注聚井的堵塞及解堵問題分析

趙瑞云

摘要：在改革開放的新時(shí)期，我國的綜合國力在不斷的加強(qiáng)，聚合物驅(qū)油過程中，隨著聚合物的不斷注入，注入的壓力會(huì)逐漸無法滿足需要，導(dǎo)致注入過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些欠注的情況，同時(shí)又在多方面作用下進(jìn)一步造成注聚井的堵塞，因此影響了注聚井的安全、高效率使用。為此，我們就需要對(duì)注聚井的堵塞情況進(jìn)行科學(xué)分析和認(rèn)識(shí)，以便采取有效措施來加以改善，進(jìn)一步提高注聚井的解堵效果。

關(guān)鍵詞：注聚井；堵塞原因；堵塞解決措施

引言

隨著三次采油方法的大范圍應(yīng)用，大慶油田石油整體采收率提升幅度達(dá)到10%以上，油田開發(fā)由精細(xì)開發(fā)逐步踏上精準(zhǔn)開發(fā)的進(jìn)程。其中，注聚采油作為目前三次采油應(yīng)用規(guī)模較大的方法之一，對(duì)原油采收率的提升發(fā)揮了巨大作用，但隨著注聚量和注聚時(shí)長的日益增加，注聚井井底逐漸形成了聚合物膠團(tuán)、無機(jī)垢和油垢等堵塞物，使注聚方案的實(shí)施效果大打折扣。因此，若不能透析堵塞物產(chǎn)生的“癥結(jié)”，則很難采取有效解堵措施。為此，本文深入剖析了注聚井三種主要堵塞物的成因及目前制約注聚井解堵效果的瓶頸，旨在為油田注聚井解堵工作找準(zhǔn)“著力點(diǎn)”提供借鑒。

1注聚井出現(xiàn)堵塞的原因分析

1.1注入聚合物在地層結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了滯留情況

當(dāng)注入聚合物處于靜態(tài)時(shí)，在巖石的表面發(fā)生了吸附作用，通常都是一些單分子層結(jié)構(gòu)發(fā)生了吸附作用，在不斷的運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)過程中分子鏈互相之間發(fā)生了作用，也就是互相之間進(jìn)行了纏繞、粘連，使得這些顆粒發(fā)生了移動(dòng)，從而在地層中聚合物出現(xiàn)了吸附情況，不再是單純的單分子層移動(dòng)或者是吸附作用，由于吸附了大量的分子結(jié)構(gòu)后，形成了物質(zhì)在注聚井地層中的吸附情況，從而使得滲流孔道變得更加細(xì)小，不符合孔道的實(shí)際大小需要，影響了地層結(jié)構(gòu)中吸液能力大小，從而容易引起地層結(jié)構(gòu)的堵塞。在具體對(duì)聚合物的吸附滯留情況研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)在外界溫度條件為45℃時(shí)，粘土礦物對(duì)于聚合物的吸附作用非常強(qiáng)，聚合物的吸附量是正常結(jié)構(gòu)吸附量大小的4倍到10倍左右，因此在動(dòng)態(tài)條件下，聚合物溶液的特性更容易受到分子結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、形態(tài)等多方面的因素影響。

1.2聚合物變性導(dǎo)致注聚井堵塞

聚合物溶液作為一種高分子化合物，其物理化學(xué)性質(zhì)相對(duì)較穩(wěn)定，在環(huán)境溫度、酸堿值、鹽度等條件穩(wěn)定，剪切很小的情況下，這些物理化學(xué)性質(zhì)可以保持穩(wěn)定不變。但是聚合物這種高分子溶液富含大量活性官能團(tuán)，對(duì)很多物質(zhì)的敏感度較高，造成自身性質(zhì)的完全或部分改變。在注聚井生產(chǎn)現(xiàn)場，由于注入管線和井內(nèi)泥漿、增注化學(xué)劑與聚合物之間的吸附作用，造成聚合物的絮凝；由于地層水中的高價(jià)離子、有機(jī)垢等與聚合物溶液的不配伍，也會(huì)形成聚合物凝膠團(tuán)進(jìn)而堵塞在近井區(qū)域，堵塞嚴(yán)重影響著注聚效果。

1.3產(chǎn)生無機(jī)垢的主要原因

在注入水中加入聚合物勢(shì)必會(huì)對(duì)注入水水質(zhì)產(chǎn)生一定影響，當(dāng)注入水中硫酸鹽還原菌（SRB）嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，會(huì)加劇其代謝物對(duì)整個(gè)注聚井系統(tǒng)中金屬的腐蝕程度，并且在腐蝕過程中和金屬元素形成無機(jī)垢，當(dāng)生成無機(jī)垢的量在孔道積累到一定程度的時(shí)候，便會(huì)導(dǎo)致注聚井堵塞。其中，最有代表性的是硫酸鹽還原菌（SRB）還原注入水中無極硫酸根的S2-并在去極化作用下形成H2S，而H2S的弱酸性則會(huì)加劇注入水對(duì)注聚井系統(tǒng)中金屬的腐蝕程度，導(dǎo)致注聚系統(tǒng)腐蝕過程中產(chǎn)生的正二價(jià)鐵離子增多，由于Fe2+不穩(wěn)定，既會(huì)同硫酸鹽還原菌（SRB）還原出的S2-反應(yīng)生成難溶于水的硫化亞鐵，同時(shí)又在弱酸性注入水環(huán)境中被氧化形成正三價(jià)鐵離子進(jìn)而水解生成呈膠狀的氫氧化鐵。膠體的氫氧化鐵和黑褐色固態(tài)的硫化亞鐵混合而成的無機(jī)垢又隨著注入水進(jìn)入并附著于滲流孔道，逐漸形成堵塞。

