高含水期低滲透油藏加強(qiáng)精細(xì)注水工藝技術(shù)研究

周建設(shè)++周春麗++佀蘭芝++呂曉斌++周登西

[摘 要]近年來(lái)，針對(duì)中原油田低滲透油藏注水開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，加強(qiáng)了低滲透油藏注水工藝技術(shù)攻關(guān)：一是通過(guò)解決注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)問(wèn)題，確保低滲油藏能注上好的水；其次是開(kāi)展增壓注水，實(shí)現(xiàn)低滲透油藏注上水；三是積極開(kāi)展降壓注水，針對(duì)注水壓力高的原因，工藝上開(kāi)展各種形式的化學(xué)降壓增注和壓裂增注，提高其滲流能力，實(shí)現(xiàn)降壓注水；四是針對(duì)低滲油藏層間動(dòng)用狀況差的問(wèn)題，配套研究低滲油藏分注技術(shù)提高低滲透油藏層間動(dòng)用程度，五是針對(duì)低滲透油藏層內(nèi)水驅(qū)波及狀況差問(wèn)題，開(kāi)展有針對(duì)性的深部調(diào)剖和調(diào)驅(qū)，提高層內(nèi)動(dòng)用程度。與此同時(shí)，采油廠進(jìn)一步綜合配套注水技術(shù)，依靠工藝技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)低滲油藏注上水、注夠水和注好水，切實(shí)提高了低滲油田動(dòng)用程度和開(kāi)發(fā)水平，初步形成具有中原特色的低滲透油田注水開(kāi)發(fā)技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]低滲透油藏；精細(xì)注水；高效開(kāi)發(fā)

中圖分類號(hào)：TE357.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）24-0001-01

1 低滲透油田注水開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題

1.1 低滲透油田要求水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高，污水處理工藝難度大

中原油田的注水水源主要包括油井產(chǎn)出水、洗井水和淺層清水三類。初期油田水處理采用的清、污水先分別處理再混合注入的注水工藝，該工藝產(chǎn)出水腐蝕性強(qiáng)，最高腐蝕速率達(dá)到6～7mm/a。清、污水分別處理后再混合導(dǎo)致注水系統(tǒng)地面管網(wǎng)流程和井下油、套管腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重和大量腐蝕產(chǎn)物沉積，為細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了有利條件并加劇了腐蝕，形成“腐蝕——結(jié)垢、結(jié)垢——腐蝕”互為因果的惡性循環(huán)，最大結(jié)垢速率達(dá)10mm/a以上，注水水質(zhì)沿注水管網(wǎng)流程急劇惡化。據(jù)檢測(cè)，清污水混合后1.53～2.02μm的顆粒數(shù)比清水增加了18～90倍，比污水增加10～14倍，造成注水系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重，注水井下井管柱不到1年就全部堵死。

1.2 低滲透油田注水壓力高，注水困難，欠注嚴(yán)重

為提高低滲油藏的開(kāi)發(fā)水平，油田通過(guò)開(kāi)展鉆井技術(shù)攻關(guān)和油層保護(hù)技術(shù)攻關(guān)，引進(jìn)大型水力壓裂技術(shù)，開(kāi)展低滲油藏注水開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)等，使異常高溫高壓的文南、文東及常壓的濮城沙三、衛(wèi)城沙四等低滲油藏投入開(kāi)發(fā)。但低滲油藏的注水開(kāi)發(fā)表現(xiàn)出注水壓力異常高，注入困難，部分低滲單元受當(dāng)時(shí)工藝限制注不上水問(wèn)題比較突出問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)分析這些欠注井主要分布在等低滲油藏上。由于低滲油藏注不夠水，地層虧空嚴(yán)重，水驅(qū)動(dòng)用程度低。

