油藏注水困难原因分析及解决措施—— 以M油田复杂小断块砂岩油藏为例

周 春 香

(中国石油大港油田勘探开发研究院， 天津 300280)



油藏注水困难原因分析及解决措施
—— 以M油田复杂小断块砂岩油藏为例

周 春 香

(中国石油大港油田勘探开发研究院， 天津 300280)

M油田复杂小断块砂岩油藏因开发效果不理想由天然能量开发转注水开发，转注井最大井口注入压力试注后仍注不进水，结合本区块储层物性、孔隙结构特征、黏土矿物含量、地层水矿化度和储层敏感性等导致注水困难的因素进行分析，认为该地区因储层黏土矿物中伊利石含量高导致喉道堵塞、地层水矿化度高，引起储层水敏性伤害，导致注水困难。提出采用土酸酸化处理，现场实施缓速土酸酸化后，消除了近井地带污染，注水井注入压力稳定，能完成配注要求。

小断块； 注水困难； 土酸酸化

1 油藏注水困难现状

M油田复杂小断块油藏多年采用天然能量开发， Z断块含油面积小(0.2 km2)，断块内有油井开井3口，无注水井，生产目的层Ⅱ4小层，目的层埋深1 200 m，Z断块目前地层亏空液量8 000 m3左右，地层亏空大，压力系数低(仅0.56)，为改善生产井开采效果，计划转注老井Z3井实施注水开发，日配注量20 m3。Z3井试注施工过程中，最大井口试注压力20 MPa，试注30 min，仅注入清水0.3 m3，折合日注量不足10 m3。注水井注水困难、井口注入压力高，有必要对引起Z3井注水困难的原因进行分析。

2 影响注水效果的因素

2.1 储层物性差导致注水困难

储层物性差，储层中孔径和喉道跟孔隙壁上流体的吸附滞留层厚度在同一数量级，造成孔隙中流体几乎全部为吸附滞留层流体。通常情况下，吸附滞留层流体不参与流动，所以低渗透储层中流体流动需要启动压力梯度，注水过程中注水井的启动压力高，导致注水困难[1]。分析Z断块内2口井37块岩样Ⅱ4小层取心物性数据可知，岩性以细砂、含砾砂岩为主，孔隙度集中在10%～15%，平均为13.3%。渗透率集中在(50～300)×10-3μm2，平均值为 185×10-3μm2。储层物性标定为低孔、中渗储层，储层物性不是影响注水效果的主要因素。

2.2 储层孔隙结构特征导致的注入水固相堵塞伤害

砂岩储集层的孔隙喉道特征和类型对储集层的储集能力和渗透特性影响至关重要，中低渗透砂岩储集层孔隙大、喉道细，在钻采过程中容易导致微粒堵塞喉道伤害地层[2]。根据断块内2口取心井岩心铸体薄片和扫描电镜资料，M油田Z断块孔隙多为粒间孔、粒间溶孔，孔喉分布较均匀，孔隙结构属小孔 — 细喉中等迂曲度型，平均孔隙半径6.50 μm(表1)，在修井、注水过程中易引起固相堵塞伤害，导致注水困难。

表1 Z断块取心井孔隙参数表

储层的敏感性主要受胶结物中的敏感性矿物的影响，敏感性矿物与外来流体接触易发生物理、化学反应，并导致渗透率大幅度下降[2]。根据2口取心井岩心样品的黏土矿物相对含量化验结果，黏土矿物成分有伊利石、高岭石、绿泥石和伊蒙间层，其中伊利石含量最高，平均为94%(表2)，伊利石性质差，难以保持稳定，注水往往会出现堵塞吼道现象。严重时会将地层完全堵死，注水井注不进水，生产井采不出油，影响油田的正常生产。

表2 Z断块取心井黏土矿物含量表

水敏性储层中黏土矿物及其他自生矿物在原始地层条件下处于一种含有一定矿化度的盐水环境中，当淡水或低矿化度的水进入地层后，由于环境条件的改变，这些矿物就会发生膨胀、分散、脱落和运移，减小或堵塞储层喉道，造成储层渗透率降低，地层这种遇淡水降低渗透率的现象称水敏性[3]。根据Z3井水分析资料，地层水矿化度较高，达到13×104mg/L，地层水型为Na2SO4型。根据邻井岩心敏感性实验数据，该断块储层主要为强水敏、强盐敏特征，临界矿化度8×103mg/L。在注水过程中应实施防膨措施，稳定注水压力上升速度。

