克拉玛依油田注水储层伤害与水质问题分析

为揭示注水水质对储层的伤害情况,针对克拉玛依油田清污混注运行中水体不配伍和水质达标率低的问题,开展了清污混注的水体配伍性、水质对岩心的伤害、悬浮颗粒或乳化油对储层堵塞机理及注水水质指标研究。结果表明:克拉玛依油田污水与清水、注入水与地层水均存在一定程度的不配伍,但失钙(镁)率都在30%以下。清污混注增加了注水对岩心伤害的程度,且清水占比越大伤害越重。注入水中悬浮颗粒和乳化油浓度越高,岩心的渗透率保留率越低,对岩心的伤害程度也越大。因此,克拉玛依油田最大的清水配注量应是恰好满足配注所需的最低清水量,回注水的推荐指标为悬浮颗粒质量浓度≤5mg/L、乳化油质量浓度≤20mg/L。     

低渗透变形介质渗透率时变效应规律及对油田开发的影响

针对低渗透油田开发过程中存在的时变效应,以室内实验为基础,结合数值模拟方法研究了低渗透油藏渗透率时变效应规律及其对油田开发效果的影响.结果表明,上覆压力越大,渗透率时变伤害率越大,上覆压力增大至一定值之后,上覆压力的变化对渗透率伤害率的影响不大.渗透率越小,渗透率时变伤害率越大.当渗透率小于0.1×10-3 μm2时,渗透率时变伤害明显增大,同时难以恢复到原渗透率条件,裂缝性岩心时变伤害大且伤害后恢复更加困难.时变效应对渗透率的伤害主要集中在井筒附近,无因次半径越小,渗透率伤害越大;在相同的生产压差下,时变效应系数越大,油井产量越低.     

储层伤害室内评价方法的研究

从分析影响产能的因素着手,修正了油气层损害室内证件夺心伤害率ＤＲ的定义,确定了岩心伤害深度和伤害段岩心渗稼率的测定方法,并针地两种渗透率不同的岩心完善了梯度测量法和储层作害室内评价方法。     

马岭油田北三区污水回注的实验研究

根据马岭油田北三区油田水性质，结合污水与地层水混合的静态实验结果分析，发现污水回注对地层可能引起不同程度的伤害。同时，模拟地层条件做岩心流动实验。将采出的污水回注到地层与地层水混合后，亦会使地层渗透率下降，且随着污水含量的增加，渗透率伤害程度增大。     

胜利油田低渗透油藏储层水敏感性评价

砂岩水敏性使渗透率降低的程度依赖于岩石的组成。通过改变盐水的流速、盐水的盐度及盐水和淡水反向交替注入等流动实验，说明引起渗透率降低的机理是孔隙中粘土膨胀和微粒运移的堵塞。当流速高于临界流速或盐度低于临界值时，微粒运移和粘土膨胀均将产生。用有机的季胺盐（粘土稳定剂）对岩心进行预处理，可以防止或减少粘土膨胀造成渗透率的降低。     

基于数字岩心分形特征的渗透率预测方法

基于数字岩心技术,对岩心CT扫描图像进行处理,结合分形理论求取数字岩心的分形特征参数并通过构建数字岩心的等效分形介质模型对岩心渗透率进行预测。首先对两块砂岩岩心进行了微米CT扫描,提取岩心孔隙网络模型,分析岩心孔隙结构特征,结果表明岩心的孔喉半径分布与孔喉配位数分布对岩心渗透率有一定影响;其次利用MATLAB、Image J等软件对CT扫描得到的数字岩心及帝国理工学院网站公开的数字岩心进行处理,基于分形理论求取数字岩心分形维数、迂曲度、迂曲度分形维数和最大孔隙直径等参数;最后基于分形渗透率模型对岩心渗透率进行预测。结果表明：预测渗透率与岩心渗透率具有良好的相关性,相关系数大于0.97。因此,基于数字岩心技术,通过构建数字岩心等效分形介质模型,可以有效预测岩心渗透率。     

