《四川气田地层采出水循环回注的可注性评价研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川气田地层采出水循环回注的可注性评价研究（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川气田地层采出水循环回注的，可注性评价研究何司平1 付露斌2 何志刚 2(1西南石油大学石油工程学院四川成都 630500 ； 2新疆克拉玛依油田 834000)摘要：气田采出水回注地层避免了采出的污水向地表排放，且回注层位较深，从而减 少了环境污染，而且处理工艺技术难度不大，处理成本较低。通过分析采气枯竭井的产层特 征，即部分回注井的回注层特征，进而对四川地层的可j!主，生进行评价研究，最后得出结论。关键词：气田；回注；可注性1 气田采出水回注的目的意义气田采出水通常是指在采气过程中随天然气一同带出地面的地下水。 随着全世界对天然气能源需求量的不断增大，天然气产量逐年增加，气田采出水也在不
2、断的增多。四川气田作为全国最大的天然气生产基地，气田年产水约为 300 X 104立方米 (2000年度的统计 数据 )， 2001年四川有水气藏占开发气藏的 84，气水同产井数占总生产井数的 80以上。据川南矿 区统计，矿区 34个气田中，有 32个气田产地层水，年产水约 40104 立方米；川中香溪群生产井 43口，其中气水同产井数 40口，占生产井数的 93，年产水 11 72104立方米。 _ 在天然气的开发中，特别是在气田开发的中后期，由于地层水可沿断层及构造裂隙侵入气藏，进 入井底，使气藏能量损失增大，井口压力降低，带水能力变差，造成气井减产或水淹停产，为维挣天然 气的稳定生产，气
3、田上大力推行排水采气工艺，使得气井的产水量迅速增加，很多气井因采出水无法处理而被迫关井，影响了正常的采气生产。， -气田采出水给天然气生产造成难题的同时，所引起的环境问题也显露无遗。这是因为：采出水在 地下与高温高压的气层接触，水中溶进了一些可溶性盐类、悬浮物、油、有害气体、有机物等；其次，由 于天然气及地层水长期储存于地下，一些微生物和细菌也生存于其中，在天然气从地层中被采出时，这些微生物和细菌会与其它杂质一起混入水中被带出地面；另外，采出的地层水是一种淡盐水，矿化度较高，一般在几万毫克升几十万毫克升，除含大量氯化物外，还可能含有硫化物、锌、钡等有害 物质。这类采出水如果直接排放地表，必将会
4、对环境和人类健康造成危害，造成严重的环境污染。所 以有效的处理气田采出水，具有重要的环境效益和社会效益。为了有效的防止污染、保护环境以及保7证采气生产正常进行，气田采出水的出路问题必须得到解决。目前，四川气田采出水处理的主要方法有回注地层，综合利用和处理后达标外排等方法。 ， 4 亭。 nc气田采出水的综合利用就是通过一系列化学反应和化工过程，将气田采出水中所含的化学物质 4。一， I。循环经济研究新进展 循环经济应用实践 进行提炼、加工，使之成为可回收利用的化工产品或原料的一种气田采出水处理方式。因气田采出水中含有多种化学元素，除含有钠、钾、钙、镁等阳离子外，还含有碘、溴、锶、硼等稀有元素，
5、其含量通常 能达到或超过工业指标。川西北气矿曾做过大量的科研攻关工作，选取了物理化学处理工艺、物理化 学法及溴回收工艺、综合利用回收盐溴处理工艺等，但均因运行成本高、操作难度大、腐蚀严重、处理 效果不稳定等原因而作罢。川西南矿区及川南矿区曾采用熬盐的方法来处理气田采出水，但因能耗 太高，现已不用了。气田采出水回注地层是对气田采出水进行简单预处理后，通过自流注入或泵压注入地层的一种 采出水处理方法。这种方法完全避免了采出的污水向地表排放，且回注层位较深，从而减少了环境污 染；处理工艺技术难度不大，处理成本较低，是一种既安全环保又较为经济的采出水处理方法。2 四川气田地层可注性评价研究ImlIl
