采油工程中水平井注水工藝存在問題及改進措施

摘要：采油工程具有復雜性和系統(tǒng)性，為了保證采油工程順利開展，需要掌握好采油工程的施工工藝，控制好施工要點，找出施工中存在的問題并提出相應的改進措施。文章首先對采油工程水平井注水工藝中存在的問題進行了分析，然后對水平井注水工藝改進措施進行了探討。

關(guān)鍵詞：采油工程；水平井；注水工藝；改進措施；施工要點 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE357 文章編號：1009-2374（2016）26-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.069

水平井注水工藝作為一種效率比較高的開采技術(shù)，可以有效改善低滲透油田的開發(fā)。通過應用水平井注水工藝不但可以提升注水量、增加波及系數(shù)和驅(qū)油效率，而且可以提升油藏壓力維持程度，提高經(jīng)濟效益。相較于直井來說，水平井注水具有注入啟動壓力小、熱裂縫豐富、注水井段成、近線性驅(qū)動等優(yōu)點。但是在實際使用過程中，工藝上依然存在一些問題，還需要進行

改進。

1 水平井注水工藝的優(yōu)勢

1.1 注水井段長

通過實地調(diào)查可發(fā)現(xiàn)水平井在薄油層中保持著較長的水平井段，借助水平井可實現(xiàn)注水量的大幅度增加，也在一定程度上能增強注水面積，確保地層壓力處于可控制范圍內(nèi)。

不管是直井的吸水強度，還是水平井的吸水強度，都應滿足相應的要求，而且直井沿程吸水強度應遠遠強于水平井的吸水強度，這樣做的目的一方面可減小水驅(qū)速度；另一方面也能增強水驅(qū)波。采取水平井注水技術(shù)可大大增強水驅(qū)波，尤其是處于特殊區(qū)域施工中應用效果更為明顯，為油廠生產(chǎn)提供了可靠的保障。

1.2 熱裂縫豐富

通常情況下，注入井中的熱裂縫現(xiàn)象屬于一種正?，F(xiàn)象，特別是對深層注水井來說更是如此。垂直注入井也能形成獨立的裂縫，但因為井口壓力的差異再加之滲透能力的不同，裂縫長度也會呈現(xiàn)出較大的變化，這必然使水注入速率發(fā)生大的變動。水平井具有較長的水平段，可借助水平井注水的最大幅度產(chǎn)生差異較大的裂縫。此外水平注入井的流動速率的變化也會產(chǎn)生多種裂縫，大大增強了注入速率。

1.3 近線性驅(qū)動

水平井具有注水井段長以及熱裂縫豐富的優(yōu)勢，這樣可使水前緣可類似地看成為線性驅(qū)動，此種驅(qū)動模式能夠增強驅(qū)油效率。1口水平注入井與2口直井之間水前緣到達區(qū)域見圖1所示，此階段可近似看成線性驅(qū)動模式。

2 水平井注水工藝中存在的不足之處與故障原因

2.1 出砂問題

出砂問題對水平井有著較大的影響，具體表現(xiàn)

如下：

2.1.1 出砂時間過短或造成油層部位出現(xiàn)持續(xù)的掩蓋現(xiàn)象，造成水平井異?，F(xiàn)象的發(fā)生。

2.1.2 出砂異常未得到及時有效的處理，則會使套管的整體結(jié)構(gòu)遭受到一定的損壞，影響正常生產(chǎn)工作的開展。所以作為施工管理人員應引起足夠的重視，做好水平井的管理與預防工作，如若存在異常應立即采取有效的措施加以解決，提高水平井的使用效率，為安全施工保駕護航。

2.2 套管破損現(xiàn)象

一旦發(fā)現(xiàn)水平井套管有破損等現(xiàn)象時，應立即停止使用，以免影響后續(xù)施工的順利實施。而造成套管破損的因素是多方面的，現(xiàn)列舉如下：

2.2.1 注水方式不恰當或者水壓控制不合理導致的套管破損現(xiàn)象。

2.2.2 鉆探工作不科學導致的。

2.2.3 地層水中有機質(zhì)含量超標對套管造成的影響，此外一些人為因素也會造成套管的破損。

2.3 結(jié)垢問題

結(jié)垢問題是水平井所存在問題中最嚴重的一個問題，如果水平井中有了結(jié)垢，則可能導致整個采油系統(tǒng)出現(xiàn)故障。除此之外，對日常油壓以及注水量的數(shù)據(jù)采集也會造成影響，并且由于水平井很難調(diào)配，安裝重組的工序繁雜，因此如果地層下管網(wǎng)形成結(jié)垢，那么將使水平井無法正常運作，同時還會引起地層原油污染。水平井之所以會產(chǎn)生結(jié)垢，主要受兩個因素的影響：

2.3.1 地層中原來就有的物質(zhì)與由水平井作業(yè)帶來的其他物質(zhì)之間存在不匹配或元素之間發(fā)生了某一化學反應，從而使管網(wǎng)結(jié)垢，結(jié)垢一旦形成就很難清除。

