采油工程中的水平井注水工藝探析

李 哲

延長(zhǎng)油田股份有限公司子長(zhǎng)采油廠 陜西延安 716000

1 采用水平井注水技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 改善地層壓力

水平井注水優(yōu)于直井，因?yàn)樗侵本€驅(qū)替，注水見(jiàn)效快，波及面積大，能提高采收率。在采油過(guò)程中，使用注水工藝能夠保證地層壓力的穩(wěn)定性，以便在后續(xù)的工作中持續(xù)開(kāi)發(fā)，提升驅(qū)油效率。

1.2 改善地層的熱裂縫現(xiàn)象

在采油的過(guò)程中，地層內(nèi)部出現(xiàn)熱裂縫對(duì)于原油的開(kāi)采是十分不利的，而在水平井注水工藝的作用下，地層內(nèi)部的壓力區(qū)域平穩(wěn)。因此，由于壓力不穩(wěn)定出現(xiàn)的熱裂縫，不會(huì)對(duì)采油工作造成影響，反而有利于提升采油工程的優(yōu)勢(shì)。

1.3 注水井段長(zhǎng)

采用水平井注水工藝可以使注水井段得到延長(zhǎng)，提高油井注水的效率，使注水工藝能夠更好地發(fā)揮作用。有利于對(duì)水驅(qū)波及系數(shù)進(jìn)行控制，使油井壓力的分布合理，保障水流可以在油井中更好地流動(dòng)，進(jìn)而提高注水速率。

1.4 近線性驅(qū)動(dòng)

通過(guò)線性驅(qū)動(dòng)方式可以提高油田的開(kāi)采效率，使油田注水過(guò)程更加地順利，降低復(fù)雜環(huán)境對(duì)油田開(kāi)采過(guò)程的影響。通過(guò)水平井注水技術(shù)可以將油田的驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻€性驅(qū)動(dòng)，使油田的開(kāi)采效率能夠得到有效提高，并且開(kāi)采過(guò)程也易于控制。

1.5 滲油均勻性好

通過(guò)水平井注水工藝可以使?jié)B油具有良好的均勻性，使油井之間滲油處于均衡狀態(tài)，進(jìn)而保障油田注水過(guò)程更好的推進(jìn)。水平井注水工藝具有顯著優(yōu)勢(shì)，在提高油田開(kāi)采效率的同時(shí)，可以降低油井開(kāi)采難度，為企業(yè)節(jié)約大量的成本。

2 注水工藝中容易出現(xiàn)的問(wèn)題

在采油工程中使用注水工藝，會(huì)由于操作不當(dāng)?shù)纫l(fā)一些問(wèn)題，甚至造成嚴(yán)重后果。因此，必須了解這些問(wèn)題現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因。

2.1 注水井出砂問(wèn)題及原因

油井在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中，其注水設(shè)備等會(huì)出現(xiàn)腐蝕、老化現(xiàn)象，導(dǎo)致注水管線出現(xiàn)穿孔或注水站停泵等問(wèn)題。在這種情況下，需要對(duì)油井停止注水。但在中斷注水的過(guò)程中，可能會(huì)引起較大的泵壓波動(dòng)，使水量大幅度改變，進(jìn)而產(chǎn)生出砂問(wèn)題。

2.2 注水井結(jié)垢問(wèn)題的產(chǎn)生及原因

注水井結(jié)垢問(wèn)題是采油工程中的嚴(yán)重問(wèn)題，會(huì)對(duì)油井的地面集輸系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)大的腐蝕。當(dāng)油井內(nèi)油管壁發(fā)生結(jié)垢時(shí)，油管會(huì)遭到腐蝕。此外，還會(huì)產(chǎn)生測(cè)試遇阻的問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)水井的順利調(diào)配。而地層中出現(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題的時(shí)候，不僅會(huì)使井筒周邊的油層滲透率降低，影響到地層的注入能力和吸水能力，還會(huì)對(duì)地層造成污染。

2.3 站點(diǎn)局部水源不足

站點(diǎn)水源緊張，在用水源井故障易導(dǎo)致大面積欠注，影響油藏開(kāi)發(fā)；局部注水系統(tǒng)能力不足，采出水站點(diǎn)注水泵需同時(shí)啟動(dòng)才能滿足注水需求，無(wú)備用泵，應(yīng)急能力差；臨時(shí)注水撬存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，注水撬運(yùn)行時(shí)震動(dòng)劇烈，運(yùn)行管理難度大。