3 注水难原因分析及对策

3.1 注水难原因分析

Z断块目的层Ⅱ4小层物性较好，排除因低渗物性差引起的启动压力大导致的注入困难。分析认为，注水困难原因为储层黏土矿物中伊利石含量高导致喉道堵塞、地层水矿化度高，引起储层水敏性伤害。

3.2 解决对策

目前，中低渗油田常用的增注措施分为2类：(1) 以恢复和提高储层渗透性的压裂、酸化、酸压、水力径向射孔的降压增注技术；(2) 以克服启动压力、实现有效驱替的地面增压增注工艺[4]。从现场应用的规模和效果来看，酸化措施具有施工简单、有效率高和价格低廉的优势。

在酸液选择上，优选缓速土酸酸化工艺，因缓速土酸体系克服了常规土酸活性大、反应速度快、活性酸大部分消耗在近井范围内的缺陷，通过延缓酸岩反应速度、加大处理深度、降低储层二次伤害，有效解决了因黏土颗粒膨胀、分散运移造成的地层深部孔隙喉道污染堵塞[5]。

4 结论及现场实施效果

(1) 通过对断块内取心井物性进行分析得知，该断块储层物性属于低孔、中渗储层，排除了因渗透率差引起的井口注入压力大导致的注水困难。分析认为，Z3井注水困难是因为固相颗粒堵塞引起储层污染、伊利石含量高，导致喉道堵塞、地层水矿化度高，引起储层水敏性伤害。

(2) 本井地层水矿化度远高于地层临界矿化度，岩心敏感性实验数据也表明该层位为强水敏储层，因此，注清水过程中必须配套防膨措施，稳定注水压力上升速度。

(3) 酸化措施对储层伤害的欠注井具有较好的降压增注效果。优选缓速土酸酸化降压增注措施，可加大处理深度，降低储层二次伤害。现场采用缓速土酸酸化后，Z3井近井地带污染彻底解除。Z3井现场注水过程中加入防膨剂，注水反应良好。由于地层亏空大，注水过程中地层处于倒吸状态，可完成日配置量20 m3，该井目前已累计注水2 000 m3，生产井油压略有上升，且液量稳定，注水见到一定效果。

[1] 李志鹏，林承焰，董波，等.影响低渗透油藏注水开发效果的因素及改善措施[C]∥第二届中油油气藏开发地质学术研讨会论文集.2010：121-122.

[2] 张绍槐，罗平亚.保护储集层技术[M].北京：石油工业出版社，1993：166-174.

[3] 李玉青.对储层敏感性伤害的认识与应用[J].钻采工艺，2013(3)：121-122.

[4] 王学忠.准噶尔盆地超深低渗透储层改造技术研究：以庄106井酸洗增产效果分析为例[J].非常规油气，2015(6)：48-49.

[5] 蒋卫东，王振铎，舒玉华.有机缓速土酸的性能研究和现场应用[J].钻采工艺，1998(5)：30-32.

Research on Causes and Measures of Water Injection Difficulty— A Case Study of M Complex Small Block Reservoir

ZHOUChunxiang

(Research Institute of Exploration and Development, Dagang Oilfield Company, Tianjin 300280, China)

Because of weak development effect, M complex small block reservoir turns natural energy development to water injection development. The injection well still can′t perform well while injecting water with max wellhead injection pressure. In combination with factors of M reservoir′s physical property characteristics, pore structure, clay mineral content, salinity in formation and reservoir sensitivity, the paper considers that the high illite content is the main reason that causes throat blockage, formation water salinity and damage to water sensitivity, and finally leads to the difficulty of injecting water. This paper introduces the mud acid acidizing to solve the problem and receives a favorite effect after the implementation of acid acidizing, which has other advantages, such as little near well zone pollution and stable injection pressure.

small block; difficulty in water injection; mud acid acidizing

2016-12-09

中国石油天然气股份有限公司科技重大专项 “复杂油气藏储层改造及增产关键技术研究” (2014E-06)

周春香(1983 — )，女，硕士，工程师，研究方向为油气田开发。

TE357.6

A

1673-1980(2017)03-0010-02