本發(fā)明涉及油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
隨著石油的大規(guī)模開發(fā)，我國(guó)許多油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)中后期，地層能量虧空較大，注水成了補(bǔ)充地層能量最有效的方法，但注入水注入地層后會(huì)與地層水、地層原油及儲(chǔ)層巖石發(fā)生物理或者化學(xué)反應(yīng)堵塞儲(chǔ)層孔隙喉道,一旦注水造成傷害后，會(huì)造成注水壓力升高、注入量降低等問題，進(jìn)行后期解堵措施費(fèi)用較高，因此在注入水選擇時(shí)需要進(jìn)行配伍性評(píng)價(jià)，而目前沒有系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)地層條件下注入水與儲(chǔ)層流體及巖石的配伍性方法，而且不能模擬地層條件下的溫度和壓力影響，不能真實(shí)反映地層條件下發(fā)生的變化，這限制了注入水對(duì)儲(chǔ)層傷害程度評(píng)價(jià)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。為此我們發(fā)明了一種新的模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法，解決了以上技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種能夠系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)地層溫度及壓力條件下注入水對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度的模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法。
本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法，該模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法包括：步驟1，進(jìn)行地層水及注入水礦化度測(cè)試；步驟2，進(jìn)行流速傷害評(píng)價(jià)，在不同流速下儲(chǔ)層巖石滲透率的變化，測(cè)試巖心對(duì)流速的敏感性；步驟3，進(jìn)行注入水礦化度傷害評(píng)價(jià)，在通注入水的情況下巖石滲透率的變化，測(cè)試巖心對(duì)注入水礦化度的敏感性；步驟4，進(jìn)行注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)注入水與地層水按不同比例混合后對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度。
本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：
在步驟1中，地層水是指從產(chǎn)油層的采出液通過油水分離而來的水；注入水是指需要從注水井注入到產(chǎn)油層位的水，由不同層位地層水中的一種或者多種混合而來。
在步驟2中，流速傷害評(píng)價(jià)包括地層水除油、地層水過濾、地層水不同流速下對(duì)巖心滲透率傷害程度，具體步驟包括：
(a)地層水除油，按石油醚：地層水＝1:1的比例清洗地層水中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L為合格；
(b)地層水過濾，將除油地層水用孔徑0.22μm濾膜過濾；
(c)不同流速下地層水對(duì)巖心滲透率傷害程度測(cè)試。
在步驟c中，按照不同流速、地層溫度和壓力下，利用裝有回壓裝置的驅(qū)替流程測(cè)試地層水對(duì)巖心滲透率傷害程度；若滲透率降低程度超過初始滲透率的5％，則認(rèn)為該流速下對(duì)巖心有傷害，確定其為臨界流速，后續(xù)驅(qū)替試驗(yàn)流速不得超過臨界流速，若巖心無臨界流速值，則后續(xù)驅(qū)替試驗(yàn)可根據(jù)滲透率高低選擇流速。
在步驟c中，巖心是指經(jīng)過鉆、切、洗油處理后其直徑2.5cm、3.75cm≤長(zhǎng)度≤20cm的巖心；不同流速是指0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min、0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min；回壓裝置可加壓至40MPa，回壓裝置可使驅(qū)替裝置模擬40MPa以下的地層壓力及溫度，超過40MPa的地層壓力按照地層壓力：回壓＝1：1的比例提高回壓裝置的最高壓力即可；可根據(jù)滲透率高低選擇流速是指低滲透巖心選擇0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高滲巖心選擇0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一進(jìn)行測(cè)試。
在步驟3中，注入水礦化度傷害評(píng)價(jià)包括注入水除油、注入水過濾、地層水測(cè)巖心初始滲透率、通注入水傷害后巖心滲透率測(cè)試、傷害計(jì)算，具體步驟包括：
(a)注入水除油，按石油醚：注入水＝1:1的比例清洗注入水中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L為合格；
(b)注入水過濾，將除油注入水用孔徑0.22μm濾膜過濾；
(c)地層水測(cè)巖心初始滲透率；
(d)通注入水后巖心滲透率測(cè)試，在地層溫度及壓力下，通巖心孔隙體積20倍量的注入水，停2h，測(cè)試傷害后巖心滲透率；
