姬塬油田超低渗透油藏欠注机理研究

2020-02-27金绍臣胥中义张栋梁陈春坤路存存

石油化工应用 2020年1期

金绍臣，胥中义，张维，张栋梁，陈春坤，路存存

（中国石油长庆油田分公司第九采油厂，宁夏银川 750006）

姬塬油田超低渗透油藏属典型的多油层叠合发育油藏，主要发育长4+5、长6 层，近年随着注水开发时间的不断延长，开发中欠注井增多，且多次治理无效矛盾日益突出。油藏累计欠注井83 口，目前欠注井50口，平均注水压力19.8 MPa，日欠注量770 m3，其中20口井多次治理无效。生产急需深入认识油藏储层的微观变化规律，研究注水井欠注机理，从而解决目前姬塬油田注水井欠注、注水压力高、欠注治理无效的问题，并为此类超低渗透油藏欠注治理提供技术支撑。

1 储层物性差吸水能力弱

1.1 储层物性特征

岩石类型以极细-细长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，矿物成分成熟度非常低，分选性好，磨圆度为次棱角状。石英含量较多，导致酸化增注时，产生氟硅酸沉淀，造成储层二次污染[1]。储层整体孔隙发育差，石英次生加大常见（见图1）。长4+5 储层平均面孔率5.5 %，长6 储层平均面孔率6.9 %。长4+5、长6 储层的最大粒径0.23 μm。砂岩的储集和渗透能力主要依赖于基质孔隙与喉道，而不均匀的层理缝、层间缝及微裂缝对改善储层的孔隙和渗透率贡献相对有限[2]，孔隙度10 %～14 %，渗透率1 mD～5 mD，整体物性较差。储层致密、渗流能力差，是造成该区注水过程中注水困难、注水井欠注的直接原因。

图1 储层物性铸体薄片、扫描电镜示意图

1.2 黏土矿物特征

X 衍射分析表明黏土矿物主要为高岭石，其次为绿泥石和伊利石，少量的伊/蒙间层（见表1）。黏土矿物产状主要分为薄膜式、搭桥式和分散质点三种，高岭石分布在粒间，少量在颗粒表面，绿泥石多以薄膜状胶结形式出现，伊利石填充于粒间。

表1 姬塬油田超低渗透油藏储层X 衍射黏土分析数据表

1.3 储层敏感性特征

研究区速敏程度为弱速敏；水敏程度为弱水敏；盐敏程度为弱盐敏；酸敏损害中等偏弱到中等偏强；应力损害中等偏弱（见表2）。当低盐度水进入地层后，储层内流体矿化度大幅降低将减弱砂粒颗粒与高岭石、绿泥石间的结构力，使胶结不好的黏土矿物颗粒分离运移，堵塞孔喉[3]。同时由于酸敏导致酸化效果不佳，有效期短，敏感性是注水井欠注的原因之一。

表2 姬塬油田超低渗透油藏储层敏感性实验统计表

2 地层水配伍性差，储层易结垢

该区块注入水为洛河层水源，Na2SO4水型，水中富含SO42-等成垢离子，地层水为CaCl2水型，水中富含Ca2+、Ba2+、Sr2+等成垢离子。

通过不同配比下配伍性实验表明，各配比情况下都存在明显结垢现象，随着地层水水样比例的增大，结垢量增加。结垢类型以硫酸钡锶垢沉淀为主，不含碳酸盐成分，沉淀物易堵塞孔隙喉道（见表3）。

表3 注入水与采出地层水配伍性结果

3 矿物颗粒运移导致储层堵塞

通过室内水驱油实验，测定黏土矿物组分并通过CT 扫描图像对比分析。水驱实验后黏土矿物的绝对含量明显减少，表明有部分黏土矿物发生运移，随液体流出了岩心[4]，黏土含量变化情况（见表4）。平均黏土矿物总量由实验前的6.08 %降至水驱实验后的4.49 %，下降幅度26.15 %，伊利石、高岭石、绿泥石和伊/蒙混层平均下降幅度分别为43.95 %、31.96 %、21.19 %、30.61 %。