1mg/l.
情联站污水2 0 1 1 -2016年悬浮固相颗粒粒径中值在0.031μm～148.7μm之间,而悬浮固相颗粒粒径中值大于3.9μm的比例为72.68%,严重超过吉林油田公司注入水悬浮固相颗粒粒径中值小于2μm的标准要求,而SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中对于渗透率小于10×0-3μm2的储层,注入水悬浮固相颗粒粒径中值的标准为小于1μm.
从国内外对于悬浮固相颗粒含量、粒径对储层的伤害分析看,当注入水悬浮固相颗粒含量为6mg/l、悬浮固相颗粒粒径中值为4μm时,对于渗透率为50×0-3μm2的储层伤害为渗透率下降25%左右.而情联站注入污水的悬浮固相颗粒含量和粒径中值均严重超过6mg/l和4μm,同时储层渗透率要小于10×0-3μm2,因此,注入污水中悬浮固相颗粒含量对于大情字井油田水井储层伤害是非常严重且不可逆的,也是影响水井欠注最主要的、最关键的因素.
1.3 大情字井油田注入水SRB含量对水井欠注影响分析SRB对注水的影响主要有两个方面：一是形成堵塞,二是破坏水质.情联站污水不仅悬浮固体颗粒含量超标,SRB含量及腐蚀速率也严重超标,2011-2016年情联站污水SRB含量在110～950个/ml之间,平均620个/ml,超过了吉林油田公司注入水SRB含量小于110个/ml的标准要求,而SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中对于渗透率小于10×0-3μm2的储层,注入水SRB含量的标准为小于10个/ml.室内实验与矿场试验相结合测取情联站污水对于井水工具、管柱的腐蚀速率为0.42～0.85mm/a,平均为0.65mm/a,约为腐蚀速率标准0.076mm/a的9～10倍,腐蚀速率同样严重超标.SRB含量超标造成注水管线、井下工具管柱腐蚀,进而导致水井欠注甚至注不进.
2 注水井治理措施建议
通过对大情字井油田欠注井原因、机理分析认识,提出了“以防为主、防治结合”的治理措施建议.
（1）“防”主要是采取有效水处理措施,保证注入水中固相悬浮颗粒、SRB含量符合标准[10]要求,以确保老井欠注情况不会进一步恶化,同时保证新水井不会因水质问题导致欠注；
（2）“治”采取“维护型措施+进攻性手段”相结合的方式,保证常规洗井效果,短期出现欠注井采取负压解堵,长期欠注井采取压裂或酸化的措施,解决水井欠注问题.
3 现场应用情况
大情字井油田2015年原油产量占乾安采油厂总产量的60%,97口欠注井影响产量约在10万吨左右,欠注井的治理迫在眉睫.本文对于大情字井油田水井欠注原因、机理的认识对乾安油田今后欠注井治理措施的选井及实施具有十分重要的指导作用.2016年H52井采取压裂增注、H98井采取超声波负压解堵取得较好效果,日增注65方,累计增注3087方.两口井措施的成功实施对于下一步措施选井及现场实施具有很好的借鉴意义.
4 结论
（ 1 ） 2 0 1 1 -2015年大情字井油田注入水中固相悬浮颗粒平均含量43.3mg/l、粒径中值粒大于3.9μm的比例为72.68%,两项指标均严重超过吉林油田对于注入水的标准要求,固相悬浮颗粒随注入水进入地层,堵塞地层孔隙导致有效渗透率下降,是造成水井欠注或注不进的关键、根本原因.
（2）2011-2015年大情字井油田注入水中SRB含量在110～950个/ml之间,平均620个/ml,超过了吉林油田对于注入水的标准要求,造成了地面管线及井下工具管柱腐蚀结垢,一方面导致水井井况差导致欠注,另一方面腐蚀结垢产物随注入水进入地层,同样导致地层有效渗透率下降,是造成水井欠注的另一重要原因.
（3）通过对大情字井油田几个重点区块注入水与地层采出水的室内配伍性实验分析可以看出,注入水与地层采出水的配伍性较差,是水井欠注的促进因素.
（4）通过对大情字井油田欠注井原因、机理分析认识,提出了“以防为主、防治结合”的治理措施建议,对乾安油田今后欠注井治理措施的选井及实施具有十分重要的指导作用,2016年现场试验2口井,取得较好效果.
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