(e)進(jìn)行傷害計(jì)算，按照以下公式計(jì)算：
(初始滲透率—傷害后滲透率)/初始滲透率×100％＝注入水對(duì)巖心傷害率。
在步驟c中，在地層溫度及壓力下測(cè)試巖心的初始滲透率，測(cè)試流速按照有臨界流速不得超過臨界流速，若巖心無臨界流速值，則驅(qū)替試驗(yàn)可按照低滲透巖心選擇0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高滲巖心選擇0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一進(jìn)行測(cè)試。
在步驟e中，以注入水對(duì)巖心傷害率評(píng)價(jià)注入水與儲(chǔ)層巖石的配伍性，若傷害率≤5％則認(rèn)為無傷害，若＞5％，則認(rèn)為有傷害，傷害程度以計(jì)算的傷害率為準(zhǔn)。
在步驟4中，注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)包括注入水及地層水除油、注入水及地層水 過濾、注入水與地層水不同比例混合對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度評(píng)價(jià)，具體步驟包括：
(a)注入水及地層水除油，按石油醚：注入水或地層水＝1:1的比例清洗其中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L為合格；
(b)注入水及地層水過濾，將除油注入水及地層水用孔徑0.22μm濾膜過濾；
(c)注入水與地層水混合對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度評(píng)價(jià)。
在步驟c中，將注入水與地層水分別添加到兩個(gè)并聯(lián)驅(qū)替罐中，巖心夾持器溫度及壓力為目的層位的地層溫度及地層壓力，先通過地層水驅(qū)替，記錄巖心初始滲透率k1，然后兩個(gè)并聯(lián)驅(qū)替罐同時(shí)驅(qū)替，驅(qū)替流量比按照1:1、1:2、2:1三個(gè)不同比例分別評(píng)價(jià)或按照自己設(shè)定比例設(shè)置，驅(qū)替30min，停2h，繼續(xù)驅(qū)替并記錄此時(shí)的巖心滲透率并與之前的滲透率k1進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)依據(jù)為：若滲透率傷害率≤5％，則認(rèn)為注入水與地層水混合后不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成傷害，配伍性良好；若滲透率傷害率＞5％，則認(rèn)為注入水與地層水混合后會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成傷害，不配伍，傷害程度以測(cè)試的滲透率降低值為準(zhǔn)。
本發(fā)明中的模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法，是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供的方法，本發(fā)明能夠系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)地層溫度及壓力條件下注入水對(duì)儲(chǔ)層的傷害程度，可操作性和針對(duì)性強(qiáng)，評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)性和準(zhǔn)確性高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明的方法可操作性和針對(duì)性強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)注入水與儲(chǔ)層巖石及地層水的配伍性；
(2)本發(fā)明的方法能夠模擬地層條件，評(píng)價(jià)結(jié)果具有更好的真實(shí)性和準(zhǔn)確性；
(3)本發(fā)明的方法系統(tǒng)性強(qiáng)，能夠系統(tǒng)地評(píng)價(jià)注入水與儲(chǔ)層的配伍性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法的一具體實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖所示，作詳細(xì)說明如下。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明的模擬地層條件下的注入水傷害評(píng)價(jià)方法的流程圖。
在步驟101，進(jìn)行地層水及注入水礦化度測(cè)試。按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 5523-2006油田水分析方法》測(cè)試地層水及注入水礦化度。地層水是指從產(chǎn)油層的采出液通過油水分離而來的水；注入水是指需要從注水井注入到產(chǎn)油層位的水，由不同層位地層水中的一種或者多種混合而來。
在步驟102，進(jìn)行流速傷害評(píng)價(jià)。巖石中的伊利石礦物在一定流速下會(huì)發(fā)生運(yùn)移從而堵塞巖心孔隙喉道，造成巖心滲透率降低，流速傷害評(píng)價(jià)是指在不同流速下儲(chǔ)層巖石滲透率的變化，測(cè)試巖心對(duì)流速的敏感性。
流速傷害評(píng)價(jià)包括地層水除油、地層水過濾、地層水不同流速下對(duì)巖心滲透率傷害程度，具體評(píng)價(jià)方法如下：
(1)地層水除油
