注水过程中的储层损害分析与增注技术

120注水开发作为一次采油后增加采油量的重要技术之一，被国内外油田广泛采用，这种方式既能有效保持地层能量，又能起到驱替储层原油的效果。

但随着油田开发技术的不断进步，一些注水过程中储层伤害的问题逐渐暴露出来，其中注入水的水质是引起储层损害的主要原因之一。

1 固相颗粒的堵塞损害注入水中的固相颗粒主要包括悬浮物、油珠、腐蚀产物等。

这些固相颗粒进入储层后，若与储层孔喉不配伍，将发生沉积充填孔隙或堵塞孔喉，使油气渗流通道缩小，造成储层损害。

固相颗粒一般对近井筒附近区域造成的堵塞尤为严重，其堵塞程度与悬浮颗粒浓度和粒径、储层孔喉半径及注水作业的参数有关。

固相颗粒的堵塞损害主要分为三种（图1）：①颗粒粒径大于孔喉直径时，在井壁形成外部滤饼使井眼变窄；②粒径小于孔喉直径时，颗粒进入地层在近井壁附近形成内部滤饼；③当颗粒较大时，沉积在井底，使储层厚度减小。

2 注入水与岩石不配伍造成的损害2.1 微粒运移损害在平衡状态下，储层中微粒受自身重力、颗粒间形成的范德华力等多种力的综合作用，停留在原有位置。

在注水作业时，若注水强度或注水压力过大，地层微粒将受到水动力冲击发生运移。

在较高流速状态下，地层微粒在储层岩石中一般有三种运移形式（如图2）：①单个颗粒在孔喉处形成“卡堵”；②多个颗粒在喉道处形成“桥堵”；③细小微粒冲出孔喉。

研究表明：球形和椭球形微粒比片状微粒更易堵塞孔喉；胶结疏松的微粒、粘土矿物随流体流速增加，运移程度越高；外来流体与地层配伍性越差，越易发生微粒分散、运移。

注水过程储层伤害机理研究董豪 赵峰西南石油大学地球科学与技术学院 四川 成都 610500摘要：注水开发是油田储层开发最重要的方式之一，注入水水质不合格将对储层造成严重的损害。

本文开展了注入水中固相颗粒堵塞、注入水与岩石及地层流体不配伍等储层损害机理研究。

关键词：注水开发 储层损害 伤害机理 不配伍性Research on Reservoir Damage Mechanism during Water InjectionDong Hao，Zhao FengSchool of Earth Science and Technology ，Southwest Petroleum University ，Chengdu Sichuan 610500Abstract：Water injection development is one of the most important methods of oilfield reservoir development. Unqualified injected water quality will cause serious damage to the reservoir. This paper has carried out research on the reservoir damage mechanism such as blockage of solid particles in injected water，incompatibility of injected water with rocks and formation fluids.Keywords：Water Injection Development；Reservoir Damage；Damage Mechanism；Incompatibility a）外部滤饼 b）内部滤饼 c）井底变高图1 注入水中固相颗粒堵塞地层类型 a）单个颗粒卡堵孔喉 b）多个颗粒形成桥堵 c）细小颗粒冲出孔喉图2 地层微粒在储层岩石中的运移形式121 2.2 敏感性损害敏感性矿物是造成储层敏感性损害的主要因素。

