污水回注对致密砂岩物性及孔喉分布影响的定量评价方法与流程

本发明属于油气田开发
技术领域：
，具体涉及一种污水回注对致密砂岩物性及孔喉分布影响的定量评价方法。
背景技术：
：我国低渗透油田分布十分广泛，在鄂尔多斯盆地三叠系延长组长6-长7段，准噶尔盆地二叠系芦草沟组，四川盆地中—下侏罗统以及松辽盆地白垩系青山口组-泉头组都发育丰富的低渗透石油资源。低渗透油藏由于其具有渗透率低、供液能力差、地层压力下降快等特点，普遍采取向油层注水来保持油层能量。随着油田注水开发的进行，特别是到了注水后期，大量的地层水随原油一起被采出到地面，这些污水如果直接排放必会污染环境，如果处理后排放会大大增加油田的生产成本。特别是对于地处水资源匮乏的西北地区，国家环保法规及水资源的可持续性发展均要求将污水处理后回注油层、减少外排。由于低渗透储层孔喉细小，对水质特别敏感，虽然大多数油田污水在回注前都会经过一定处理，但实际生产发现，污水回注会造成储层伤害，注水压力升高，进而影响水驱效果。目前的研究多集中在室内岩心伤害评价，宏观的分析污水的水质变化导致的储层渗透率的变化，而没有从微观上研究由于注入水质造成的孔喉堵塞及孔喉分布、可动流体孔隙度的变化。现有研究中，cn101973641a公布了一种低渗透/特低渗透油田采油污水回注处理方法。cn105130132a公布了一种稠油污水回注低渗透油田的处理工艺，cn101786739b公布了一种油田回注用采油污水处理方法，cn203050667u公布了一种油田开发注水井采出污水过滤装置。高波等人于2010年在《海洋石油》第30卷第1期《渤西油田污水回注储层损害评价研究及化学保护措施》一文中开展了渤西油田污水回注的室内评价研究，通过计算机预测、静态结垢实验和动态结垢实验对污水与地层水相容性进行了研究。石京平等人于2002年在《矿物岩石》第22卷第2期《马岭油田北三区污水回注的实验研究》一文中通过污水与地层水混合的静态实验结果，并模拟地层条件做岩心流动实验，发现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。李强等人于2007年在《钻采工艺》第30卷第6期《王27断块油藏污水回注对吸水层的损害研究》一文中，通过注入水与岩心的流动实验表明，注入水水质不达标以及注水工艺不合理是造成吸水层损害的根本原因，包括含油量超标和水中悬浮不溶固相颗粒粒径超标。曹晓毛于2012年在《油气田地面工程》第31卷第2期《特低渗透油田水质处理及污水回注》一文中，针对普通过滤器难以使注入水达到注入标准的情况，采用双层膨胀式精细过滤器进行注入水的处理，较好地解决了水质差以及污水不能完全回注的问题。孙宁等人于2016年在《当代化工》第45卷第4期《油田污水回注对不同渗透率储层伤害评价研究》一文中，通过岩心流动实验，分析回注污水对不同渗透率级别的岩心所造成的伤害程度，确定出了研究区污水回注悬浮物浓度的指标要求。上述方法或技术均是针对污水回注对储层渗透率的伤害进行的研究，并未涉及到污水回注造成的孔喉堵塞的评价。采用压汞方法进行致密砂岩的孔喉分布研究时，进汞饱和度往往达不到100％，因此压汞数据不能反映出致密岩石中相当多的微小孔隙，氮气吸附方法由于吸附的氮气难以完全解吸，所以岩心样品不能重复测量，ct扫描方法通常需要对岩样进行切割从而损坏岩心样品。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种污水回注对致密砂岩物性及孔喉分布影响的定量评价方法，以克服现有技术存在的缺陷，本发明利用核磁共振测试技术，从微观上定量评价致密砂岩污水回注对储层物性及孔喉分布的影响，可以进一步揭示污水回注对储层的伤害机理，有助于指导低渗透砂岩油藏注水开发的规范化和高效化，进而指导低渗透砂岩油藏注入水的水质处理，减少注入水对低渗透储层的伤害。