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摘要：针对低渗油藏储层特征，从防膨率、腐蚀率、破碎率和配伍性实验优化筛选防膨剂，现场应用结果可满足油田需要。本文通过对影响低渗透油藏注水开发效果的各因素的分析，在室内实验以及借鉴相似区块注水工艺的基础上，重点开展了对低渗透油藏注水开发的防膨工艺研究。低渗透油藏具有储层低渗、孔喉小、注水启动压力高，储层敏感性强等特点，导致注水压力高、注入水不配伍、水敏，注水开发效果差，通过开展低渗透油藏防膨技术研究，并成功在区块应用，实现了低渗透油藏有效注水。
关键词：低渗透油藏；注水开发；防膨剂；室内实验
1低渗透油藏注水影响因素分析
（1）储层低渗、孔喉小，注水启动压力高
如：A块储层渗透率为6.63×10-3um2，孔隙度11.8%（地科院本次测定数据），B块储层渗透率11.98×10-3um2，孔隙度15.8%，均属低孔低渗储层。
（2）储层敏感性影响
A、B块储层粘土矿物含量较高，其中A块粘土含量在5～12%，绿泥石含量24～50%，伊蒙混层含量14～31%；高890块粘土含量为9.4%，其中伊利石含量21.2～23%，高岭石含量19～27%，伊蒙混层含量5～25.4%。由于储层粘土矿物含量较高，在注水开发中会存在速敏以及水敏影响。
（3）储层润湿性影响
利用油藏岩石润湿性（自吸法）试验对AB块岩心润湿性进行评价，结果表明C井岩心吸水62.88%，属强亲水；D井2#样品吸水73.10%，10#样品吸水38.37，均属强亲水。同时，在注水开发过程中，由于注入水前端的油水界面张力过大，油滴不易分散，受毛管阻力影响，会导致驱替压力升高。
（4）注入水与地层水及储层不配伍影响
对AB地层水进行分析发现，地层水呈酸性，PH值在4.5-5.5，利用等离子发射光谱检测到地层水中均含有一定量的铁离子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢离子。
2低渗透油藏注水防膨工艺研究
2.1减少储层敏感性影响
对于储层粘土矿物含量高，注水过程中易发生膨胀、运移的问题，在油井转注时挤入小分子季铵盐防膨剂段塞进行预处理，处理半径5-6m，进行了大量的室内试验及现场应用情况表明，防膨剂与注入水、地层水配伍性良好。药剂注入地层后能有效修复泥岩活性分子，改善粘土晶格，使其遇水后不膨胀；对于已发生膨胀的粘土晶格，通过化学反应改性后释放出水分子，晶格缩小，即具有防膨缩膨性能。同时复配药剂中活性分子的推电子性能，产生诱导效应，使电子云分布不均匀，在岩石表面形成分子保护膜，从而有效抑制粘土的膨胀、分散和运移，室内对防膨剂与注入水、A地层水配伍性评价。利用6%小分子季铵盐防膨剂对岩心进行处理后改注水，持续注入400PV，岩心渗透率未见明显伤害，说明小分子季铵盐防膨剂对粘土矿物具有良好的稳定作用，同时因为分子量小，对岩心不产生吸附伤害。
2.2减少储层润湿性伤害
岩心润湿性评价结果显示AB储层强亲水，同时，在注水开发过程中，注入水前端的油水界面张力过大，油滴不易分散，受毛管阻力影响，造成驱替压力升高。室内试验表明，在预处理段塞中加入水伤害处理剂（表面活性剂），其中的活性分子能够进入低渗地层广泛的孔隙空间，降低固液相间的界面张力，消除大水颗粒造成的水锁伤害；润湿清洁地层，使岩层表面润湿性翻转，明显降低注水压力，使无法正常注水的水井降压增注，提高油水井渗透力进而提高油气开发效果。室内试验中将防膨与解水伤害相结合对岩心进行预处理，处理后岩心渗透率略有上升。在低滲透油田现场试验中可降低注水压力3-5MPa。
2.3降低注入水与地层水及储层不配伍影响
通过室内试验，认识到影响储层渗透率的另一个因素是注入水与地层水及储层接触后产生的结垢伤害，垢物成分主要是氢氧化铁垢和钡、钙的碳酸盐垢。室内试验结果表明在注入水中加入一定量铁离子稳定剂与阻垢剂，可以起到良好的稳铁效果，同时可以有效抑制碳酸盐垢的析出。