132低渗储层常见的储层伤害方式主要有两种：一种为固相颗粒的入侵引起的堵塞；另一种为“水“的侵入造成的伤害。

特低渗透层主要伤害方式为水锁损害，低渗透储层主要伤害方式为水敏损害[1-2]。

1 固体堵塞伤害的形成及影响因素分析1.1 无机堵塞一是外来液体与储层流体不配伍；二是入井液中含有的固相颗粒。

1.2 有机堵塞一是有机结垢堵塞。

油层打开后，油藏的压力和温度也会随之产生变化，破坏了流体平衡，在原油中胶质与蜡质析和沉积下来，沥青也是如此，从而形成有机垢到最后堵塞孔道；第二个则是乳化堵塞。

将化学添加剂与地层中的油混合经常在不同作业过程中使用到，乳化物由此而形成造成堵塞储集层。

2 水相损害2.1 水敏损害不配伍的流体进入地层造成粘土膨胀就是水敏损害，它会造成渗透率减少。

水敏的影响因素有4种：一是喉道大小和储层孔渗；二是粘土矿物类型和分布；三是压力、温度等环境的影响。

四是外来液体的矿化度、pH值和离子成分[3]。

2.1.1 黏土矿物的影响油气层水敏性的基本原因是储集层中分散转移的水敏性矿物或者是含有水化膨胀。

有关粘土矿物水敏性的大小顺序是：伊利石、蒙脱石高岭石、蒙脱石／伊利石混层矿物。

2.1.2 外来液体和地层流体性质的影响岩心流动试验表明，外来液体的含盐度小于临界盐度，岩心渗透率会明显下降，高含盐突变过程中能引起粘土堵塞。

大量试验表明，渗透率与含盐度有正相关联系，如果液体由高矿化度盐水转化成近似淡水，则它的渗透率会减小。

离子浓度过快的降低引起敏感性矿物的加速分散释放是产生这种情况的主要原因，因为微粒浓度和数量的增加，引起了孔喉的堵塞。

2.1.3 渗透率孔喉大小的影响渗透率越低，喉道越小，水敏损害越强，粘土矿物含量越高，储层渗透率就越低。

2.2 水锁损害影响水锁的主要因素为储层表面的张力、孔道的大小、驱替压力值以及含水饱和度、外来流体粘度、储层润湿性、侵入液体量、粗糙程度等。

2.2.1 含水饱和度影响有着相对较高的毛细管力的是特低渗透储层。

注水开发储层损害内因研究摘要注水开发是一种能够明显提高采油效率的开发方式。

采用注水井向地层注水是保持地层压力的重要手段,是生产井能够稳定生产的关键技术,其发展的程度直接影响到可采储量的大小。

但在注水过程中或注水后,由于种种原因油层常会受到伤害,主要从内因方面研究。

关键词注水开发方式;地层伤害;敏感性;润湿性注水过程中油层伤害因素分析:储层伤害机理就是储层损害的产生原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。

储层损害是指储层有效渗透率的降低。

储层潜在损害的内因主要与其储渗空间特性、敏感性矿物、岩石表面性质和储层流体性质有关,下面就讨论这些因素对储层损害的影响。

1储层的储渗空间1)储层的孔喉类型。

不同的颗粒接触类型和胶结类型决定着孔喉类型,一般将储层的孔喉类型分为五类:缩颈喉道、点状喉道、片状喉道、弯片状喉道和管束状喉道。

2)储层岩石的孔隙结构参数。

常用的孔喉结构参数有孔喉的大小与分布、孔喉弯曲程度和孔隙连通程度。

它们与储层损害的关系为:①在其它条件相同下,孔喉越大,不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深,造成的固相损害程度可能就越大;②孔喉弯曲程度越大,外来固相颗粒侵入越困难,侵入深度小,而地层微粒易在喉道中阻卡,微粒分散或运移的损害潜力增加,喉道越易受到损害;③孔隙连通性越差,储层越易受到损害。