按石油醚：地層水＝1:1的比例清洗地層水中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L為合格。
(2)地層水過濾
將除油地層水用孔徑0.22μm濾膜過濾。
(3)不同流速下地層水對(duì)巖心滲透率傷害程度測(cè)試
按照不同流速、地層溫度和壓力下，利用裝有回壓裝置的驅(qū)替流程測(cè)試地層水對(duì)巖心滲透率傷害程度。若滲透率降低程度超過初始滲透率的5％，則認(rèn)為該流速下對(duì)巖心有傷害，確定其為臨界流速，后續(xù)驅(qū)替試驗(yàn)流速不得超過臨界流速，若巖心無臨界流速值，則后續(xù)驅(qū)替試驗(yàn)可根據(jù)滲透率高低選擇流速。
其中，巖心是指經(jīng)過鉆、切、洗油處理后其直徑2.5cm、3.75cm≤長(zhǎng)度≤20cm的巖心。不同流速是指0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min、0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min；
回壓裝置可加壓至40MPa，回壓裝置可使驅(qū)替裝置模擬40MPa以下的地層壓力及溫度，超過40MPa的地層壓力可按照地層壓力：回壓＝1：1的比例提高回壓裝置的最高壓力即可；
可根據(jù)滲透率高低選擇流速是指低滲透巖心(滲透率在50×10-3μm2以下)選擇0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高滲巖心(滲透率在50×10-3μm2以上)選擇0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一進(jìn)行測(cè)試。
在步驟103，進(jìn)行注入水礦化度傷害評(píng)價(jià)。巖石中的蒙脫石礦物在低于地層水礦化度下時(shí)會(huì)發(fā)生吸水膨脹從而堵塞巖心孔隙喉道，造成巖心滲透率降低，注入水礦化度傷害評(píng)價(jià)是指在通注入水的情況下巖石滲透率的變化，測(cè)試巖心對(duì)注入水礦化度的敏感性。
根據(jù)前面測(cè)試結(jié)果，如果注入水礦化度高于地層水礦化度，則該步驟省略，如果注入水礦化度低于地層水礦化度則進(jìn)行該步驟評(píng)價(jià)，具體包括注入水除油、注入水過濾、地層水測(cè)巖心初始滲透率、通注入水傷害后巖心滲透率測(cè)試、傷害計(jì)算，具體評(píng)價(jià)方法 如下：
(1)注入水除油
按石油醚：注入水＝1:1的比例清洗注入水中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L為合格。
(2)注入水過濾
將除油注入水用孔徑0.22μm濾膜過濾。
(3)地層水測(cè)巖心初始滲透率
在地層溫度及壓力下測(cè)試巖心的初始滲透率，測(cè)試流速按照有臨界流速不得超過臨界流速，若巖心無臨界流速值，則驅(qū)替試驗(yàn)可按照低滲透巖心選擇0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高滲巖心選擇0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一進(jìn)行測(cè)試。
(4)通注入水傷害后巖心滲透率測(cè)試
在地層溫度及壓力下，通巖心孔隙體積20倍量的注入水，停2h，測(cè)試傷害后巖心滲透率。
(5)傷害計(jì)算
按照以下公式計(jì)算：
(初始滲透率—傷害后滲透率)/初始滲透率×100％＝注入水對(duì)巖心傷害率
以此結(jié)果評(píng)價(jià)注入水與儲(chǔ)層巖石的配伍性，若傷害率≤5％則認(rèn)為無傷害，若＞5％，則認(rèn)為有傷害，傷害程度以計(jì)算的傷害率為準(zhǔn)。
在步驟104，進(jìn)行注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)。注入水與地層水混合后，由于其各種離子組分的不同，可能造成結(jié)垢，從而堵塞儲(chǔ)層的孔隙喉道，使?jié)B透率降低，注水壓力升高。注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)是指評(píng)價(jià)注入水與地層水按不同比例混合后對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度。
注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)包括注入水及地層水除油、注入水及地層水過濾、注入水與地層水不同比例混合對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)步驟如下：
(1)注入水及地層水除油
按石油醚：注入水(地層水)＝1:1的比例清洗其中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L為合格。
(2)注入水及地層水過濾
將除油注入水及地層水用孔徑0.22μm濾膜過濾。
(3)注入水與地層水混合對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度評(píng)價(jià)
將注入水與地層水分別添加到兩個(gè)并聯(lián)驅(qū)替罐中，巖心夾持器溫度及壓力為目的層位的地層溫度及地層壓力，先通過地層水驅(qū)替，記錄巖心初始滲透率k1，然后兩個(gè)并聯(lián)驅(qū)替罐同時(shí)驅(qū)替，驅(qū)替流量比按照1:1、1:2、2:1三個(gè)不同比例分別評(píng)價(jià)或按照自己設(shè)定比例設(shè)置，驅(qū)替30min，停2h，繼續(xù)驅(qū)替并記錄此時(shí)的巖心滲透率并與之前的滲透率k1進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)依據(jù)見表1。