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：污水回注对致密砂岩物性及孔喉分布影响的定量评价方法，包括以下步骤：步骤一：选取某低渗透储层的真实砂岩岩心，洗油烘干后气测岩心样品渗透率；根据油田污水的矿化度和离子组成配制模拟地层水；提取岩心对应作业区的注入水，即处理过的污水；步骤二：对岩心样品抽真空并高压饱和模拟地层水，计算岩心孔隙度和孔隙体积；步骤三：将步骤二得到的岩心样品测试核磁共振t2谱，得到岩心样品原始的孔喉分布；然后将岩心放置于离心设备中进行离心，脱除岩心中的可动水，再次测试核磁共振t2谱，得到岩心样品原始的不可动流体占据的孔喉分布；步骤四：将步骤三得到的岩心样品连接驱替流程，设置实验温度，向岩心样品中注入现场取回的注入水样；步骤五：将步骤四得到的岩心样品烘干，气测渗透率；然后将岩心抽真空饱和蒸馏水，测试岩心孔隙度；步骤六：将步骤五得到的岩心样品测试核磁共振t2谱，得到岩心样品注水后的孔喉分布；然后将岩心放置于离心设备中进行离心，脱除岩心中的可动水，再次测试核磁共振t2谱，得到岩心样品注水后的不可动流体占据的孔喉分布；步骤七：将步骤三和步骤六测得的离心前后的t2谱分别绘制在两张图上，并把t2谱转化为孔喉半径分布；步骤八：根据测得的t2谱和孔喉半径分布曲线，定量分析水驱后岩心孔喉半径的分布以及可动流体孔隙度的变化。进一步地，步骤一中所述的岩心样品直径为2.5cm、长度为4.0cm。进一步地，步骤二中所述的高压饱和的压力为30mpa。进一步地，步骤三和步骤六中离心时间为120min，离心速度为9000r/min。进一步地，步骤四注入速度为0.1ml/min，注入时间为24小时。进一步地，步骤五中烘干温度为80℃，烘干时间为24小时。进一步地，步骤七中采用如下公式将核磁共振t2谱换算成孔喉半径：式中：r为孔喉半径，μm；t2为核磁共振测得的横向弛豫时间，ms；为岩心孔隙度，％；k为岩心渗透率，md。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：本发明通过对比注水前后的孔喉分布和可动流体孔隙度的变化，可以从微观上分析注水对储层造成的伤害，进一步指导注水开发，相对于压汞法、氮气吸附以及ct扫描方法，本发明采用的核磁共振方法测试孔喉半径分布具有可重复测量、不损坏岩心样品、能实现对微纳米孔喉进行精确测量等优点。附图说明图1为实施例一的岩心注水前后的孔喉半径分布图；图2为实施例二的岩心注水前后的孔喉半径分布图。具体实施方式下面结合具体实施例做进一步说明：实施例一该实施例选取鄂尔多斯盆地jb油田y9储层的岩心和注入水，主要考察注入水和地层水不配伍对储层的伤害。一种污水回注对致密砂岩物性及孔喉分布影响的定量评价方法，包括以下步骤：步骤一：从全直径岩心上钻取直径2.5cm长度4.0cm的岩心样品，洗油烘干，气测岩心渗透率为4.25×10-3μm2；根据油田污水的矿化度和离子组成配制模拟地层水，提取岩心对应作业区的注入水，地层水和注入水的水质分析结果见表1。步骤二：对岩心样品抽真空并高压饱和模拟地层水，计算岩心孔隙度8.36％；步骤三：将步骤二得到的岩心样品测试核磁共振t2谱，得到岩心样品原始的孔喉分布；然后将岩心放置于离心设备中以9000r/min的速度进行离心120min，脱除岩心中的可动水，再次测试核磁共振t2谱，得到岩心样品原始的不可动流体占据的孔喉分布；根据离心前后的t2谱累积分布曲线可求得可动流体孔隙度为5.18％。步骤四：将步骤三得到的岩心样品置于岩心夹持器中，连接驱替流程，设置实验温度50℃，以0.1ml/min的注入速度向岩心样品中注水；步骤五：将步骤四得到的岩心样品置于80℃恒温箱中烘干24小时，气测渗透率为2.86×10-3μm2；然后将岩心抽真空饱和蒸馏水，测试岩心孔隙度为6.26％；步骤六：将步骤五得到的岩心样品测试核磁共振t2谱，得到岩心样品注水后的孔喉分布；然后将岩心放置于离心设备中进行离心120min，脱除岩心中的可动水，再次测试核磁共振t2谱，得到岩心样品注水后的不可动流体占据的孔喉分布；根据离心前后的t2谱累积分布曲线可求得可动流体孔隙度为3.65％。步骤七：根据以下公式将步骤三和步骤六测得的离心前后的t2谱转化为孔喉半径分布，见图1；式中：r为孔喉半径，μm；t2为核磁共振测得的横向弛豫时间，ms；为岩心孔隙度，％；k为岩心渗透率，md。步骤八：根据孔喉半径分布曲线，定量分析水驱后岩心孔喉半径的分布以及可动流体孔隙度的变化。