一种预测CO2驱油藏无机结垢趋势的方法技术

本发明专利技术为一种预测CO2驱油藏无机结垢趋势的方法，本方法通过采集油藏分析数据，将地层水样品的组分含量恢复至地层温度压力条件下的组分含量，建立考虑主要化学反应的水-岩反应热力学计算模型，再依据CO2驱过程中产出水的组分变化来拟合求取水相溶解CO2含量，并计算水-岩反应后真实地层水相关组份的含量，最后采用结垢预测软件或化学计算法预测CO2驱油藏的结垢趋势；本发明专利技术突破了现有结垢趋势预测方法不能直接预测CO2驱油藏结垢趋势的限制，应用于实际油藏可认识CO2驱过程中的无机结垢趋势，为合理的防垢方案制定提供科学依据，拓展了现有结垢预测方法的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为一种预测CO2，本方法通过采集油藏分析数据，将地层水样品的组分含量恢复至地层温度压力条件下的组分含量，建立考虑主要化学反应的水-岩反应热力学计算模型，再依据CO2驱过程中产出水的组分变化来拟合求取水相溶解CO2含量，并计算水-岩反应后真实地层水相关组份的含量，最后采用结垢预测软件或化学计算法预测CO2驱油藏的结垢趋势；本专利技术突破了现有结垢趋势预测方法不能直接预测CO2驱油藏结垢趋势的限制，应用于实际油藏可认识CO2驱过程中的无机结垢趋势，为合理的防垢方案制定提供科学依据，拓展了现有结垢预测方法的应用范围。【专利说明】一种预测CO2
本专利技术涉及石油开采
，尤其涉及一种预测CO2驱油藏无机结垢趋势的方 法。
技术介绍
目前，我国难动用储量的开采不断增加，CO2驱规模也随之不断扩大，CO2驱作为一 项提高采收率的有效技术已为国内外许多油田采用，但是对于富钙矿物含量较高的陆相储 层而言，例如方解石、斜长石、蒙脱石等，CO 2驱过程中水相中溶解CO2的增加往往会引发以 富钙矿物溶解为主的水岩反应，导致地层水中Ca 2+、CO广等成垢离子含量的增大，这种饱含 成垢离子的地层水流经生产井近井地带和井筒时，由于压力的大幅降低可能引起难溶无机 盐过饱和而结垢，例如碳酸钙和硫酸钙等，结垢往往造成油井近井地层堵塞，井筒阻流，设 备损坏，严重影响油田开发。 关于油气藏开发过程中的无机结垢问题，国内外已开展了大量研究，提出了多种 结垢趋势预测方法，这些方法大体可以分为两类。 其一为化学计算法，以化学平衡理论及有关平衡常数和溶解度测定数据为基础建 立简单的计算公式来预测结垢趋势，为实现简单计算的目的，计算公式中常忽略某些因素 的影响作用；目前常用的方法有朗格利尔Langelier饱和指数法、斯蒂夫一戴维斯Stiff - Davis饱和指数法、斯克尔曼Skillman热力学溶解度法、Ryznar稳定指数SAI法、Oddo - Tomson饱和指数法、Vetter饱和指数法、Toddo - Yuan饱和指数法。 其二为软件预测方法，根据化学平衡原理及大量有关平衡常数和溶解度测定数据 建立综合考虑各种影响因素的数学模型，编制软件实现复杂的数值计算来预测结垢趋势； 目前常用的软件有 〇FISTP、ScaleChem3、MultiSCALE、SCALEUP、SDCQPC、PIOSL 0、JHCPS。 目前，上述两种结垢趋势预测方法已经应用于许多实际油气藏的无机结垢趋势预 测，预测天然能量开发和注水开发过程中的结垢趋势效果良好。但是，这些方法都不能直接 预测CO 2驱过程中的无机结垢趋势，要预测CO2驱油藏的结垢趋势尚有两个关键问题需要解 决。 其一为CO2驱过程中的水一岩反应模拟计算，根据化学平衡理论，建立考虑主要化 学反应过程的水一岩反应热力学计算模型，即碳酸的两级电离反应、碳酸钙的沉淀-溶解 反应，可以计算不同水相溶解CO 2含量条件下水岩反应后的成垢离子含量，进而即可预测 CO2驱油藏的结垢趋势。 其二为水相溶解CO2含量的拟合，水相溶解CO2含量是水岩反应计算必需的参数， 这一参数无法直接测定得到，只有通过CO 2驱过程中产出水的成分变化来拟合求取。 目前，关于CO2驱过程中的水岩反应模拟计算和水相溶解CO2含量的拟合，国 内外未见相关研究报道，CO 2驱油藏的结垢趋势预测也未见文献和专利报道。中国专利 CN101148986提出了一种预测强碱三元复合驱机采井结垢趋势的方法，但强碱三元复合驱 机采井结垢为硅垢，而CO2驱油藏的结垢为钙垢，这一方法也不能用于预测CO 2驱油藏的结 垢趋势。
