本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种模拟地层条件下的注入水伤害评价方法。
背景技术：
随着石油的大规模开发，我国许多油田已经进入开发中后期，地层能量亏空较大，注水成了补充地层能量最有效的方法，但注入水注入地层后会与地层水、地层原油及储层岩石发生物理或者化学反应堵塞储层孔隙喉道,一旦注水造成伤害后，会造成注水压力升高、注入量降低等问题，进行后期解堵措施费用较高，因此在注入水选择时需要进行配伍性评价，而目前没有系统性的评价地层条件下注入水与储层流体及岩石的配伍性方法，而且不能模拟地层条件下的温度和压力影响，不能真实反映地层条件下发生的变化，这限制了注入水对储层伤害程度评价的真实性和准确性。为此我们发明了一种新的模拟地层条件下的注入水伤害评价方法，解决了以上技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能够系统性的评价地层温度及压力条件下注入水对储层的伤害程度的模拟地层条件下的注入水伤害评价方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：模拟地层条件下的注入水伤害评价方法，该模拟地层条件下的注入水伤害评价方法包括：步骤1，进行地层水及注入水矿化度测试；步骤2，进行流速伤害评价，在不同流速下储层岩石渗透率的变化，测试岩心对流速的敏感性；步骤3，进行注入水矿化度伤害评价，在通注入水的情况下岩石渗透率的变化，测试岩心对注入水矿化度的敏感性；步骤4，进行注入水与地层水配伍性评价，评价注入水与地层水按不同比例混合后对储层渗透率伤害程度。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，地层水是指从产油层的采出液通过油水分离而来的水；注入水是指需要从注水井注入到产油层位的水，由不同层位地层水中的一种或者多种混合而来。
在步骤2中，流速伤害评价包括地层水除油、地层水过滤、地层水不同流速下对岩心渗透率伤害程度，具体步骤包括：
(a)地层水除油，按石油醚：地层水＝1:1的比例清洗地层水中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L为合格；
(b)地层水过滤，将除油地层水用孔径0.22μm滤膜过滤；
(c)不同流速下地层水对岩心渗透率伤害程度测试。
在步骤c中，按照不同流速、地层温度和压力下，利用装有回压装置的驱替流程测试地层水对岩心渗透率伤害程度；若渗透率降低程度超过初始渗透率的5％，则认为该流速下对岩心有伤害，确定其为临界流速，后续驱替试验流速不得超过临界流速，若岩心无临界流速值，则后续驱替试验可根据渗透率高低选择流速。
在步骤c中，岩心是指经过钻、切、洗油处理后其直径2.5cm、3.75cm≤长度≤20cm的岩心；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；回压装置可加压至40MPa，回压装置可使驱替装置模拟40MPa以下的地层压力及温度，超过40MPa的地层压力按照地层压力：回压＝1：1的比例提高回压装置的最高压力即可；可根据渗透率高低选择流速是指低渗透岩心选择0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高渗岩心选择0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一进行测试。
在步骤3中，注入水矿化度伤害评价包括注入水除油、注入水过滤、地层水测岩心初始渗透率、通注入水伤害后岩心渗透率测试、伤害计算，具体步骤包括：
(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为合格；
(b)注入水过滤，将除油注入水用孔径0.22μm滤膜过滤；
(c)地层水测岩心初始渗透率；
(d)通注入水后岩心渗透率测试，在地层温度及压力下，通岩心孔隙体积20倍量的注入水，停2h，测试伤害后岩心渗透率；
(e)进行伤害计算，按照以下公式计算：
(初始渗透率—伤害后渗透率)/初始渗透率×100％＝注入水对岩心伤害率。
在步骤c中，在地层温度及压力下测试岩心的初始渗透率，测试流速按照有临界流速不得超过临界流速，若岩心无临界流速值，则驱替试验可按照低渗透岩心选择0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高渗岩心选择0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一进行测试。
在步骤e中，以注入水对岩心伤害率评价注入水与储层岩石的配伍性，若伤害率≤5％则认为无伤害，若＞5％，则认为有伤害，伤害程度以计算的伤害率为准。
在步骤4中，注入水与地层水配伍性评价包括注入水及地层水除油、注入水及地层水 过滤、注入水与地层水不同比例混合对储层渗透率伤害程度评价，具体步骤包括：
(a)注入水及地层水除油，按石油醚：注入水或地层水＝1:1的比例清洗其中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L为合格；
(b)注入水及地层水过滤，将除油注入水及地层水用孔径0.22μm滤膜过滤；
(c)注入水与地层水混合对储层渗透率伤害程度评价。