6、气田地层具有典型的低孔、低渗特征。低渗透地层的孔隙系统和裂缝系统的特征决定了回 注水特殊的渗流特征。因此，对四川气田地层的孑 L隙介质和裂缝的特征进行详细研究，是揭示其渗流 特征的基础。本文通过分析采气枯竭井的产层特征，即部分回注井的回注层特征，进而对四川地层的 可注性进行评价研究。21 四川气田地层物性特征2 1 1储集类型 根据四川气田储集空间类型及其组合方式，可将其储集类型划分为四类：孔隙型、裂缝型、裂缝一孔隙型以及裂缝一溶洞型，其中主要以裂缝一孔隙型和孔隙型为主。， 四川地区碎屑岩储层主要是上三叠统须家河组地层，其碎屑岩储层储集空间类型有粒间孔隙、粒 内孔隙、微裂隙等三大类。渡口河构造
7、飞仙关组鲕滩储层是在鲕滩的基础上经历各种后生成岩作用演化而成的，孑 L、洞、缝 均发育，孔、洞是鲕滩储层主要的储集空问，在储层中起主要作用，其次为溶洞及裂缝，渗滤通道由孔 隙喉道和裂缝二者共同担当，其储渗类型为孑 L隙型和裂缝一孔隙型。大安寨段介壳灰岩的储集空问可以分为大的孑 L、洞、缝和小的微孑 L隙、微裂隙。大安寨储层具在 单层厚度较薄、孔隙类型较多、以平缝、低斜小缝及微缝为主的特点，以裂缝及溶蚀孔 (洞 )构成大安寨 主要得油气储集空间。其中主要裂缝对渗流起重要的作用。岩芯观察可见，大缝周围常伴生小缝及 溶蚀孑 L洞，由此认为，主裂缝张开度较大，延伸较远，能连通一定的小缝、微缝、粒间缝、
8、晶间缝、溶蚀孔，形成一定的供油截面，构成储层的有效储集空问和一定面积的裂缝圈闭。在局部地域中，大安寨-储层具有双重介质的性质。川东嘉陵江组储层储集空间类型较多，以次生孑 L隙为主，原生孔隙较少。主要次生孔隙为铸模 孔、粒间溶孔，次为粒内溶孔，洞隙主要为孔隙性和裂缝性溶蚀洞穴；裂缝以小型斜交构造缝为主。储集类型主要为裂缝一孔隙型、裂缝型。2 1 2孔隙结构特征 一。四川气田储层具有孔隙结构不均、孔喉体系分选差，以片状喉道为主，特低渗透层为弯曲片状喉 道，孔隙结构类型主要为中： fEd,喉或 d,： fgd,喉，特低渗透层以微孔小喉为主，间有小孔小喉型。飞仙关储层的粒间、粒内溶孑 L约占 90，是
9、鲕滩储层最主要的孑 L隙类型。粒间溶孔直径在 0 01 毫米一 2 4毫米之间，平均 0 4毫米；粒内溶孔直径在 0 01毫米一 0 4毫米之间，平均 0 08毫米。喉 道中值直径 (1t50)在 0 123微米 21 33微米之间，多集中在 0 5微米 5微米之间，分选好，连通中2flN等一好，以片状喉道为主。 大安寨介壳灰岩储层具有两类不同的孔隙结构，具有裂缝等粗孔喉连通作用、孔渗能力较优的 I循环经济研究耨进展 循环经济应用实践 类结构和基质孔隙， I类结构间的存在，毛管半径直方图呈 间，粗峰孑L喉半径大于01微 大安寨储层孑L隙喉道细小，65 下限附近。嘉陵江组储层物性较差，2 1 3
10、地层物性特征 总的来说，四川气田地层1孔隙度 四川气田储层除侏罗系和上三叠系的须家河组属于砂岩储集层外，绝大多数是碳酸盐岩储集层。无论碳酸盐岩储层还是砂岩储层，孔隙度总的特征为低孔隙度。据统计，碳酸盐岩储集层的孔隙度 _ 般为 0 1一 13，平均为 1 7；砂岩储集层的孔隙度一般为 3 6 8，平均为 5 4。根据飞仙关组储层 3口井岩芯物性分析，储层段平均孔隙度均 6，属中孔隙度储层，其中孔隙 度受岩性、白云化作用控制明显，溶孑 L残余鲕粒白云岩孔隙度最高，平均达 11 05。从大安寨 155口井 19 690个岩芯分析资料统计 (表 1)可以看出，大安寨灰岩储层物性条件差，为 典型的低孔