2.3.2 由于油井周圍區(qū)域內(nèi)地下水環(huán)境及原油儲存環(huán)境發(fā)生變化，使油井生產(chǎn)過程中引起物質(zhì)變化，反應生成沉淀物。當油管受到結(jié)垢腐蝕，出現(xiàn)損壞時就會引起油管破裂，甚至導致原油泄漏。

3 改進措施

3.1 水平井出砂問題的解決措施

3.1.1 加強常規(guī)工作的管理。施工人員在工作中應認真負責，嚴格按照規(guī)范進行操作，對水平井油壓和注水量每天都要進行數(shù)據(jù)記錄，并且依據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析掌握水平井吸水性能的變化情況。如果綜合分析之后發(fā)現(xiàn)，油壓壓力上升0.5MPa，同期注水量明顯減少，就必須對采集的數(shù)據(jù)再次進行核對，檢查數(shù)據(jù)是否有誤，如果數(shù)據(jù)沒有大的誤差，則說明吸水性能出現(xiàn)問題。

3.1.2 依據(jù)每日水平井的油壓和注水量的差距，分析水平井下狀態(tài)是否良好，同時套壓情況也是需要考慮的一個重要因素。參照水平井套壓的標準壓力差為0.7MPa作業(yè)，此時水平井中油壓與套壓完美契合，如果套壓隨著油壓的變化而變化，變化值成正比，則也可以說明油壓與套壓達到平衡。通過將注入量在瞬間增加，使上下之間串通無阻，以此來檢測封隔器是否封閉完全。當注水量猛增時，吸水性能好的那一層就會比吸水性能差的那一層吸收更多的水，分別對兩個層的吸水量狀況進行分析，來判斷出是哪一級封離器存在問題，需要對其及時進行維修。對其他各級封離器是否存在故障，則是將各種影響因素綜合起來進行考慮的，主要是分析井內(nèi)油壓的升降情況，套壓起伏變化程度以及水注入量的變化情況等，完成對除過一級之外其他各級的封離器實效判斷工作。

3.1.3 根據(jù)注水量數(shù)據(jù)繪制注水量曲線圖，以此來分析水平井下的狀況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應立即采取有效措施進行防范，并告知相關(guān)部門進行處理，從而使故障能夠及時排除。

3.2 水平井套管破損問題的解決策略

3.2.1 嚴格要求泥巖層的治理，采取措施減少水流壓力，從而減少水流對不堅固巖層的侵蝕，還有應注意對水平井進行加固，使水平井狀態(tài)良好，從而避免管道破損。

3.2.2 選取性能較好的優(yōu)質(zhì)材料，如高級鋼、后壁等新型材料，使其能夠增強抗壓抗擠和抗腐蝕能力。

3.2.3 加強對注入水的水質(zhì)監(jiān)測，減少注入水的雜質(zhì)對水管的腐蝕和結(jié)垢，從而延長管道的使用期限。

3.3 水平井結(jié)垢問題的防治措施

3.3.1 改善水平井周圍的水質(zhì)。如果水平井周圍的地下水水質(zhì)較好的話，就會大大減少結(jié)垢，所以應該采用凈水設(shè)施對水平井周邊的水質(zhì)進行凈化處理，提高地下水的水質(zhì)，同時應對周邊大范圍地區(qū)都加強水資源的保護，以此減少結(jié)垢的幾率。

3.3.2 對開始出現(xiàn)結(jié)垢但還未能沉積的結(jié)垢物質(zhì)進行清理，比較常用的有物理除垢和化學除垢兩種方式。其中物理除垢是通過高壓水設(shè)備射出壓力激流將水垢沖擊掉，這種方式能夠有效地清除水垢，除垢效果明顯，耗時短。其主要的操作流程是推動柱塞泵產(chǎn)生壓力，加壓的水流在流經(jīng)特制的噴嘴后噴向水垢，將水垢沖擊掉。另外一種物理除垢的方式是碎石除垢，這一方式是在柱塞泵給水流加壓后，在高壓水中再摻雜部分碎石，碎石在水流與壓力下高速轉(zhuǎn)動并射向水垢，抑制摩擦撞擊從而打掉水垢，再跟隨高壓水流出去，完成除垢

任務。

物理除垢操作起來較容易，并且除垢效果好，投入成本低；化學除垢是分析檢驗水垢中含有的各化學元素，應用化學反應原理調(diào)配化學試劑，當試劑與水垢的化學成分反應后，生成水和其他物質(zhì)，通過水流一起排出管道。

3.3.3 如果資金較充足時，可以采用高科技的防腐蝕、防結(jié)垢的新型管道材料，這樣就能徹底杜絕結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語

綜上所述，在采油工程施工后期，經(jīng)常會遇到很多的問題，這些問題嚴重時會使油井提前停產(chǎn)，對油田企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成比較大的影響，所以要分析工藝中的常見問題，針對性地采取防范措施，實現(xiàn)采油工程的發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：侯平偉（1989-），男，河南濟源人，長慶油田分公司第二采油廠助理工程師，研究方向：采油技術(shù)。

（責任編輯：秦遜玉）