在步骤c中，将注入水与地层水分别添加到两个并联驱替罐中，岩心夹持器温度及压力为目的层位的地层温度及地层压力，先通过地层水驱替，记录岩心初始渗透率k1，然后两个并联驱替罐同时驱替，驱替流量比按照1:1、1:2、2:1三个不同比例分别评价或按照自己设定比例设置，驱替30min，停2h，继续驱替并记录此时的岩心渗透率并与之前的渗透率k1进行比较，评价依据为：若渗透率伤害率≤5％，则认为注入水与地层水混合后不会对储层造成伤害，配伍性良好；若渗透率伤害率＞5％，则认为注入水与地层水混合后会对储层造成伤害，不配伍，伤害程度以测试的渗透率降低值为准。
本发明中的模拟地层条件下的注入水伤害评价方法，是针对现有技术存在的缺陷而提供的方法，本发明能够系统性的评价地层温度及压力条件下注入水对储层的伤害程度，可操作性和针对性强，评价结果真实性和准确性高。与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明的方法可操作性和针对性强，能够准确地评价注入水与储层岩石及地层水的配伍性；
(2)本发明的方法能够模拟地层条件，评价结果具有更好的真实性和准确性；
(3)本发明的方法系统性强，能够系统地评价注入水与储层的配伍性。
附图说明
图1为本发明的模拟地层条件下的注入水伤害评价方法的一具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的模拟地层条件下的注入水伤害评价方法的流程图。
在步骤101，进行地层水及注入水矿化度测试。按照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T 5523-2006油田水分析方法》测试地层水及注入水矿化度。地层水是指从产油层的采出液通过油水分离而来的水；注入水是指需要从注水井注入到产油层位的水，由不同层位地层水中的一种或者多种混合而来。
在步骤102，进行流速伤害评价。岩石中的伊利石矿物在一定流速下会发生运移从而堵塞岩心孔隙喉道，造成岩心渗透率降低，流速伤害评价是指在不同流速下储层岩石渗透率的变化，测试岩心对流速的敏感性。
流速伤害评价包括地层水除油、地层水过滤、地层水不同流速下对岩心渗透率伤害程度，具体评价方法如下：
(1)地层水除油
按石油醚：地层水＝1:1的比例清洗地层水中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L为合格。
(2)地层水过滤
将除油地层水用孔径0.22μm滤膜过滤。
(3)不同流速下地层水对岩心渗透率伤害程度测试
按照不同流速、地层温度和压力下，利用装有回压装置的驱替流程测试地层水对岩心渗透率伤害程度。若渗透率降低程度超过初始渗透率的5％，则认为该流速下对岩心有伤害，确定其为临界流速，后续驱替试验流速不得超过临界流速，若岩心无临界流速值，则后续驱替试验可根据渗透率高低选择流速。
其中，岩心是指经过钻、切、洗油处理后其直径2.5cm、3.75cm≤长度≤20cm的岩心。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；
回压装置可加压至40MPa，回压装置可使驱替装置模拟40MPa以下的地层压力及温度，超过40MPa的地层压力可按照地层压力：回压＝1：1的比例提高回压装置的最高压力即可；
可根据渗透率高低选择流速是指低渗透岩心(渗透率在50×10-3μm2以下)选择0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高渗岩心(渗透率在50×10-3μm2以上)选择0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一进行测试。
在步骤103，进行注入水矿化度伤害评价。岩石中的蒙脱石矿物在低于地层水矿化度下时会发生吸水膨胀从而堵塞岩心孔隙喉道，造成岩心渗透率降低，注入水矿化度伤害评价是指在通注入水的情况下岩石渗透率的变化，测试岩心对注入水矿化度的敏感性。
根据前面测试结果，如果注入水矿化度高于地层水矿化度，则该步骤省略，如果注入水矿化度低于地层水矿化度则进行该步骤评价，具体包括注入水除油、注入水过滤、地层水测岩心初始渗透率、通注入水伤害后岩心渗透率测试、伤害计算，具体评价方法 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为合格。
(2)注入水过滤
将除油注入水用孔径0.22μm滤膜过滤。
(3)地层水测岩心初始渗透率
在地层温度及压力下测试岩心的初始渗透率，测试流速按照有临界流速不得超过临界流速，若岩心无临界流速值，则驱替试验可按照低渗透岩心选择0.05ml/min、0.1ml/min、0.15ml/min其中之一，中高渗岩心选择0.2ml/min、0.25ml/min、0.3ml/min、0.4ml/min、0.5ml/min、0.6ml/min其中之一进行测试。
(4)通注入水伤害后岩心渗透率测试
在地层温度及压力下，通岩心孔隙体积20倍量的注入水，停2h，测试伤害后岩心渗透率。
(5)伤害计算
按照以下公式计算：
(初始渗透率—伤害后渗透率)/初始渗透率×100％＝注入水对岩心伤害率
以此结果评价注入水与储层岩石的配伍性，若伤害率≤5％则认为无伤害，若＞5％，则认为有伤害，伤害程度以计算的伤害率为准。
