CN109854215B - 一种酸化注水井精细分类的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种酸化注水井精细分类的方法，包括以下步骤：收集注水井的基本数据；对注水井所用注入水进行水质分析，并获取注入水中悬浮固体含量和悬浮物颗粒直径中值；计算悬浮物颗粒相对直径；采集注水井储层的岩心为岩样，并利用岩心驱替实验装置分别测定注入水污染前储层岩心的渗透率和注入水污染后储层岩心的渗透率；计算注入水对储层岩心的污染程度，根据地层测试压力恢复曲线计算泥浆污染带半径；对注入井进行分类；最后根据上述分类，对上述分类后的注水井进行描述和评价。本方法能将断块油气田的酸化注水井分为4类，并对各类注水井的储层伤害机理进行分析，在此基础之上，针对每一类注水井提供更具有针对性的酸化改造思路。

Description

一种酸化注水井精细分类的方法

技术领域

本发明属于石油领域，涉及一种酸化注水井精细分类的方法。

背景技术

注水是通过注水井，向油层注入满足一定水质标准的清水或污水，以补充油层能量，保持一定油层压力。在注水过程中，会在油层形成变化的压力，不断变化的压力分布使得注水井发生渗流，加大毛管的渗吸作用，并且由于可以改变地层中流体的流向，从而提高原油的采收率。复杂断块油气田由于断裂带的分割作用，往往含有不止一套油气层系，导致油气的富集程度不均匀，油气水的纵横关系复杂多样，不同区块注水井的相关储层特征有明显差异，导致注水效果不理想。

酸化是注水井增注的一项重要技术措施。其基本原理是按照一定顺序向地层注入一定类型、浓度的酸液和添加剂组成的配方酸液，溶蚀地层岩石部分矿物或孔隙、裂缝内的堵塞物，提高地层或裂缝渗透性，改善渗流条件，达到提高注水井注入能力的目的。但如果对储层的伤害机理认识不清，经常会出现注水井酸化有效期短，酸化后吸水指数下降快等问题。所以，注水井储层伤害机理的角度出发，对注水井进行分类，对注水开发有着非常重要的作用。

目前针对注水井的分类研究，国内学者往往是基于注水井相关储层的静态参数和注水井注水的动态参数，选取注水井的分类指标，采用制作图版或使用模糊聚类、神经网络理论等方法对注水井进行分类。其成果只是简单地对注水井进行分类，由于这些方法并没有从注水井储层伤害和注水井欠注的根本机理入手，在分类后不能提出有效改善注水效果的具体措施，对注水开发的指导意义不明显。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种酸化注水井精细分类的方法，该方法原理可靠，操作简便，能够为酸化注水井分类提供更精细的指导。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种酸化注水井精细分类的方法，包括以下步骤：

步骤S10、收集注水井的基本数据；

步骤S20、对注水井所用注入水进行水质分析，并获取注入水中悬浮固体含量C_x和悬浮物颗粒直径中值φ；

步骤S30、根据悬浮物颗粒直径中值φ和注水井所在储层孔喉直径φ₀计算悬浮物颗粒相对直径

其计算公式如下：

式中：φ为注入水中悬浮物颗粒直径中值，μm；φ₀为注水井所在储层孔喉直径，μm；

步骤S40、采集注水井储层的岩样为岩样，并利用岩样驱替实验装置分别测定注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂；