盐水泥浆的动态滤失性能和与 储层相容性的试验研究

摘 要 为了确定 NaCl 泥浆的动态滤失性能和与储层的相容性‚进行了一系列动态岩心流动 试验‚试验岩心为 Bentheimer 砂岩。泥浆固相颗粒和滤液引起的储层伤害程度是借助于岩心 各段伤害率 （ SDR 值） 进行评价的。试验在德国 Clausthal 工业大学深钻所研制的动态井底模 拟循环试验装置上进行。试验研究选用了两种泥浆配方。动态循环试验中还测量了滤液总量 以及污染前后岩心的渗透率。试验研究结果表明所研制的 NaCl 泥浆和模拟储层的相容性很 好。试验研究还探讨了高温和油水两相条件下泥浆对储层的伤害程度以及对滤液总量的影响。     

低温对煤岩渗透性影响试验研究

液氮压裂过程向地层注入液氮而产生的低温会对煤层岩石造成破坏,导致煤层渗透率升高。为揭示液氮注入地层过程对煤层渗透率影响的规律,采用压力脉冲衰减法开展了低温处理前、后煤岩渗透率测试试验。对比干燥与饱水煤岩在不同处理温度下的渗透率测试结果,-10、-25、-40℃及液氮(-195.8℃)低温处理30 min都会导致煤岩渗透率升高,饱水煤岩渗透率升高幅度高于干燥煤岩;随着处理温度的降低,煤岩渗透率升高幅度变大,拟合得到了渗透率升高率与煤岩处理温度之间的指数关系。通过试验结果分析,详细论述了低温导致煤岩破坏并提高煤层渗透率的原理。     

用超声波消除井底附近的地层损害

在实验室进行了利用超声波能来减少由微粒和泥浆固体引起对地层损害的研究，泥浆伤害岩芯的试验是在一个动力过滤筒中进行。用注入淡水模拟由于微粒迁移引起的地层伤害，然后采用各种频率和强度的超声波能对损伤的岩芯进行处理，实验是在完全饱和盐水的岩芯和部分饱和癸烷的岩芯里进行。逆流期间，将每一岩芯三个不同截面的渗透率作为超声波处理时间的函数进行监测。对砂岩芯和石灰岩岩芯的渗透率增大程度、需要处理的深度和超声波能     

储集层非均质性分析的计算机方法:以西弗吉尼亚州下密西西比系油田为例

本文使用几种计算法和统计法研究美国西弗吉尼亚洲中部格兰尼克里克油田大Ｉｎｊｕｎ砂岩储集层的结构及其与采油量的关系。计算机程序根据已出版的资料编写，以适合（ｌ）计算渗透率对孔隙度的回归；（２）标绘三维孔隙度；（３）确定和标绘根据地球物理测井记录推断的相；（４）估算原始储量、累积产量和采油率。因为回归分析显示出测井记录和岩心孔隙度及岩心渗透率间微弱但重要的相关，所以，孔隙度可用干地层渗透率中以构成储集层的模式。也使用定量地层对比和多维定算法来估算在缺乏可用数据的情况下构造的影响。于井间使用克里格法内插绘制的剖面，突出了孔隙度较高的地带。使用地球物理测井资料和岩心描述，用聚类分析确定导电相。原始储量的估算结果与累计产量数据相结合，得出采油率的估算值。这些采油量变量图通常呈现在岩相图上观察到的相同的南北走向。     

三元复合驱采出污水回注渗透率的影响因素分析

基于大庆油田三元复合驱采出污水回注对地层存在的损害现象,研究了污水回注渗透率的影响因素。采用室内水驱实验方法,对三元复合驱采出污水中悬浮物、油、碱、聚合物等因素进行了分析,阐述了各种成分对渗透率的影响机理。结果表明,悬浮物颗粒会堵塞孔隙喉道,油产生的“贾敏效应”将增大油水流动阻力,碱与岩石及黏土矿物问的物理化学作用会使地层结垢,聚合物在岩芯中的吸附和滞留共同造成地层渗透率的下降。因此,建议将三元复合驱采出污水中悬浮物、油、碱、聚合物等处理合格后再进行回注,以减轻对地层的损害。     