在步骤104，进行注入水与地层水配伍性评价。注入水与地层水混合后，由于其各种离子组分的不同，可能造成结垢，从而堵塞储层的孔隙喉道，使渗透率降低，注水压力升高。注入水与地层水配伍性评价是指评价注入水与地层水按不同比例混合后对储层渗透率伤害程度。
注入水与地层水配伍性评价包括注入水及地层水除油、注入水及地层水过滤、注入水与地层水不同比例混合对储层渗透率伤害程度评价，具体评价步骤如下：
(1)注入水及地层水除油
按石油醚：注入水(地层水)＝1:1的比例清洗其中的乳化油，水中含油量≤0.05mg/L为合格。
(2)注入水及地层水过滤
将除油注入水及地层水用孔径0.22μm滤膜过滤。
(3)注入水与地层水混合对储层渗透率伤害程度评价
将注入水与地层水分别添加到两个并联驱替罐中，岩心夹持器温度及压力为目的层位的地层温度及地层压力，先通过地层水驱替，记录岩心初始渗透率k1，然后两个并联驱替罐同时驱替，驱替流量比按照1:1、1:2、2:1三个不同比例分别评价或按照自己设定比例设置，驱替30min，停2h，继续驱替并记录此时的岩心渗透率并与之前的渗透率k1进行比较，评价依据见表1。
表1注入水伤害判断结果依据表
以下为应用本发明的具体实施例：以胜利油田F1油田为例
F1油田，油藏气测渗透率25×10-3μm2，孔隙度15％，属低孔低渗油藏，油藏温度74℃，原始地层压力21.3MPa，该油藏已经开发5年，目前地层压力17.5MPa，由于地层能量降低较多，需要注水补充地层能量，实施注水前需要对注入水配伍性进行评价。
实施本发明的具体步骤如下：
1、地层水及注入水矿化度测试
按照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T 5523-2006油田水分析方法》，测试F1油田注入水矿化度5087mg/L，地层水矿化度24710mg/L。
2、流速伤害评价
流速伤害评价包括地层水除油、地层水过滤、地层水不同流速下对岩心渗透率伤害程度，具体评价方法如下：
(1)地层水除油
按石油醚：地层水＝1:1的比例清洗地层水中的乳化油，水中含油量为0.04mg/L，获得处理后地层水1L。
(2)地层水过滤
将除油地层水用孔径0.22μm滤膜过滤。
(3)不同流速下地层水对岩心渗透率伤害程度测试
调节回压装置压力为17.5MPa、岩心夹持器温度为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的流速测试储层岩心渗透率变化，其中岩心直径2.5cm、长度4.51cm，驱替液为地层水。经测试，岩心液测渗透率在不同流速下分别为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，渗透率降低程度低于5％，因此该油田无流速伤害。
3、注入水矿化度伤害评价
F1油田注入水矿化度5087mg/L，地层水矿化度24710mg/L，注入水矿化度低于地层水矿化度，需要进行注入水矿化度伤害评价。
具体包括注入水除油、注入水过滤、地层水测岩心初始渗透率、通注入水伤害后岩心渗透率测试、伤害计算，具体评价方法如下：
(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，获得处理后地层水500ml。
(2)注入水过滤
将除油注入水用孔径0.22μm滤膜过滤。
(3)地层水测岩心初始渗透率
调节回压装置压力为17.5MPa、岩心夹持器温度为74℃，测试流速按照0.1ml/min进行测试，其中岩心直径2.5cm、长度4.78cm，驱替流体为地层水。经测试岩心初始渗透率5.01×10-3μm2。
(4)通注入水伤害后岩心渗透率测试
调节回压装置压力为17.5MPa、岩心夹持器温度为74℃，测试流速按照0.1ml/min进行测试，驱替流体为注入水，通岩心孔隙体积20倍量的注入水，停2h，测试伤害后岩心渗透率为4.97×10-3μm2。
(5)伤害计算
按照公式：
(初始渗透率—伤害后渗透率)/初始渗透率×100％＝注入水对岩心伤害率
计算渗透率降低程度为0.8％，低于5％，因此认为该油田注入水对储层岩石无伤害。
4、注入水与地层水配伍性评价
注入水与地层水配伍性评价包括注入水及地层水除油、注入水及地层水过滤、注入水与地层水不同比例混合对储层渗透率伤害程度评价，具体评价步骤如下：
(1)注入水及地层水除油
按石油醚：注入水(地层水)＝1:1的比例清洗其中的乳化油，注入水中含油量为0.025mg/L，地层水中的含油量为0.03mg/L，注入水和地层水各清洗300ml。
(2)注入水及地层水过滤
将除油注入水及地层水用孔径0.22μm滤膜过滤。
(3)注入水与地层水混合对储层渗透率伤害程度评价
将注入水与地层水各300ml分别添加到两个并联驱替罐中进行驱替，调节回压装置压力为17.5MPa、岩心夹持器温度为74℃，其中岩心直径2.5cm、长度5.38cm，地层水测初始渗透率为5.33×10-3μm2，然后驱替流量比按照0.075ml/min：0.075ml/min、0.05ml/min：0.1ml/min、0.1ml/min：0.05ml/min三个不同比例分别评价，驱替30min，停2h，继续驱替测岩心渗透率分别为1.79×10-3μm2、3.47×10-3μm2、4.51×10-3μm2，测试结果见表2。
表2 F1区块注入水伤害判断结果