步骤S50、根据注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂计算注入水对储层岩样的污染程度

其计算公式如下：

式中：K₁为注入水污染前储层岩样的渗透率，μm²；K₂为注入水污染后储层岩样的渗透率，μm²；

步骤S60、根据地层测试压力恢复曲线计算泥浆污染带半径r_s；其计算公式如下：

式中：S为表皮系数；k_s为污染带渗透率，μm²；k为地层原始渗透率，μm²；r_s为污染带半径，m；r_w为井眼半径，m；

步骤S70、根据上述步骤计算得到的注入水中悬浮固体含量C_x、悬浮物颗粒相对直径

注入水对储层岩样的污染程度

泥浆污染带半径r_s对注入井进行分类；

步骤S80、最后根据上述分类，对上述分类后的注水井进行描述和评价。

进一步的技术方案是，所述步骤S10中基本数据包括注水井所在储层孔喉直径φ₀、表皮系数S、地层原始渗透率k、井眼半径r_w。

进一步的技术方案是，所述步骤S40的具体测定过程为：

S401、在恒定流量下用标准盐水驱替用饱和标准盐水饱和后的岩样，待驱替压力稳定后，记录岩样两端的压力差；

S402、在恒定流量下用注入水驱替岩样，模拟注入水污染岩样过程，待驱替压力稳定后，停止驱替注入水；

S403、在恒定流量下用标准盐水再次驱替被注入水污染后的岩样，待驱替压力稳定后，记录岩样两端的压力差；

S404、通过下式分别计算注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂：

式中：K为岩样渗透率，μm²；μ为粘度，mPa·s；Q为流量，cm³/s；Δp为岩样两端压差，10^-1MPa；A为岩样横截面积，cm²。

进一步的技术方案是，所述步骤70的具体分类为：

(1)当注水井同时满足C_x≤5，

r_s≤1时，被划分为Ⅰ类注水井；

(2)当注水井同时满足C_x≤5，

r_s＞1时，被划分为Ⅱ类注水井；

(3)当注水井同时满足C_x＞5，

r_s≤1时，被划分为Ⅲ类注水井；

(4)当注水井同时满足C_x＞5，

r_s＞1时，被划分为Ⅳ类注水井。

进一步的技术方案是，所述步骤S80中具体的描述和评价如下：

(1)Ⅰ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较低，悬浮物颗粒直径中值小于所在储层孔喉直径，固相颗粒不会堵塞孔喉，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较低；泥浆污染半径较小，污染较轻；该类注水井注水压力低，能够满足配注要求，因此无需进行酸化增注；

(2)Ⅱ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较低，悬浮物颗粒直径中值小于所在储层孔喉直径，固相颗粒不会堵塞孔喉，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较低；但泥浆污染半径较大，污染较严重；该类注水井注水压力较高，泥浆对近井筒地带的污染是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，解除泥浆污染；

(3)Ⅲ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较高，悬浮物颗粒直径中值大于所在储层孔喉直径，固相颗粒对孔喉会有一定的堵塞，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较高；但泥浆污染半径较小，污染较轻；该类注水井注水压力较高，注入水对储层的伤害是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，抑制沉淀生成；

(4)Ⅳ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较高，悬浮物颗粒直径中值大于所在储层孔喉直径，固相颗粒对孔喉会有一定的堵塞，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较高；并且泥浆污染半径较大，污染较严重；该类注水井注水压力很高，甚至注不进水，泥浆对近井筒地带的污染和和注入水对储层的伤害是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应同时考虑解除泥浆污染和抑制沉淀生成。

本发明的有益效果：本方法能将断块油气田的酸化注水井分为4类，并对各类注水井的储层伤害机理进行分析，在此基础之上，针对每一类注水井提供更具有针对性的酸化改造思路。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明的一种酸化注水井精细分类的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、收集注水井的基本数据，所述基本数据包括注水井所在储层孔喉直径φ₀、表皮系数S、地层原始渗透率k、井眼半径r_w；

步骤S20、对注水井所用注入水进行水质分析，并获取注入水中悬浮固体含量C_x和悬浮物颗粒直径中值φ；

步骤S30、根据悬浮物颗粒直径中值φ和注水井所在储层孔喉直径φ₀计算悬浮物颗粒相对直径

其计算公式如下：

式中：φ为注入水中悬浮物颗粒直径中值，μm；φ₀为注水井所在储层孔喉直径，μm；

步骤S40、采集注水井储层的岩样为岩样，并利用岩样驱替实验装置分别测定注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂；其具体测定过程如下：