表1注入水傷害判斷結(jié)果依據(jù)表
以下為應(yīng)用本發(fā)明的具體實(shí)施例：以勝利油田F1油田為例
F1油田，油藏氣測(cè)滲透率25×10-3μm2，孔隙度15％，屬低孔低滲油藏，油藏溫度74℃，原始地層壓力21.3MPa，該油藏已經(jīng)開發(fā)5年，目前地層壓力17.5MPa，由于地層能量降低較多，需要注水補(bǔ)充地層能量，實(shí)施注水前需要對(duì)注入水配伍性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
實(shí)施本發(fā)明的具體步驟如下：
1、地層水及注入水礦化度測(cè)試
按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 5523-2006油田水分析方法》，測(cè)試F1油田注入水礦化度5087mg/L，地層水礦化度24710mg/L。
2、流速傷害評(píng)價(jià)
流速傷害評(píng)價(jià)包括地層水除油、地層水過濾、地層水不同流速下對(duì)巖心滲透率傷害程度，具體評(píng)價(jià)方法如下：
(1)地層水除油
按石油醚：地層水＝1:1的比例清洗地層水中的乳化油，水中含油量為0.04mg/L，獲得處理后地層水1L。
(2)地層水過濾
將除油地層水用孔徑0.22μm濾膜過濾。
(3)不同流速下地層水對(duì)巖心滲透率傷害程度測(cè)試
調(diào)節(jié)回壓裝置壓力為17.5MPa、巖心夾持器溫度為74℃，依次以0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min、0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min的流速測(cè)試儲(chǔ)層巖心滲透率變化，其中巖心直徑2.5cm、長(zhǎng)度4.51cm，驅(qū)替液為地層水。經(jīng)測(cè)試，巖心液測(cè)滲透率在不同流速下分別為4.7×10-3μm2、4.93×10-3μm2、5.10×10-3μm2、5.15×10-3μm2、5.2×10-3μm2、5.21×10-3μm2、5.20×10-3μm2、5.20×10-3μm2、5.20×10-3μm2，滲透率降低程度低于5％，因此該油田無流速傷害。
3、注入水礦化度傷害評(píng)價(jià)
F1油田注入水礦化度5087mg/L，地層水礦化度24710mg/L，注入水礦化度低于地層水礦化度，需要進(jìn)行注入水礦化度傷害評(píng)價(jià)。
具體包括注入水除油、注入水過濾、地層水測(cè)巖心初始滲透率、通注入水傷害后巖心滲透率測(cè)試、傷害計(jì)算，具體評(píng)價(jià)方法如下：
(1)注入水除油
按石油醚：注入水＝1:1的比例清洗注入水中的乳化油，水中含油量≤0.02mg/L，獲得處理后地層水500ml。
(2)注入水過濾
將除油注入水用孔徑0.22μm濾膜過濾。
(3)地層水測(cè)巖心初始滲透率
調(diào)節(jié)回壓裝置壓力為17.5MPa、巖心夾持器溫度為74℃，測(cè)試流速按照0.1ml/min進(jìn)行測(cè)試，其中巖心直徑2.5cm、長(zhǎng)度4.78cm，驅(qū)替流體為地層水。經(jīng)測(cè)試巖心初始滲透率5.01×10-3μm2。
(4)通注入水傷害后巖心滲透率測(cè)試
調(diào)節(jié)回壓裝置壓力為17.5MPa、巖心夾持器溫度為74℃，測(cè)試流速按照0.1ml/min進(jìn)行測(cè)試，驅(qū)替流體為注入水，通巖心孔隙體積20倍量的注入水，停2h，測(cè)試傷害后巖心滲透率為4.97×10-3μm2。
(5)傷害計(jì)算
按照公式：
(初始滲透率—傷害后滲透率)/初始滲透率×100％＝注入水對(duì)巖心傷害率
計(jì)算滲透率降低程度為0.8％，低于5％，因此認(rèn)為該油田注入水對(duì)儲(chǔ)層巖石無傷害。
4、注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)
注入水與地層水配伍性評(píng)價(jià)包括注入水及地層水除油、注入水及地層水過濾、注入水與地層水不同比例混合對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)步驟如下：
(1)注入水及地層水除油
按石油醚：注入水(地層水)＝1:1的比例清洗其中的乳化油，注入水中含油量為0.025mg/L，地層水中的含油量為0.03mg/L，注入水和地層水各清洗300ml。
(2)注入水及地層水過濾
將除油注入水及地層水用孔徑0.22μm濾膜過濾。
(3)注入水與地層水混合對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害程度評(píng)價(jià)
將注入水與地層水各300ml分別添加到兩個(gè)并聯(lián)驅(qū)替罐中進(jìn)行驅(qū)替，調(diào)節(jié)回壓裝置壓力為17.5MPa、巖心夾持器溫度為74℃，其中巖心直徑2.5cm、長(zhǎng)度5.38cm，地層水測(cè)初始滲透率為5.33×10-3μm2，然后驅(qū)替流量比按照0.075ml/min：0.075ml/min、0.05ml/min：0.1ml/min、0.1ml/min：0.05ml/min三個(gè)不同比例分別評(píng)價(jià)，驅(qū)替30min，停2h，繼續(xù)驅(qū)替測(cè)巖心滲透率分別為1.79×10-3μm2、3.47×10-3μm2、4.51×10-3μm2，測(cè)試結(jié)果見表2。
表2 F1區(qū)塊注入水傷害判斷結(jié)果