3)储层的孔隙度和渗透率孔隙度是衡量岩石储集空间多少及储集能力大小的参数,渗透率是衡量储层岩石渗流能力的参数。

其中与储层损害关系比较密切的是渗透率,因为它是孔喉的大小、均匀性和连通性三者的共同体现。

2储层的敏感性矿物1)敏感性矿物的定义和特点。

成岩过程中形成的自生矿物数量虽少,但易与工作液发生物理和化学作用,导致储层渗透性显著降低,这部分矿物为储层敏感性矿物。

它们的特点是粒径很小,比表面大,且多数位于孔喉处。

因此它们必然优先与外界流体接触,进行充分作用,引起储层敏感性损害。

2)敏感性矿物的类型及评价方法。

敏感性矿物的类型决定着其引起储层损害的类型。

低渗油藏注水井欠注原因分析及增注措施低渗油藏注水井欠注是指油田注水井在开井后注水量不能达到预期，主要原因是地质条件、井筒状况、注水工艺等因素影响。

下面将从这三个方面，对低渗油藏注水井欠注原因进行分析，并提出适合的增注措施。

一、地质条件影响低渗油藏地层压力较低、地质脆弱易塌方，且储层渗透率较低，油井油水分布不均匀，注水不易到达需增产油层，是导致注水井欠注的主要原因。

1. 油层渗透率低增注措施：可以采用提高注水压力、改进注水工艺等方法来加强对储层的注水作用，提高注水效果。

另外，可选择更高效的注水井和注水位置，提高注水效率，加快注水速度。

2. 油井岩层矿物含量多低渗油藏中，油井岩层矿物含量多，导致岩层强度较大，注入的水难以扩散，形成了大量孔隙不连通，从而影响注水效果。

增注措施：针对不同的油井矿物含量，可以采用控制注水速度、注水时间、改进注水工艺等措施，提高注水效果。

例如，在长时间注水前，可先采用控制流量注水、阶段注水等方式测试储层反应，确定最佳注水条件。

3. 油水分布不均低渗油藏油水分布不均匀，注水井和油井之间层间流通性较差，容易导致注水井欠注现象发生。

增注措施：可以采用开发新注水井、密井重组等方式改善储层物性，提高注水效果。

二、井筒状况影响井筒状况是低渗油藏注水井欠注的重要因素之一。

注水井的井筒完整性和通透性是储层的基础。

1. 井筒完整性不好注水井井筒完整性不好，存在不同程度的漏水、裂缝、开裂等缺陷，注入的水会从井筒缺陷中流失，导致注水效果不佳。

增注措施：采用堵漏等措施，修复油井井筒缺陷，提高井筒完整性和通透性，改善注水效果。

2. 井筒降效严重注水井在开采过程中，井筒降效严重，注水流量小，注水效果不佳。

增注措施：对于井筒降效严重的注水井，可以采用注酸等方法进行治理，提高注水效果，促进油井产量的提高。

三、注水工艺影响注水工艺是影响低渗油藏注水井欠注的重要因素之一，良好的注水工艺可以提高注水效果，改善油井产量。

储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势一、引言储层损害是指在油气开采过程中，由于地质、物理、化学等因素的影响，导致储层性质发生改变，从而影响油气的产出。

储层保护技术则是针对储层损害问题提出的解决方案，旨在保护储层，延长油气田的寿命。

本文将探讨当前储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势。

二、储层损害分类1.地质因素：包括断层、褶皱、岩性变化等；2.物理因素：包括压力变化、温度变化等；3.化学因素：包括水溶液作用、酸蚀等。

三、常见的储层保护技术1.注水：通过向井口注入水来维持油气田内部压力平衡，防止压力过低导致油气无法产出；2.注聚合物：通过向井口注入聚合物来提高油气田内部黏度，防止流动速度过快导致产量下降；3.注气：通过向井口注入气体来维持油气田内部压力平衡，防止压力过低导致油气无法产出；4.注酸：通过向井口注入酸性溶液来溶解储层中的碳酸盐矿物，增加储层孔隙度和渗透率，提高油气产量。

四、当前研究现状1.储层损害预测技术：利用地震勘探、测井等技术对储层进行预测和评估，以便及时采取保护措施；2.储层改造技术：通过改变储层物理、化学性质，提高其渗透率和孔隙度，以增加油气产量；3.智能化技术：利用人工智能、大数据等技术对油气田进行监测和管理，及时发现并解决储层损害问题。

五、未来发展趋势1.深度开采技术：随着常规油气资源的逐渐枯竭，未来将会加大对深海、深部资源的开发和利用；2.新型保护技术：如利用生物技术改善储层环境，提高油气产量；3.绿色开发技术：如利用可再生能源、节能环保技术等，实现对油气田的可持续开发。

