低渗透萨零组油层注水开发技术研究

论文摘要

低渗透油田注水开发是一个世界级的难题。低渗透储层本身的潜在损害因素被外来流体诱导,容易发生多种储层损害,造成堵塞,从而降低流体在地层中的渗流能力,引起注水井注入压力升高,注入能力下降,进而使油井产能下降,油水井间难以建立起有效的驱动体系。大庆油田萨中开发区萨零组油层属三角洲外前缘沉积砂体,是典型的低渗透砂岩储层,具有一定的油气丰度和地质储量,但储层粘土含量高,具有强水敏、偏强速敏性质,开发难度大。本研究在了解、掌握国内外低渗透油田注水开发防膨、解堵状况的基础上,深刻剖析萨零组油层的地质特征,从以下几个方面开展了大量研究,探索了萨零组油层注水开发的可行性。针对试验区解释厚度小而产油能力相对较高、原被扣除的高阻夹层中部分层具有含油产状的情况,在研究细化含钙储层类型和四性关系的基础上,重新选择对含钙储层岩性响应好的电测曲线,制定了含钙储层电性研判标准,采用微电极幅度差比值、尖锐度,声波回返程度、方波、密度曲线共5种参数综合判别含钙储层,制定了含油钙电性判定新标准和含油钙储层细化新标准。新标准进一步细化了含油层系,重新核实了地质储量,与试验区动态资料吻合较好。结果表明,试验区判钙划准率从79.6%上升到92.8%,提高了13.2%。进一步补充和完善了萨零组储层划分操作规程。使用X射线衍射仪、扫描电镜、原子吸收光谱等手段,检测了萨零组储层性质。萨零组油层属中低孔隙度、低渗透储层,粘土矿物含量高,主要为蒙脱石、伊利石和高岭石,其中以高岭石为主;油层岩心表面颗粒排列较紧密;孔隙发育较差,连通性较差;颗粒表面生长有次生石英;长石颗粒易被溶蚀。根据砂岩储层敏感性评价实验程序行业标准,对萨零组岩心进行的“五敏”室内实验评价后认为:萨零组储层为强水敏、偏强速敏、强盐敏、中等偏强酸敏、弱压敏储层。在注水开发过程中主要解决好强水敏和偏强速敏对油层造成的损害。对不同类型粘土稳定剂利用凯式定氮法测定有效物含量,用离心法测定防膨率,用静态失重法测定溶失率,用X射线衍射法测定钙蒙脱石在浸泡粘土稳定剂、饱和乙二醇蒸汽和水洗实验前后的晶面间距,用岩心流动实验进一步评价防膨效果、优化防膨剂最佳注入量和注入周期,用静态吸附法测定吸附滞留量,通过比较分析实验结果后认为:氯化钾型粘土稳定剂DNT-14具有良好的性能指标,其最佳浓度为3.0%,与地层水及优选解堵配方体系溶液都具有良好的配伍性,最大程度降低了粘土稳定剂本身造成的粘土膨胀,不易被水分子或有机分子取代,耐冲洗能力强,静吸附量最低,最佳的注入量为5PV～10PV,最佳注入周期为5PV～10PV。通过对萨零组储层岩心溶蚀率、破碎率实验评价及长、短岩心解堵模拟实验研究,优选出萨零组储层的解堵配方: 12%HCl+0.5%HF+0.5%HBF4+3%CH3COOH。该解堵液体系的主要特点为:①能较好地增加岩心的渗透率、保持岩心的强度和完整性;②缓速性能好,能有效降低酸岩反应速度,增大酸的作用距离,达到深度酸化作用;③酸液体系中的粘土稳定剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂效果良好,防酸渣性能优良。酸液体系各组分和配比合理,能有效减少酸化过程中的二次伤害,满足现场施工条件。针对试验区先期生产井供液能力均较差、不能连续生产的问题,在试验区1口井限流法压裂取得较好效果并对压后油层产能和流体物性进行评估的基础上,结合萨零组储层特征,从压裂液体系、支撑剂体系以及压裂工艺三方面进行试验研究,解决了萨零组压裂改造过程中的储层敏感性和支撑剂镶嵌问题,创生出防膨压裂工艺。利用室内研究结果,开展了萨零组储层添加不同浓度粘土稳定剂条件下的矿场水驱试验研究,验证并确定了注入水中最佳的粘土稳定剂浓度。该研究形成了萨零组储层精细地质研究、防膨压裂、复配酸解堵及注水开发配套技术,创新出萨零组“五敏”特性下的注水开发工艺。实践证明,萨零组油层注水开发可行,水驱采收率在15%左右。该技术推广潜力较大,在大庆喇萨杏油田具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 储层损害类型及机理分析
• 1.3 油层解堵技术
• 1.4 本文的主要研究工作及取得的成果
• 第二章 萨零组油层的地质特征
• 2.1 油层沉积特征
• 2.2 萨零组油层的岩电关系研究
• 2.3 萨中开发区萨零组油层潜力
• 本章小结
• 第三章 萨零组油层的物性特征及敏感性评价
• 3.1 储层物性分析方法
• 3.1.1 X－衍射（CT）技术
• 3.1.2 扫描电镜技术
• 3.1.3 原子吸收－垢样分析技术
• 3.2 萨零组油层物性特征
• 3.2.1 萨零组储层的岩性、物性
• 3.2.2 油田水性质
• 3.2.3 垢样分析
• 3.2.4 油层岩石的孔渗关系
• 3.2.5 储层孔隙微观结构
• 3.3 岩心的敏感性评价
• 3.3.1 速敏性评价实验
• 3.3.2 水敏性评价实验
• 3.3.3 其它敏感性评价实验
• 本章小结
• 第四章 粘土稳定剂性能评价实验研究
• 4.1 粘土稳定剂优选
• 4.1.1 粘土稳定剂的有效物含量测定
• 4.1.2 粘土稳定剂与地层水和解堵体系的配伍性
• 4.1.3 粘土稳定剂防膨率与溶失率测定
• 4.1.4 粘土不同实验条件下晶面间距测定
• 4.2 粘土稳定剂注入岩心模拟实验
• 4.2.1 流动法评价防膨效果
• 4.2.2 粘土稳定剂注入量的确定
• 4.2.3 注入周期的确定
• 4.2.4 粘土稳定剂吸附滞留量的测定
• 本章小结
• 第五章 解堵体系的研制及解堵模拟实验
• 5.1 解堵体系的研制
• 5.1.1 岩心溶蚀率实验
• 5.1.2 岩心破碎率实验
• 5.2 短岩心解堵模拟实验
• 5.2.1 常规土酸、低浓度HF 的短岩心实验
• 5.2.2 优选解堵配方的短岩心实验
• 5.3 长岩心解堵模拟实验
• 5.3.1 优选解堵剂配方的长岩心实验
• 5.3.2 对常规土酸、低HF 含量酸液进行的长岩心实验
• 5.4 复合酸体系解堵模拟实验
• 本章小结
• 第六章 萨零组油层水驱矿场试验及效果分析
• 6.1 试验区概况
• 6.2 矿场试验技术研究
• 6.2.1 防膨压裂技术
• 6.2.2 添加防膨剂注水开发技术
• 6.2.3 油水井解堵技术
• 6.3 开发指标和经济效益分析
• 6.3.1 试验区开发指标预测
• 6.3.2 效益评价及推广应用前景
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间参加的科研项目
• 致谢
• 附录
• 详细摘要