基于CT三维重建的注水煤岩体裂隙扩展规律研究

针对煤层注水防尘过程中注水压力设置不合理、注水渗流效果差等问题,采用CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法,构建了可以表征注水煤岩体内部孔裂隙结构的三维细观非均匀渗流损伤数值模型。通过对经过CT三维重构的煤岩模型进行不同注水压力的渗流损伤模拟,研究了煤层注水压力对煤样的渗流破坏、渗透率演化及声发射特性变化的影响;并通过对重构的煤岩模型进行缩放处理,研究了煤岩尺寸对煤样的渗流破坏和声发射变化的影响。研究结果表明：在煤样微观裂隙扩展过程中,随着注水压力的递增,煤样损伤单元数、渗流运动的渗流场分布范围、渗透率、声发射数目和能量总体呈上升趋势,局部范围内有波动发生,发生波动的原因是由于渗流运动的渗流场与煤样裂隙内部应力场发生临界反应,致使煤样破坏单元位置发生改变;煤样渗透率由3.82×10−5 μm2上升至0.314 μm2,孔隙率由5.45%上升至48.45%,揭示了煤岩体裂隙总体上随注水压力增大而不断扩展贯通,局部上随注水压力增大而扩展趋势有所下降的影响规律;随着煤样尺寸的增加,注水破坏后煤样的孔隙率呈现先下降后逐渐平稳的趋势,声发射特性变化趋势正好与之相反,表明煤样的尺寸对注水煤岩渗流破坏有显著影响,但当煤样尺寸超过40 mm时,煤样尺寸对注水煤岩渗流破坏的影响趋于稳定。CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法能够有效模拟注水煤岩的裂隙渗流扩展行为。     

秦家屯油田储层的敏感性评价

储层的敏感性评价是研究储层损害机理、保护储层或减小储层损害的依据,是搞好油田注水开发的基础。采用岩心流动实验装置,开展了储层敏感性的室内实验。结果表明秦家屯油田储集层对流体速度表现为弱敏感性,对盐敏表现为中等偏弱盐敏性,对酸表现为无敏感性,随着注水速度的增加,岩心的渗透率也随之增大,并未出现“桥堵”和“卡堵”现象,说明储层中不稳定的固相颗粒含量低,不能堵塞地层,油层增产可采用提高注入速度、酸化等措施,油层水敏为中等偏弱到中等偏强,注水前要注入稳定剂。碱敏表现为弱碱敏或中等碱敏,对该区三次采油作业中,尤其是碱水驱油要特别注意。     

Management options for a multipurpose coastal aquifer in Oman

Using MODFLOW 2005, this study numerically evaluated the effects of managed aquifer recharge (MAR) using treated wastewater (TWW) in managing the Al-Khawd coastal aquifer northeast of Oman. Our primary objective is to increase the urban water supply and to sustain the aquifer service with the lowest possible damage to the aquifer. A number of managerial scenarios were simulated and progressively developed to reduce seawater intrusion and outflow of the groundwater to the sea. An economic analysis was conducted to characterize the trade-off between the benefits of MAR and seawater inflow to the aquifer under increased abstraction for domestic supply. The results show that by managing irrigation wells and relocating public wells in conjunction with MAR practices, the abstracted volume for drinking purposes could be doubled. Even though injection of TWW is more expensive (due to the injection cost), it was observed to result in greater benefits. The results indicate that managing the aquifer would produce a net benefit ranging from $8.22 million (scenario 7) to $15.21 million (scenario 4) compared to $1.57 million with the current practice. In conclusion, MAR using TWW is a feasible solution to develop water resources in arid regions, and the best scenario depends on the decision maker’s preference when weighing the benefits of MAR and the level of damage to the aquifer. MAR could help manage stressed aquifer systems in arid zones to maximize the benefit of using the water for domestic purposes while minimizing the damage to the aquifer.     

