注入水水质超标引起的损害评价

刘峻峰，张涛，刘永川，谢成，辛萌

（中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安710018）

注入水水质超标引起的损害评价

刘峻峰，张涛，刘永川，谢成，辛萌

（中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安710018）

注水水质直接影响油田的开发效果，劣质水可直接堵塞油层渗滤端面，导致注水井吸水能力下降、注入压力升高、进一步加剧了储层的非均质性。本文通过对现场注入水检测分析，进而对地层的损害程度进行了室内评价。现场注入水SS/d/O三项指标均超标，40 PV和100 PV时损害率高达40%和85%左右，注水堵塞严重。利用油田注水决策系统模拟器UTWID 6.0模拟了在现场注入水水质标准下的注水井污染半径及吸水能力。模拟结果显示，单井的吸水能力维持在330天，即解堵周期为330天/次为佳，半衰期为100天，污染半径为2.0 m，为下步改善注水效果提供基础。

水质；超标；损害；评价

注水水质直接影响油田的开发效果，劣质水可直接堵塞油层渗滤端面，导致注水井吸水能力下降、注入压力升高、进一步加剧了储层的非均质性。水质的要求和水质评价的依据，是由储层性质决定的，因此，国际上尚无统一标准。油田开发及注水专家以保护储层为目的，提出了一些原则性建议。前苏联的一些专家认为，注入水的损害程度与井底储层物性有关，在保证注水压力恒定的情况下，因堵塞导致的吸水能力的下降极小（＜5%），洗井便可满足增产增注的要求，同时有些学者也争议的认为吸水能力的年下降率低于10%～20%，则为水质达标。美国规定在低渗储层中滤膜系数大于20，高渗储层中滤膜系数维持在10左右时，则水质是达标的。

1　现场水样测定

从现场水样外观来看，目前注水水质不佳，水样明显含有较高的悬浮物和油。对所取水样分别进行了离子组成分析、水质控制指标和辅助控制指标分析，分析结果（见表1）。从检测结果可知，即使与最宽范围（k＞600 mD）的行标指标相比，注入水悬浮物含量、粒径中值、含油量均严重超标，从水质pH值看，注入水pH值较高。

表1　现场水样测定结果

2　水质超标引起的损害

水质超标引起的损害主要从悬浮物含量及含油率两个方面分析。从表1的分析结果可知，目前注水水样悬浮物含量、粒径中值均严重超标。而注入水中的固相颗粒对储层损害程度主要是看颗粒大小与储层孔喉大小的匹配程度。根据以往的研究表明，当固相颗粒粒径大于1/3喉道直径时，固相颗粒多在射孔炮眼渗滤面处堵塞，形成较易处理的外泥饼；等于孔径1/3～1/7的固相颗粒可进入近井地带（半径小于10 m）形成内泥饼，严重损害近井地带的渗流通道；小于1/7孔喉直径可随注入水流动，不致严重堵塞近井地带。因此，必须结合油田储层孔喉情况，严格控制注入水中悬浮物粒径中值和含量，最大限度降低该类损害。

表2　注入水对人造岩心损害评价结果

同时，含油率严重超标。乳化油滴被看做是可变形粒子，随着作用在油滴上压力增加时，油滴会产生变形由原先的无法通过孔喉变化到可以通过孔喉，导致比固相颗粒存在更深的侵入深度，同时含油率较高也会降低水的流动性。同时国外研究表明乳化油滴与固相微粒共存比单一微粒造成的地层损害更为严重。因此，应严格控制注入水含油量，最大限度降低该类损害。

3　室内模拟评价

室内用现场注入水对高渗人造岩心进行污染评价，实验结果如下。从注入PV数与压力的变化关系曲线可知，用SS/d/O三项指标均超标的现场注入水驱替，驱替压力逐渐升高，驱替到60 PV时，压力已增大到初始压力的3倍多，堵塞明显。

图1　注入PV数与压力的变化关系曲线

图2　注入PV数与渗透率保留率的关系曲线

从图1～图3的评价结果可知，现场注入水SS/d/O三项指标均超标，40 PV和100 PV时损害率高达40%和85%左右，注水堵塞相当严重。

图3　不同PV数时渗透率损害率

4　软件模拟伤害程度

选择油田注水决策系统模拟器UTWID 6.0预测了在模拟现场注入水水质标准下注水井的污染半径。模拟器中时间步长设定为1 d，吸水能力最小值0.1，则模型运行结束。模拟结果（见图4、图5）。由图4、图5可以看出单井的吸水能力维持在330 d，即解堵周期为330天/次为佳，半衰期为100 d，污染半径为2.0 m。

霍尔曲线表征了注水井注入量计算公式中各种参数之间的互相关系，认为注水速度与注水压力是时间的函数，如果对时间积分就可得到累积注水量与累积注入压力之间的线性关系。由图7的Hall曲线可以看出该井注水前期地层主动吸水，且吸水指数较高，在Hall曲线上表现为前期的不稳定段；随着地层吸水饱和后，储层被注入水堵塞，随着继续注水地层出现了堵塞，应进行采取解堵措施。

图4　吸水能力衰减曲线

图5　损害区深度

图6　hall曲线图版

图7　单井模拟hall曲线预测

5　结论

（1）注入水水质是诱发储层损害的外部条件，现场注入水SS/d/O三项指标均超标，40 PV和100 PV时损害率高达40%和85%左右，注水堵塞严重。

（2）利用模拟器UTWID 6.0模拟了在现场注入水水质标准下的注水井污染半径及吸水能力。模拟结果显示，单井的吸水能力维持在330 d，即解堵周期为330天/次为佳，半衰期为100 d，污染半径为2.0 m。

（3）根据室内实验及软件模拟结果，该注水井下步应着重提升水质改善注水效果。

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Super-standard damage caused by injected water evaluation

LIU Junfeng，ZHANG Tao，LIU Yongchuan，XIE Cheng，XIN Meng
（Oil Production Plant 5 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710018，China）

As everyone knows water quality directly affects the development of the oil-field. Poor quality water can be directly blocked reservoir percolation end，resulting in reducing the injectivity of well and increasing the injection pressure.Therefore intensified the further exacerbating the heterogeneity of reservoir.In this paper through analysis on detection of the injected-water，make the laboratory evaluation of the damage to the formation.The three indexes SS/d/O of the injected-water all exceed the standard and the damage rate is as high as 40%and 85%when injection volume are 40 PV and 100 PV.The evaluation result is that water blocked seriously.Simulation of UTWID 6.0 called decision system of field water-flood was used to calculate the contaminated radius and absorbing capacity of the injection well at the standard of injected water in place.The results showed that absorbing capacity of the injection well maintained at 330 days，namely the blocking cycle was at best of 330 days，which had a half-life of 100 days，pollution radius of 2.0 m，and provides a basis for the next step in improving the effect of water injection.

water quality；super-standard；damage；evaluation

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.04.012

TE258

A

1673-5285（2015）04-0040-03

2015-02-24