表1jb油田y9储层地层水和注入水离子组成表2岩心注水前后的物性及可动流体孔隙度由表2可以看出，岩心在注水后的孔隙度和渗透率均降低，孔隙度由8.36％降到6.26％，下降幅度为25.12％。渗透率由4.25×10-3μm2降到2.86×10-3μm2，下降幅度达到32.71％。可动流体孔隙度由5.18％降到3.65％，下降幅度为29.54％。由图1可以看出，注水后的孔喉半径分布发生了变化，小孔(0.004μm-0.11348μm)变多，占据的孔隙度由1.96％增加到3.32％。大孔(0.11348μm-9.869μm)变少，占据的孔隙度由6.40％下降到2.94％。分析原因，虽然注入水是由污水经过了一定的处理，但是由表1可以看出，处理后的注入水还有ca2+和mg2+，这样在一定温度条件下注入水和地层水混合容易形成硫酸钙和碳酸钙沉淀，进而堵塞一部分孔喉。硫酸钙和碳酸钙沉淀对一些大孔喉的堵塞，形成了大量的小孔，使岩心的孔喉分布发生变化，即一部分大孔减小的同时形成了更多的小孔。最终使得岩心的渗透率、孔隙度和可动流体孔隙度下降。实施例二该实施例选取鄂尔多斯盆地hb油田c6储层的岩心和注入水，主要考察注入水中的不溶固相颗粒对储层的伤害。一种污水回注对致密砂岩物性及孔喉分布影响的定量评价方法，包括以下步骤：步骤一：从全直径岩心上钻取直径2.5cm长度4.0cm的岩心样品，洗油烘干，气测岩心渗透率为3.46×10-3μm2；为了单独考察注入水中的不溶固相颗粒对储层的伤害，模拟地层水采用去离子水即蒸馏水。提取岩心对应作业区的注入水，注入水的水质分析结果见表1。步骤二：对岩心样品抽真空并高压饱和模拟地层水，计算岩心孔隙度6.28％；步骤三：将步骤二得到的岩心样品测试核磁共振t2谱，得到岩心样品原始的孔喉分布；然后将岩心放置于离心设备中以9000r/min的速度进行离心120min，脱除岩心中的可动水，再次测试核磁共振t2谱，得到岩心样品原始的不可动流体占据的孔喉分布；根据离心前后的t2谱累积分布曲线可求得可动流体孔隙度为4.17％。步骤四：将步骤三得到的岩心样品置于岩心夹持器中，连接驱替流程，设置实验温度50℃，以0.1ml/min的注入速度向岩心样品中注水；步骤五：将步骤四得到的岩心样品置于80℃恒温箱中烘干24小时，气测渗透率为2.05×10-3μm2；然后将岩心抽真空饱和蒸馏水，测试岩心孔隙度为4.59％；步骤六：将步骤五得到的岩心样品测试核磁共振t2谱，得到岩心样品注水后的孔喉分布；然后将岩心放置于离心设备中进行离心120min，脱除岩心中的可动水，再次测试核磁共振t2谱，得到岩心样品注水后的不可动流体占据的孔喉分布；根据离心前后的t2谱累积分布曲线可求得可动流体孔隙度为3.02％。步骤七：根据以下公式将步骤三和步骤六测得的离心前后的t2谱转化为孔喉半径分布，见图2；式中：r为孔喉半径，μm；t2为核磁共振测得的横向弛豫时间，ms；为岩心孔隙度，％；k为岩心渗透率，md。步骤八：根据孔喉半径分布曲线，定量分析水驱后岩心孔喉半径的分布以及可动流体孔隙度的变化。表3hb油田c6储层注入水水质分析分析项目分析结果行业标准含油量(mg/l)4.26≤5不溶固相颗粒(mg/l)35.6≤1粒径中值(μm)3.48≤1总铁含量(mg/l)0.27≤0.5表4岩心注水前后的物性及可动流体孔隙度由表4可以看出，岩心注水后的孔隙度和渗透率均降低，孔隙度由6.28％降到4.59％，下降幅度为26.91％。渗透率由3.46×10-3μm2降到2.05×10-3μm2，下降幅度达到40.75％。可动流体孔隙度由4.17％降到3.02％，下降幅度为27.58％。由图1可以看出，注水后的孔喉半径分布发生了变化，小孔(0.001μm-0.029μm)变多，占据的孔隙度由2.24％增加到3.61％。大孔(0.029μm-20.46μm)变少，占据的孔隙度由4.04％下降到0.98％。分析原因，由表3可以看出，虽然含油量和总铁含量均在行业标准以下，但处理后的注入水不溶固相颗粒含量和粒径中值均大大超过了行业标准，这些颗粒会对一些大孔喉形成堵塞，进而形成了大量的小孔，使岩心的孔喉分布发生变化。最终使得岩心的渗透率、孔隙度和可动流体孔隙度下降。当前第1页12