如何通过井壁取心技术判断油田注水井的结垢类型与分布规律？

问题描述

精选答案

如何通过井壁取心技术精准识别注水井结垢成分与空间分布特征？这一问题涉及地质工程与化学分析的交叉应用，需结合现场取样、微观表征及数据建模技术实现多维度判断。

核心操作流程

1. 取样定位与岩心处理

   • 采用定向取心工具获取注水井垂直剖面岩心，重点关注套管与地层接触带、渗透率突变层位。
   • 对岩心进行清洗（超声波+去离子水）、干燥（40℃恒温箱）及编号，避免二次污染。

2. 结垢物化学成分分析

   分析方法	适用结垢类型	检测精度
   X射线衍射（XRD）	方解石、文石、石膏	95%以上
   离子色谱（IC）	碳酸钙、硫酸钙、硅垢	±0.1%
   扫描电镜能谱（SEM-EDS）	微米级垢体形貌与元素组成	0.1μm分辨率

3. 结垢空间分布建模

   • 绘制岩心结垢率（质量百分比）与深度的对应曲线，识别高值异常段。
   • 结合注水压力剖面数据，建立"压力梯度-结垢速率"数学模型（示例公式：$\dot{m}=k\cdot\DeltaP^n$）。

典型结垢模式判别标准

• 碳酸盐垢：XRD图谱显示（214）峰位在29.5°±0.2°，IC检测钙离子浓度>1200mg/L。
• 硫酸盐垢：SEM显示板状晶体，IC检测硫酸根含量与注水水质差值>50%。
• 硅垢：红外光谱（FTIR）在1080cm?1处出现强吸收峰，岩心渗透率下降超70%。

实际应用案例

某陆相油藏注水井（井深3200m）通过井壁取心发现：

• 2800-2950m段：碳酸钙垢（XRD匹配度98%）与地层水CO?2?浓度正相关（r=0.87）。
• 3050-3100m段：硫酸钙垢（IC检测SO?2?浓度达3800mg/L），对应注水压力峰值区。

该技术已成功应用于12口长停井的复产改造，平均提液量提升42%。需注意岩心取样时避开钻井液侵入带，避免误判次生矿物。