11、、低渗、以微裂缝为主的致密性复杂储层。 9994个样品煤油法孔隙度在 1 05一 2 19 之间、平均为 1 16，岩芯观察到的裂缝孔隙度为 0 13。 ，孔隙度与介壳灰岩泥质含量呈一定相关关系：随泥质含量增高，孑L隙条件明显变好。说明大安寨灰岩以微孔隙为主，其孔隙度的变化主要取决于微孔隙的多少，即泥质含量的变化。表 1-大安寨灰岩物性参数统计表参 数 井数(口) 样品数(个) 区间值 均值，煤油法 155 9994 1 052 19 1 16孔隙度氦 4 32 1 19 2 88 2 09( )全直径 2 19 +O 656 66 2 50渗透率 (mO) 4 137 9696 00110
12、。平方微米 )的平均渗透率值均大于 1010 平方微米，该储层物性很好。 + 二； 一大安寨灰岩储层渗透率一般小于 0 1 X 10。平方微米，个别大于 l10。平方微米的样品，多有裂 缝存在，在直径为 2 5em的岩心样品中，若包含一条很小的裂缝，测出的渗透率就可达几十毫达西，比 岩块基质高出上千倍，反映了裂缝对渗透条件非常明显的改造作用。 ，从嘉陵江组岩芯渗透率分布结果可以看出，其渗透率主要分布在000110。平方微米之间的占 80，平均为 0 0069103平方微米，储层物性很差。具体见表 2。 钔 7， V。 、 i 、。循环经济研究新进展 循环经济应用实践表 2四川气田储层物性分析表
13、渗透率 10。平方微米 孔隙度 孔喉半径 原始地 储层 储层 储集类型 喉道宽度裂缝 层压力 温度宽度(微米) (兆帕) (摄氏度 ) 基质渗透率 裂缝渗透率川东 孔隙型 l 500 甚至 2000岩芯上肉眼可见的毛毛缝，微观裂缝 。 多数为 1525 2 20 。，薄片中为较粗大裂缝。显微裂缝 显微镜下才可见，粒内、 多数为1525一 多数为 0 022 粒间破裂的微裂缝空隙件最基本、基质喉道 O 05 4 10 4 O 02t 。； ： ?“ 最细小的渗流单元3081。，、， 。：毒， 大安寨储层的大裂缝主要为构造成因，也有地层卸载形成的层理缝。大的孑 L、洞绝大部分沿大的循环经济研究新进
14、展 循环经济应用实践 裂缝分布，为溶蚀流体沿裂缝溶蚀而成，孤立的大溶孔是极少见的。微裂隙和微孔隙类型多，微裂隙以构造成因的张开度较大、延伸性好，成岩压裂缝次之；与介壳内部结构有关的裂缝极细小，连通性 差。微孑 L以沿构造微裂缝的溶孔发育程度最高；沿成岩缝发育的次之。川东嘉陵江组裂缝包括成岩 缝、构造缝和溶蚀缝。川西侏罗系常见裂缝类型有张开缝、充填缝等。(2)裂缝系统发育特征川东北飞仙关储层鲕粒白云岩中，构造裂缝可以占到总储集空间的 2，构造缝常常发生溶蚀使 其缝隙拓宽，最宽达 0 7厘米，镜下可观察到沿构造缝形成串珠状溶孔，但早期裂缝一般在后期的成 岩作用中不同程度地被方解石、石膏、白云岩及硫
15、磺等充填或部分充填。孔隙度低，渗透率相对高，储 层类型主要为裂缝型储层。如渡 5井中上段的泥一粉晶白云岩段、坡 1井中下段的含膏质白云岩段及金珠 l井的膏质白云岩段等；铁山南等鲕粒石灰岩。 r 、 I 。 -铁山飞仙关储层中，岩芯观察储层垂直及斜交构造裂缝发育，有些垂直缝纵向延伸达 l米以上， 储层裂缝发育极不均一；相距很近的井如铁山 4、铁山 5、铁山 11井裂缝密度相差很大。有效缝密度 分布反映出铁山13井、铁山ll井一带有效缝最发育。铁山地区飞仙关组裂缝总体较发育，主要是构 造张裂缝，分布于构造高点、长轴一带。据前面的研究，铁山地区飞仙关组地层主要发育两期构造裂 缝，第一期的裂缝多已被充填，有效缝主要为