六、结论当前，储层损害和保护技术的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战。

未来，需要加强对新型技术的研究和应用，实现对油气田的可持续开发。

注水开发储层损害的外因研究摘要注水作为继一次采油枯竭的第二种开发方式，是一种能够明显提高采油效率的开发方式。

采用注水井向地层注水是保持地层压力的重要手段，是生产井能够稳定生产的关键技术，其发展的程度直接影响到可采储量的大小。

但在注水过程中或注水后，由于种种原因油层常会受到伤害，主要从其外因方面研究储层损害的原因。

关键词注水开发方式；地层伤害；敏感性；润湿性储层损害的内因是在外因作用下诱发产生的，其自身不可能造成储层损害。

因此储层损害机理的关键是研究外因如何诱发内因起作用而造成储层损害。

1 外界流体进入储层引起的损害1.1 流体中固相颗粒堵塞储层造成的损害随入井流体进入储层的岩屑和混入的杂质及固相污染物质，它们是有害固体。

当井眼中流体的液柱压力大于储层孔隙压力时，固相颗粒就会随液相一起被压入储层中，从而缩小储层孔隙半径，甚至堵死孔喉造成储层损害。

影响固相颗粒对油气层的损害程度和侵入深度的因素有：①固相颗粒粒径与孔喉直径的匹配关系；②固相颗粒的浓度；③施工作用参数和压差、剪切速率和作业时间。

1.2 外来流体与岩石不配伍造成的损害1）水敏性损害。

若进入储层的外来液体与储层中的水敏矿物不配伍时，将会引起这类矿物水化膨胀、分散或脱落，导致储层渗透率下降。

储层水敏性损害的规律有：①当储层物性相似时，储层中水敏性矿物含量越多，水敏性损害程度越大；②当储层中水敏性矿物含量及存在状态均相似时，高渗储层的水敏性损害比低渗储层的水敏性损害要低些；③外来液体的矿化度越低，引起储层的水敏性损害越强；④在外来液矿化度相同的情况下，外来液中含高价阳离子的成分越多，引起储层水敏性损害的程度越弱。

2）碱敏性损害。

高pH值的外来液体侵入储层时，与其中的碱敏性矿物发生反应造成分散、脱落、新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体生成，导致储层渗透率下降。

储层产出碱敏损害的原因为：①粘土矿物的铝氧八面体在碱性溶液作用下，使粘土表面的负电荷增多，导致晶层间斥力增加，促进水化分散；②隐晶质石英和蛋白质等较易与氢氧化物反应生成不可溶性硅酸盐，这种硅酸盐可在适当的pH值范围内形成硅凝胶而堵塞孔道。

低渗油藏注水井欠注原因分析及增注措施低渗油藏是指储层渗透率较低的油藏，特点是油水层之间压力差较小，注水效果不佳。

注水井是低渗油藏的主要开发手段之一，然而在实际应用中，经常出现注水井欠注的情况，导致油藏开采效果下降。

本文通过分析低渗油藏注水井欠注的原因，并提出相应的增注措施。

一、注水井欠注的原因分析1. 储层渗透率低：低渗油藏注水效果与储层渗透率直接相关，渗透率越低，注水效果越差。

同时，低渗油藏的储层砂质细细，孔隙度小，渗透率难以提高。

2. 注水管道阻塞：注水管道长期使用，可能会出现管道内壁结垢或者中途被堵塞等情况，导致注水井的注水量降低。

3. 井筒砂淤：低渗油藏开采过程中，往往需要采用人工或化学方法防止孔隙中的砂粒从油藏中流出，然而这些方法可能会产生反作用，导致井筒砂淤，影响了注水量。

4. 水质不佳：在注水井中使用的水质如果不佳，可能会直接影响注水效果。

例如，水中含有较高的硬度离子，会导致垢层沉积在井壁上，在井筒中形成砂粒簇集，从而影响注水量和质量。

二、增加注水量的措施1. 定期清理注水管道：注水管道阻塞是影响注水量的一个重要因素，定期清理注水管道，除去管道内壁的结垢和杂质，可以保证注水井正常注水量。

2. 井控化学剂技术：低渗油藏采用人工或化学方法防止孔隙中的砂粒从油藏中流出时，可以采用井控化学剂技术。

这种技术可以有效防止孔隙中的砂粒流出，并且不影响油藏的开采效果。

3. 选择适当的注水井位置：在低渗油藏的注水井位置选择上，应该根据储层性质和开发效果进行合理布局，避免注水井的位置选择不当导致注水量不足。

4. 选择优质水源：选择优质水源也是增加注水量的一个重要因素。

选用水质好、硬度低的水源，可以有效降低沉积物和垢层的沉积率，从而提高注水效果。

总之，注水井欠注是低渗油藏开采中常见的问题，这种问题不仅影响了油藏开采的效率，而且还会影响经济效益。

对于注水量不足的井，应该采取相应的措施增加注水量，提高注水效果。