技术实现思路
本专利技术是在解决上述两个关键问题的基础上而提出的一种预测CO2驱油藏结垢趋 势的方法，本方法能够准确预测CO 2驱油藏无机结垢趋势，进而采取相应的防治措施可以减 轻或消除由于结垢造成的不利影响，对改善CO2驱油藏开发效果具有重要意义。 本专利技术的一种预测CO2，所述分析方法是采集油藏分 析数据，根据高温高压下的地层水样品的组分含量，建立水-岩反应热力学计算模型，得到 CO2驱过程中的水-岩反应后的成垢离子含量；对水相溶解CO2含量的拟合过程，即通过CO 2 驱过程中产出水的组分变化来拟合求取水相溶解CO2含量，并计算水-岩反应后高温高压 地层水相关组份的含量，最后进行结垢分析。 所述方法的步骤为， 步骤1，采集油藏分析数据； 采集常温常压条件下的地层水样品的组分含量，地层水样品组分分析按照石油和 天然气行业标准《油田水分析方法SY/T5523-2006》的规定进行取样和分析化验； 步骤1-1，获取常温常压条件下的地层水样品； 步骤1-2,采集所述步骤1-1的地层水样品在CO2驱之前的组分含量以及pH值；所 述地层水样品的组分含量包括钙、镁、钾、钠离子以及氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳 酸氢根离子以及水相溶解CO 2的含量； 步骤1-3,向所述步骤1-1的地层水样品中注入CO2，采集CO2驱过程中产出水的组 分含量、产出气的气相CO 2含量、油藏的温度压力、油藏的饱和压力、生产井底的温度压力、 生产井口的温度压力； 步骤2,获取地层温度压力条件下所述地层水样品的组分含量； 一般情况下，地层水成分是在实验室常温常压下测定的，与地层高温高压条件下 相比，K+、Na+、Ca 2+、Mg2+、cr、S042_离子含量变化不大，测定结果可代表地层温度压力条件下 的组份含量，但H 2C03、HC(V、C0广、H+含量受碳酸两级电离反应的影响可能存在较大差异，因 此必须考虑碳酸电离反应恢复计算这些组份在地层温度压力条件下的含量。 输入所述步骤1-2获取的所述地层水样品在CO2驱之前的组分含量，利用恢复计 算方法获取地层温度压力条件下，所述地层水样品在CO 2驱之前的组分含量； 恢复计算方法的过程如公式1?4所示： C〇32_=Ksp/Ca2+ 1 ； HCCV= 片厂⑶广 2 ; H+=K2XHCO3VCO32- 3 ； H2CO3=H+XHCO3VK1 4 ； CO广、HCO3' H+、H2CO3分别为地层温度压力条件下CO2驱之前的所述地层水样品的 组分含量；Ksp为地层温度压力条件下碳酸钙溶度积，K 1为地层温度压力下碳酸的一级电 离平衡常数，K2为地层温度压力条件下碳酸的二级电离平衡常数；Ca 2+、i为 所述步骤1-2采集的CO2驱之前所述地层水样品中的钙离子、碳酸氢根离子、碳酸根离子含 量； 步骤3,计算地层温度压力下，所述地层水样品的离子强度： 输入步骤2中获取的地层温度压力条件下，所述地层水样品在CO2驱之前的组分 含量，通过公式5获取所述地层水样品的离子强度Si ; Si=O. 5 X (K++Na++Cr+HC03>H+) +2 X (Ca2++Mg2++S042>C0 32〇 5 ； 其中，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42' HCO3' CO32' H+ 为所述步骤 2 中获取的地层温度 压力条件下，所述地层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析CO2驱油藏无机结垢趋势的方法，其特征在于：所述分析方法是采集油藏分析数据，根据高温高压下的地层水样品的组分含量，建立水‑岩反应热力学计算模型，得到CO2驱过程中的水‑岩反应后的成垢离子含量；对水相溶解CO2含量的拟合过程，即通过CO2驱过程中产出水的组分变化来拟合求取水相溶解CO2含量，并计算水‑岩反应后高温高压地层水相关组份的含量，最后进行结垢分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾红育，赵淑霞，李远钦，马涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11