热采条件下砂岩储层矿物转化的实验研究

研究了中国渤海湾北部油藏区砂岩储层中粘土矿物在高温、高压流动 条件下矿物组 分和体系结构的变化,原样包含石英、长石及粘土矿物等。提供了两组岩芯流动实验的结果 ,测试了样品在150℃、200℃、250℃,pH值为9、11、13下的反应结果,并对实验前后的样 品做了X射线衍射分析、电子探针分析。实验结果表明,粘土矿物的转化和迁移是造成储层 伤害的一个重要原因,一些离子对矿物反应有重要的影响作用。如何在开采过程中有效防止 易膨胀粘土及易迁移粘土的生成是保持储层渗透性的关键。实验结果可用于砂岩储层的注热 水/汽开采过程。     

致密油油藏空气泡沫调驱机理实验

以长庆某致密油井区取心样品、注入水与地层水、优选的空气泡沫体系等为基础,利用一维长岩心驱替实验装置开展了致密油储层基质与裂缝岩心分别注入纯泡沫液、空气与空气泡沫的注入能力实验,揭示在实际储层条件下,空气泡沫体系无法直接进入致密油基质岩心,但由于泡沫剂受到储层吸附,消泡后的纯泡沫液与气体可以顺利注入致密油基质岩心实现稳定驱替。设计并开展了基质渗透率级差为10、基质与裂缝双重发育的三管并联岩心驱替实验,明确了空气泡沫封堵裂缝调驱机理。泡沫流体主要进入裂缝岩心并有效封堵裂缝,部分泡沫消泡后形成的泡沫液与空气进入并驱替基质中的剩余油,最终空气泡沫驱残余油饱和度比水驱降低了21.12%,驱油效率提高了32.89%,改善水驱后开发效果明显;为避免暴性水淹的低效阶段,应在含水90%以前尽早转入空气泡沫驱,提高采油速度与经济效益。     

Onsite experimental simulation of brine injection into a clastic reservoir as applied to geothermal exploitation in Germany

Results from two onsite core flood experiments are presented addressing permeability development of a clastic reservoir to brine flooding. Sandstone samples were percolated with anoxic thermal brines to simulate injection during geothermal exploitation. Petrographic studies of the cores before and after the experiment and chemical investigations of the thermal water have shown that despite good initial petrophysical properties, injection of geothermal brines led to a permeability decrease of the core plugs. The experiment with oxidized water showed a permeability decrease resulting in a total loss of permeability due to precipitation of Fe hydroxide. The decrease is dependent on particle size and concentration, pore throat size and flow rate. The decline of permeability during the second percolation experiment with original thermal water can be explained by deposition of small particles such as fragments of feldspars and quartz into the porous medium.     

油层回注含聚合物污水的适应性

通过分析油田聚合物驱产出水处理后聚合物的分子特性以及各组分变化,认为含聚合物污水对油层的主要影响因素是污水中聚合物的含量。由岩心驱替实验结果证明,聚合物浓度不同的污水对具不同渗透率油层的适应性是不同的。建议对不同类型油层的注入水选择适合的聚合物浓度。这一研究成果对聚合物驱后的污水利用以及研究注入油层的水质标准具有可参考的意义。     

王庄油田强水敏油藏粘土矿物危害研究

强水敏油藏指储层遇到外来流体后，渗透率的下降幅度超过70％的油藏。该类油藏由于渗透率的大幅下降，导致注水、注汽等地层能量补充困难，开发效果不理想。目前国内外对储层敏感性机理研究逐渐从试验走向实践，并形成了一套系统的储层敏感性试验研究方法，但敏感性油藏的开发始终未取得较大的突破。其重要原因就是粘土矿物伤害储层。笔者以王庄油田强水敏性油藏为例。对粘土矿物危害进行探讨。