1.3 低滲透油田注水工藝技術(shù)配套難度大，系統(tǒng)投資成本高，效率低

隨著低滲油藏逐步開(kāi)發(fā)，受開(kāi)發(fā)初期酸化、壓裂增注技術(shù)限制，低滲油藏改造增注后有效期短，經(jīng)濟(jì)效益差，低滲油藏注水主要靠高壓增注措施；分注工藝由于井下工具不能滿足高溫高壓下的注水條件，分注管柱頻繁地失效換封，分注井和分注率急劇下降；與此同期，由于水質(zhì)不過(guò)關(guān)，高壓注水井損壞也較嚴(yán)重，低滲油藏注水開(kāi)發(fā)非常有限。

1.4 低滲油藏水驅(qū)動(dòng)用程度低，自然遞減大

統(tǒng)計(jì)目前開(kāi)發(fā)的多個(gè)低滲油藏單元，水驅(qū)控制程度僅60%左右，水驅(qū)動(dòng)用程度不到40%，整體呈現(xiàn)出水驅(qū)動(dòng)用程度低、自然遞減大、油藏虧空嚴(yán)重的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)。

2 配套注水工藝技術(shù)，提高低滲透油田開(kāi)發(fā)水平

2.1 系統(tǒng)治理注水水質(zhì)，滿足低滲透油藏注水開(kāi)發(fā)需要

（1）清污水先混合后處理技術(shù)和水質(zhì)改性工藝技術(shù)的應(yīng)用

針對(duì)中原油田產(chǎn)出水腐蝕性強(qiáng)，清污水先分別處理再混合注入導(dǎo)致注水水質(zhì)惡化，油田注水地面管網(wǎng)及井筒腐蝕、結(jié)垢、堵塞地層等問(wèn)題，提出了清水與污水先混合、后處理達(dá)標(biāo)的思路，即“讓兩種不同性質(zhì)的水源提前混合、反應(yīng)，將地下的矛盾提前到地面解決，將系統(tǒng)中的矛盾提前到站內(nèi)解決”。

為了提高水質(zhì)達(dá)標(biāo)率，滿足低滲油藏注水需要，近年來(lái)在應(yīng)用水質(zhì)改性工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，清污先混合后處理，提高污水的pH值，調(diào)整污水離子構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)除油、除鐵、除機(jī)雜、防腐、防垢等目的。通過(guò)逐步完善配套污水處理自動(dòng)化控制技術(shù)，加藥混合技術(shù)，逆向流沉降技術(shù)多級(jí)精細(xì)過(guò)濾技術(shù)，并對(duì)污水處理系統(tǒng)工藝流程的全面改造和加藥配方的不斷優(yōu)化，現(xiàn)已形成了一套以“多級(jí)除油——混合殺菌——高效加藥沉降——加壓過(guò)濾——穩(wěn)定外輸”為主線的水處理工藝流程，形成了水質(zhì)改性水處理技術(shù)、除鐵降泥水處理技術(shù)、二氧化氯水處理技術(shù)、高效復(fù)合絮凝水處理技術(shù)，確保了處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提高和水質(zhì)達(dá)到低滲油藏注水標(biāo)準(zhǔn)，并解決了困擾油田多年的注水系統(tǒng)腐蝕難題。

（2）注水管網(wǎng)的復(fù)合清洗技術(shù)的應(yīng)用

為了減少水質(zhì)沿程二次污染問(wèn)題，提高井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率，在站內(nèi)水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中原油田注水管線垢物含硫化物高的特點(diǎn)，為保證安全施工研制了抑制硫化氫化學(xué)清洗管線技術(shù)，硫化氫抑制率大于95%；針對(duì)化學(xué)清洗過(guò)程中存在管線清垢不徹底問(wèn)題，研究應(yīng)用了“物理清洗+化學(xué)清洗”復(fù)合清洗方式，除垢率大于95%。即先對(duì)注水干支線的主要部分分段通球進(jìn)行機(jī)械清洗，清除80%以上的硬垢，然后全線實(shí)施化學(xué)清洗。