2.3.1室内药剂评价实验
分别合成3种主剂A、B、C，其中A为还原型主剂，B为主要络合剂，C为螯合型主剂，按不同水质的要求进行一定比例添加。同体积空白水样（无氧水，注意隔氧），加铁离子稳定剂并调节pH后铁离子稳定性实验。实验温度：室温及50、70、80、90℃（共5个点）放置7天，详细观察并记录1、2、4、8、24、48、72、96、120、144、168小时各点的外观状况和变化，拍数码照片，比色法测定7天后水样中铁离子含量，化学法测定钙、镁、钡、锶离子含量。
2.3.2实验结果
通过实验，认为在低渗储层水中钙、镁、钡、锶离子含量基本稳定的情况下，防垢-铁离子稳定剂复合药剂的使用方案为：一般铁离子浓度（～100mg/L）：复合药剂总用量为100 mg/L，A：B：C=50：20：30。中等铁离子浓度（100～150mg/L）：复合药剂总用量为120 mg/L，A：B：C=60：20：40。高含量铁离子浓度（200～300mg/L）：复合药剂总用量为150 mg/L，A：B：C=70：40：40。
3现场实施与应用
通过开展了低渗透油藏有效注水防膨工艺研究，对储层敏感性伤害、水质配伍性、药剂筛选等实验，完成注水站水质机杂精滤技改工作，在此基础上优选水伤害处理剂+改性小阳离子聚季胺盐+铁稳剂的大型防膨工艺模式，相继在8口井应用实施，防膨处理半径5-6m，防膨处理液量100-175m3，现场施工压力14-24MPa，实施后注水效果较好，全部达到配注要求。
4结论与认识
（1）针对储层特点，分析得出储层敏感性、注入水与地层水及储层不配伍等影响低渗油藏注水效果的主要因素。（2）通过开展储层敏感性伤害、水质配伍性、防膨药剂筛选等室内实验，为针对性治理提供了基础和手段。（3）优化配套形成水伤害处理剂+改性小阳离子聚季胺盐+铁稳剂的大型防膨工艺模式，实现了低渗水敏油藏的有效注水开发。
参考文献
[1]阳离子防膨剂的室内性能评价研究[J]. 万长锁，张伟，刘延军，安引宏.辽宁化工.2016（01）
[2]管5特低渗透油藏注水防膨实验研究[J]. 尹先清，曲乾生，罗觉生，郑琼，刘琴，陈方鸿，龙霄.钻采工艺.2017（03）
（作者单位：胜利油田现河采油厂工艺研究所）
关键词：低渗透油藏；注水开发；防膨剂；室内实验
1低渗透油藏注水影响因素分析
（1）储层低渗、孔喉小，注水启动压力高
如：A块储层渗透率为6.63×10-3um2，孔隙度11.8%（地科院本次测定数据），B块储层渗透率11.98×10-3um2，孔隙度15.8%，均属低孔低渗储层。
（2）储层敏感性影响
A、B块储层粘土矿物含量较高，其中A块粘土含量在5～12%，绿泥石含量24～50%，伊蒙混层含量14～31%；高890块粘土含量为9.4%，其中伊利石含量21.2～23%，高岭石含量19～27%，伊蒙混层含量5～25.4%。由于储层粘土矿物含量较高，在注水开发中会存在速敏以及水敏影响。
（3）储层润湿性影响
利用油藏岩石润湿性（自吸法）试验对AB块岩心润湿性进行评价，结果表明C井岩心吸水62.88%，属强亲水；D井2#样品吸水73.10%，10#样品吸水38.37，均属强亲水。同时，在注水开发过程中，由于注入水前端的油水界面张力过大，油滴不易分散，受毛管阻力影响，会导致驱替压力升高。
（4）注入水与地层水及储层不配伍影响
对AB地层水进行分析发现，地层水呈酸性，PH值在4.5-5.5，利用等离子发射光谱检测到地层水中均含有一定量的铁离子及Ca、Mg、Ba、Sr等成垢离子。
2低渗透油藏注水防膨工艺研究
2.1减少储层敏感性影响