2注聚井解堵對(duì)策

2.1選擇應(yīng)用適合的解堵劑

在對(duì)注聚井堵塞情況進(jìn)行解決處理過程中，最常用的也是最方便的一個(gè)處理方式就是利用解堵劑，解堵劑在使用過程中主要的作用原理就是利用解堵劑和吸附、粘聯(lián)的一些化合物之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得其進(jìn)一步發(fā)生降解作用，形成一些液體小分子結(jié)構(gòu)或者是形成一些分散的凝膠結(jié)構(gòu)，通過分解和溶解后，就可以將其進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后融入到注入的液體中，從而將其溶液沖走的過程中就可以將其形成的化合物全部帶走，這樣就可以起到解堵的效果。當(dāng)前在注聚井的解堵劑選擇過程中，利用比較多且功效較好的解堵劑有很多種，其中復(fù)合型雙氧水解堵劑、聚合物解堵劑、復(fù)合型解堵液等都有較好的作用和功效，在應(yīng)用過程中，使用比較廣泛的就是這些類型的解堵劑，如次氯酸鹽、高錳酸鉀溶液等，利用其較強(qiáng)的氧化作用來進(jìn)一步發(fā)生氧化還原反應(yīng)而起到解堵效果。

2.2解堵劑解堵增注

解堵劑解堵增注是最常用、最方便的一種解堵增注方法。解堵劑的作用原理就是利用解堵劑與吸附粘聯(lián)的一些化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使這類化合物發(fā)生降解后形成小分子結(jié)構(gòu)或分散的凝膠結(jié)構(gòu)，之后溶解到注入的聚合物溶液中起到解堵的作用?，F(xiàn)用的注聚井解堵劑有很多種，使用較多、效果較好的解堵劑有聚合物解堵劑、復(fù)合型雙氧水解堵劑和復(fù)合型解堵液等。

2.3化學(xué)解堵處理方案有待優(yōu)化

目前化學(xué)解堵是注聚井解堵的主要措施，化學(xué)解堵方案設(shè)計(jì)的水平直接影響解堵效果，而在實(shí)際解堵處理工作中普遍存在如下問題：一是解堵藥劑量不合理導(dǎo)致解堵半徑不能滿足堵塞物污染范圍的解堵需求；二是用酸量過大導(dǎo)致成聚合物沉淀，既影響解堵效果，又形成二次污染，且單一酸對(duì)化學(xué)反應(yīng)形成的有機(jī)垢解堵效果不佳；三是選擇解堵井層時(shí)沒有充分考慮注聚前后注入水壓力變化以及連通油井注采關(guān)系等因素，導(dǎo)致解堵井層選擇不合理，解堵有效期較短。

2.4酸化技術(shù)

這種技術(shù)在解堵過程中，主要是通過利用暫堵劑的有效作用后能夠?qū)⑵渌峄镔|(zhì)均勻分布，然后利用酸堿反應(yīng)，也就是將酸液和堵塞物中的堿性物質(zhì)發(fā)生酸堿化學(xué)反應(yīng)后，起到溶解效果，使得堵塞物中的堿性物質(zhì)溶解于酸性溶液中，最后形成液體被酸性解堵液帶走，起到解堵效果，當(dāng)然對(duì)于部分仍然沒有脫落的堵塞物可以采用解堵劑或者是其他的解堵技術(shù)進(jìn)行解堵操作，也可以使用液力割縫技術(shù)，將剩下的堵塞物進(jìn)一步再實(shí)施解堵，最終將全部堵塞物均進(jìn)行破壞后，使得這些堵塞物發(fā)生解堵，同樣起到了很好的解堵效果。

結(jié)語

注聚井發(fā)生堵塞是一種油田生產(chǎn)中經(jīng)常存在的不良現(xiàn)象，堵塞主要是由物化和生物等多重作用造成的。在對(duì)注聚井進(jìn)行解堵處理時(shí)，一定要針對(duì)不同的堵塞原因和堵塞物性進(jìn)行分析，研究效果更優(yōu)的解堵劑并選擇有效的解堵技術(shù)進(jìn)行解堵作業(yè)，必要時(shí)可以將解堵劑、表面活性劑、水力振動(dòng)、高壓水擊、液力割縫、酶解堵和酸化技術(shù)等多種解堵技術(shù)措施配合采用，以期達(dá)到增產(chǎn)增注的效果。

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（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠第三油礦注入隊(duì)）