2.2 開(kāi)展高壓增注、提壓注水，實(shí)現(xiàn)低滲透油藏注上水

為實(shí)現(xiàn)低滲油藏注上水的目的，研究了特高壓注水工藝技術(shù)。首先以增壓站為單元進(jìn)行單站系統(tǒng)提壓，將井口注水壓力提高到接近于地層破裂壓力40.0MPa以內(nèi)。使地層產(chǎn)生微裂縫，從而提高地層滲透率，將水注到油層，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充地層能量、增加水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量、提高采油速度和最終采收率的目的。為此開(kāi)展了特高壓注水方式及選井原則、套管保護(hù)技術(shù)、特高壓注水地面工程配套技術(shù)、特高壓注水井的放壓作業(yè)問(wèn)題、特高壓注水井管柱設(shè)計(jì)、特高壓注水井的監(jiān)測(cè)技術(shù)研究配套，制定了特高壓安全注水操作規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)范等，形成了系列特高壓安全注水工藝技術(shù)，確保了特高壓條件下注水工作的安全生產(chǎn)。

2.3 開(kāi)展各種形式的降壓注水，實(shí)現(xiàn)低滲透油藏注夠水

針對(duì)深層低滲油藏，注水壓力高的問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)注上水的目的，近年來(lái)加大了注水井化學(xué)降壓增注技術(shù)應(yīng)用力度。主要研究應(yīng)用了層內(nèi)生氣復(fù)合降壓增注工藝、縮膨降壓增注工藝、深穿透緩速酸、多元復(fù)合酸降壓增注技術(shù)等，化學(xué)降壓增注工藝技術(shù)對(duì)于降低注水壓力，減緩井況惡化，注上水、注夠水，提高水驅(qū)動(dòng)用程度，起到了重要作用。

2.4 發(fā)展調(diào)剖、調(diào)驅(qū)技術(shù)，改善低滲透油藏層間、層內(nèi)動(dòng)用狀況

針對(duì)低滲透非均質(zhì)油藏，研究配套了近解遠(yuǎn)調(diào)、堵酸結(jié)合的集成調(diào)剖技術(shù)，締合聚合物調(diào)剖技術(shù)和投球調(diào)剖技術(shù)，封堵強(qiáng)吸水層，最大程度改善吸水剖面，啟動(dòng)II、III類油層，實(shí)現(xiàn)層間接替。

2.5 加強(qiáng)分注工藝技術(shù)研究，適應(yīng)低滲透油藏開(kāi)發(fā)需要

在水質(zhì)達(dá)標(biāo)和低滲透油田注上水的基礎(chǔ)上，依據(jù)中原油田高溫、高壓、高礦化度、井深等油藏特點(diǎn)，加強(qiáng)了分注工藝技術(shù)攻關(guān)研究，研究出耐高溫、高壓封隔器，形成油套高壓分注管柱、雙向卡瓦錨高壓管柱、伸縮蠕動(dòng)補(bǔ)償錨定管柱等，配套完善了高壓分注工具和測(cè)試工藝，開(kāi)展了分注技術(shù)集成，適應(yīng)高壓分注和細(xì)分層注水開(kāi)發(fā)需要。

3 認(rèn)識(shí)

要提高低滲油藏開(kāi)發(fā)水平必須搞好注水開(kāi)發(fā)，必須深化油藏特性認(rèn)識(shí)。從低滲油藏的儲(chǔ)層物性、構(gòu)造認(rèn)識(shí)、注采井網(wǎng)程度、注采強(qiáng)度、井距關(guān)系等方面進(jìn)行探討，通過(guò)深化地質(zhì)認(rèn)識(shí)、科學(xué)合理布井、完善注采井網(wǎng)和配套工藝實(shí)施，可以提高低滲油藏開(kāi)發(fā)效果和開(kāi)發(fā)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 張文峰.影響低滲透油藏注水開(kāi)發(fā)效果的因素及改善措施[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2015，13（4）：116-118.