对于储层粘土矿物含量高，注水过程中易发生膨胀、运移的问题，在油井转注时挤入小分子季铵盐防膨剂段塞进行预处理，处理半径5-6m，进行了大量的室内试验及现场应用情况表明，防膨剂与注入水、地层水配伍性良好。药剂注入地层后能有效修复泥岩活性分子，改善粘土晶格，使其遇水后不膨胀；对于已发生膨胀的粘土晶格，通过化学反应改性后释放出水分子，晶格缩小，即具有防膨缩膨性能。同时复配药剂中活性分子的推电子性能，产生诱导效应，使电子云分布不均匀，在岩石表面形成分子保护膜，从而有效抑制粘土的膨胀、分散和运移，室内对防膨剂与注入水、A地层水配伍性评价。利用6%小分子季铵盐防膨剂对岩心进行处理后改注水，持续注入400PV，岩心渗透率未见明显伤害，说明小分子季铵盐防膨剂对粘土矿物具有良好的稳定作用，同时因为分子量小，对岩心不产生吸附伤害。
2.2减少储层润湿性伤害
岩心润湿性评价结果显示AB储层强亲水，同时，在注水开发过程中，注入水前端的油水界面张力过大，油滴不易分散，受毛管阻力影响，造成驱替压力升高。室内试验表明，在预处理段塞中加入水伤害处理剂（表面活性剂），其中的活性分子能够进入低渗地层广泛的孔隙空间，降低固液相间的界面张力，消除大水颗粒造成的水锁伤害；润湿清洁地层，使岩层表面润湿性翻转，明显降低注水压力，使无法正常注水的水井降压增注，提高油水井渗透力进而提高油气开发效果。室内试验中将防膨与解水伤害相结合对岩心进行预处理，处理后岩心渗透率略有上升。在低滲透油田现场试验中可降低注水压力3-5MPa。
2.3降低注入水与地层水及储层不配伍影响
通过室内试验，认识到影响储层渗透率的另一个因素是注入水与地层水及储层接触后产生的结垢伤害，垢物成分主要是氢氧化铁垢和钡、钙的碳酸盐垢。室内试验结果表明在注入水中加入一定量铁离子稳定剂与阻垢剂，可以起到良好的稳铁效果，同时可以有效抑制碳酸盐垢的析出。
2.3.1室内药剂评价实验
分别合成3种主剂A、B、C，其中A为还原型主剂，B为主要络合剂，C为螯合型主剂，按不同水质的要求进行一定比例添加。同体积空白水样（无氧水，注意隔氧），加铁离子稳定剂并调节pH后铁离子稳定性实验。实验温度：室温及50、70、80、90℃（共5个点）放置7天，详细观察并记录1、2、4、8、24、48、72、96、120、144、168小时各点的外观状况和变化，拍数码照片，比色法测定7天后水样中铁离子含量，化学法测定钙、镁、钡、锶离子含量。
2.3.2实验结果
通过实验，认为在低渗储层水中钙、镁、钡、锶离子含量基本稳定的情况下，防垢-铁离子稳定剂复合药剂的使用方案为：一般铁离子浓度（～100mg/L）：复合药剂总用量为100 mg/L，A：B：C=50：20：30。中等铁离子浓度（100～150mg/L）：复合药剂总用量为120 mg/L，A：B：C=60：20：40。高含量铁离子浓度（200～300mg/L）：复合药剂总用量为150 mg/L，A：B：C=70：40：40。
3现场实施与应用
通过开展了低渗透油藏有效注水防膨工艺研究，对储层敏感性伤害、水质配伍性、药剂筛选等实验，完成注水站水质机杂精滤技改工作，在此基础上优选水伤害处理剂+改性小阳离子聚季胺盐+铁稳剂的大型防膨工艺模式，相继在8口井应用实施，防膨处理半径5-6m，防膨处理液量100-175m3，现场施工压力14-24MPa，实施后注水效果较好，全部达到配注要求。
4结论与认识
（1）针对储层特点，分析得出储层敏感性、注入水与地层水及储层不配伍等影响低渗油藏注水效果的主要因素。（2）通过开展储层敏感性伤害、水质配伍性、防膨药剂筛选等室内实验，为针对性治理提供了基础和手段。（3）优化配套形成水伤害处理剂+改性小阳离子聚季胺盐+铁稳剂的大型防膨工艺模式，实现了低渗水敏油藏的有效注水开发。
参考文献
[1]阳离子防膨剂的室内性能评价研究[J]. 万长锁，张伟，刘延军，安引宏.辽宁化工.2016（01）
[2]管5特低渗透油藏注水防膨实验研究[J]. 尹先清，曲乾生，罗觉生，郑琼，刘琴，陈方鸿，龙霄.钻采工艺.2017（03）
（作者单位：胜利油田现河采油厂工艺研究所）