S401、在恒定流量下用标准盐水驱替用饱和标准盐水饱和后的岩样，待驱替压力稳定后，记录岩样两端的压力差；

S402、在恒定流量下用注入水驱替岩样，模拟注入水污染岩样过程，待驱替压力稳定后，停止驱替注入水；

S403、在恒定流量下用标准盐水再次驱替被注入水污染后的岩样，待驱替压力稳定后，记录岩样两端的压力差；

S404、通过下式分别计算注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂：

式中：K为岩样渗透率，μm²；μ为粘度，mPa·s；Q为流量，cm³/s；Δp为岩样两端压差，10^-1MPa；A为岩样横截面积，cm²；

步骤S50、根据注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂计算注入水对储层岩样的污染程度

其计算公式如下：

式中：K₁为注入水污染前储层岩样的渗透率，μm²；K₂为注入水污染后储层岩样的渗透率，μm²；

步骤S60、根据地层测试压力恢复曲线计算泥浆污染带半径r_s；其计算公式如下：

式中：S为表皮系数；k_s为污染带渗透率，μm²；k为地层原始渗透率，μm²；r_s为污染带半径，m；r_w为井眼半径，m；

步骤S70、根据上述步骤计算得到的注入水中悬浮固体含量C_x、悬浮物颗粒相对直径

注入水对储层岩样的污染程度

泥浆污染带半径r_s对注入井进行分类；

(1)当注水井同时满足C_x≤5，

r_s≤1时，被划分为Ⅰ类注水井；

(2)当注水井同时满足C_x≤5，

r_s＞1时，被划分为Ⅱ类注水井；

(3)当注水井同时满足C_x＞5，

r_s≤1时，被划分为Ⅲ类注水井；

(4)当注水井同时满足C_x＞5，

r_s＞1时，被划分为Ⅳ类注水井；

步骤S80、最后根据上述分类，对上述分类后的注水井进行如下描述和评价：

(1)Ⅰ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较低，悬浮物颗粒直径中值小于所在储层孔喉直径，固相颗粒不会堵塞孔喉，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较低；泥浆污染半径较小，污染较轻；该类注水井注水压力低，能够满足配注要求，因此无需进行酸化增注；

(2)Ⅱ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较低，悬浮物颗粒直径中值小于所在储层孔喉直径，固相颗粒不会堵塞孔喉，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较低；但泥浆污染半径较大，污染较严重；该类注水井注水压力较高，泥浆对近井筒地带的污染是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，解除泥浆污染；

(3)Ⅲ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较高，悬浮物颗粒直径中值大于所在储层孔喉直径，固相颗粒对孔喉会有一定的堵塞，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较高；但泥浆污染半径较小，污染较轻；该类注水井注水压力较高，注入水对储层的伤害是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，抑制沉淀生成；

(4)Ⅳ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较高，悬浮物颗粒直径中值大于所在储层孔喉直径，固相颗粒对孔喉会有一定的堵塞，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较高；并且泥浆污染半径较大，污染较严重；该类注水井注水压力很高，甚至注不进水，泥浆对近井筒地带的污染和和注入水对储层的伤害是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应同时考虑解除泥浆污染和抑制沉淀生成。

实施例1

选取1口注水井，分别对其开展注入水水质检测，注入水岩样污染实验以及利用其地层测试压力恢复曲线计算泥浆污染带半径，得到如下结果：

表1某油田注水井参数计算结果

根据上述计算结果，该井注入水中悬浮固体含量C_x＝10＞5，悬浮物颗粒相对直径

注入水对储层岩样的污染程度

污染带半径r_s＝0.21＜1，因此该注水井属于Ⅲ类注水井，注入水对储层的伤害是其注水压力高的主导因素，在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，抑制沉淀生成。

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种酸化注水井精细分类的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、收集注水井的基本数据；

步骤S20、对注水井所用注入水进行水质分析，并获取注入水中悬浮固体含量C_x和悬浮物颗粒直径中值φ；

步骤S30、根据悬浮物颗粒直径中值φ和注水井所在储层孔喉直径φ₀计算悬浮物颗粒相对直径

其计算公式如下：

式中：φ为注入水中悬浮物颗粒直径中值，μm；φ₀为注水井所在储层孔喉直径，μm；

步骤S40、采集注水井储层的岩样为岩样，并利用岩样驱替实验装置分别测定注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂；

步骤S50、根据注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂计算注入水对储层岩样的污染程度

其计算公式如下：

式中：K₁为注入水污染前储层岩样的渗透率，μm²；K₂为注入水污染后储层岩样的渗透率，μm²；

步骤S60、根据地层测试压力恢复曲线计算泥浆污染带半径r_s；其计算公式如下：

式中：S为表皮系数；k_s为污染带渗透率，μm²；k为地层原始渗透率，μm²；r_s为污染带半径，m；r_w为井眼半径，m；

步骤S70、根据上述步骤计算得到的注入水中悬浮固体含量C_x、悬浮物颗粒相对直径

注入水对储层岩样的污染程度

泥浆污染带半径r_s对注水井进行分类；

步骤S80、最后根据上述分类，对上述分类后的注水井进行描述和评价。

2.根据权利要求1所述的一种酸化注水井精细分类的方法，其特征在于，所述步骤S10中基本数据包括注水井所在储层孔喉直径φ₀、表皮系数S、地层原始渗透率k、井眼半径r_w。

3.根据权利要求2所述的一种酸化注水井精细分类的方法，其特征在于，所述步骤S40的具体测定过程为：

S401、在恒定流量下用标准盐水驱替用饱和标准盐水饱和后的岩样，待驱替压力稳定后，记录岩样两端的压力差；

S402、在恒定流量下用注入水驱替岩样，模拟注入水污染岩样过程，待驱替压力稳定后，停止驱替注入水；

S403、在恒定流量下用标准盐水再次驱替被注入水污染后的岩样，待驱替压力稳定后，记录岩样两端的压力差；

S404、通过下式分别计算注入水污染前储层岩样的渗透率K₁和注入水污染后储层岩样的渗透率K₂：

式中：K为岩样渗透率，μm²；μ为粘度，mPa·s；Q为流量，cm³/s；Δp为岩样两端压差，10^{- 1}MPa；A为岩样横截面积，cm²。

4.根据权利要求1所述的一种酸化注水井精细分类的方法，其特征在于，所述步骤70的具体分类为：

(1)当注水井同时满足C_x≤5，

r_s≤1时，被划分为Ⅰ类注水井；

(2)当注水井同时满足C_x≤5，

r_s＞1时，被划分为Ⅱ类注水井；

(3)当注水井同时满足C_x＞5，

r_s≤1时，被划分为Ⅲ类注水井；

(4)当注水井同时满足C_x＞5，

r_s＞1时，被划分为Ⅳ类注水井。

5.根据权利要求4所述的一种酸化注水井精细分类的方法，其特征在于，所述步骤S80中具体的描述和评价如下：

(1)Ⅰ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较低，悬浮物颗粒直径中值小于所在储层孔喉直径，固相颗粒不会堵塞孔喉，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较低；泥浆污染半径较小，污染较轻；该类注水井注水压力低，能够满足配注要求，因此无需进行酸化增注；

(2)Ⅱ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较低，悬浮物颗粒直径中值小于所在储层孔喉直径，固相颗粒不会堵塞孔喉，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较低；但泥浆污染半径较大，污染较严重；该类注水井注水压力较高，泥浆对近井筒地带的污染是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，解除泥浆污染；

(3)Ⅲ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较高，悬浮物颗粒直径中值大于所在储层孔喉直径，固相颗粒对孔喉会有一定的堵塞，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较高；但泥浆污染半径较小，污染较轻；该类注水井注水压力较高，注入水对储层的伤害是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应重点考虑优化酸液体系，抑制沉淀生成；

(4)Ⅳ类注水井：注水井所用注入水悬浮固体含量较高，悬浮物颗粒直径中值大于所在储层孔喉直径，固相颗粒对孔喉会有一定的堵塞，同时注入水对储层岩石渗透率的伤害较高；并且泥浆污染半径较大，污染较严重；该类注水井注水压力很高，甚至注不进水，泥浆对近井筒地带的污染和和注入水对储层的伤害是其主导因素，因此该类注水井在进行酸化时应同时考虑解除泥浆污染和抑制沉淀生成。