2.4 部分站點(diǎn)采出水處理工藝不完善

受分注工藝、基礎(chǔ)管理投入等影響，測(cè)調(diào)遇阻率較高；部分井仍采用老式分注工藝，偏心分注井測(cè)調(diào)需反復(fù)投撈；基礎(chǔ)管理投入不足，測(cè)調(diào)周期長(zhǎng)，平均測(cè)調(diào)周期112d，遠(yuǎn)大于合理測(cè)調(diào)周期50～70d；洗井頻次低，遇阻率高。

3 采油工程中改善注水工藝的措施

3.1 恒壓注水工藝

為實(shí)現(xiàn)“注夠水、平穩(wěn)注水”，引入注水泵帶載啟動(dòng)穩(wěn)壓裝置：一是電機(jī)頻率自動(dòng)調(diào)控，注水壓力恒定；二是注水泵運(yùn)行平穩(wěn)，修泵次數(shù)明顯減少；三是注水泵實(shí)現(xiàn)帶載啟停，啟停泵時(shí)無(wú)需泄壓，不但確保分注井小層注水量穩(wěn)定，保障精細(xì)注水效果，而且降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源。經(jīng)站點(diǎn)試驗(yàn)，注水壓力均始終保持平穩(wěn)，平均波動(dòng)率0.13%，運(yùn)行平穩(wěn)高效；注水單耗明顯下降，年節(jié)約修泵費(fèi)用20 余萬(wàn)元，節(jié)約電費(fèi)57 萬(wàn)元。站點(diǎn)改造前后注水單耗對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1 站點(diǎn)改造前后注水單耗對(duì)比圖

3.2 多組分復(fù)合降壓增注技術(shù)

多組分復(fù)合降壓增注技術(shù)集成了酸、堿、氣熱、氧化劑等多組分復(fù)合降壓增注體系，通過(guò)多重化學(xué)作用，可解除有機(jī)、無(wú)機(jī)類(lèi)多種污染堵塞。超分子延遲控釋酸增注技術(shù)由超分子解堵劑、活性劑及多種添加劑復(fù)合組成，具有防膨、降粘、改變潤(rùn)濕性等功能，同時(shí)其超分子特性能將多類(lèi)型污垢混合體以分子或離子狀態(tài)均勻分散于溶液中，無(wú)固體顆粒殘留，避免二次污染。在區(qū)塊試驗(yàn)后，注水井油壓由18.6MPa 降至8.2MPa，降壓效果顯著。

3.3 波碼分注技術(shù)

開(kāi)發(fā)新型井下分注控制算法、升級(jí)配水器等關(guān)鍵工具，實(shí)現(xiàn)測(cè)調(diào)、驗(yàn)封、配注量調(diào)整全工藝自動(dòng)化，解決了分注工具對(duì)采出水回注井的不適應(yīng)問(wèn)題。經(jīng)試驗(yàn)，在清水井全面推廣波碼通信分注技術(shù)，在2 層采出水回注井應(yīng)用同心雙管分注技術(shù)，在3 層及以上采出水回注井應(yīng)用橋式同心分注技術(shù)。具體適應(yīng)性如下：波碼通信分注適用于清水井、層間壓差＜2MPa，其技術(shù)特點(diǎn)為井下自動(dòng)測(cè)調(diào)、數(shù)據(jù)連續(xù)監(jiān)測(cè)、可帶壓作業(yè)；同心雙管分注適用于2 層采出水回注井、層間壓差＜4.5MPa，其技術(shù)特點(diǎn)為地面自動(dòng)測(cè)調(diào)、數(shù)據(jù)連續(xù)監(jiān)測(cè)、施工工序復(fù)雜；橋式同心分注適用于3層及以上采出水井，其技術(shù)特點(diǎn)為定期人工測(cè)調(diào)、監(jiān)測(cè)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)、可帶壓作業(yè)。提升波碼通信分注技術(shù)適應(yīng)性及電池續(xù)航能力、延長(zhǎng)注水管柱檢串周期等要求，研發(fā)41/ 2小套管波碼配水器，提高技術(shù)適應(yīng)性，攻關(guān)配水器電控模塊投撈技術(shù)，延長(zhǎng)配水器服役至4～5 年，提升電池續(xù)航能力。波碼通信分注全自動(dòng)控制功能優(yōu)化設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。

圖2 波碼通信分注全自動(dòng)控制功能優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.4 注水井小卡距精細(xì)分注試驗(yàn)

目前厚度小于2m 薄互小層尚未分注，開(kāi)展單砂體小卡距精細(xì)分注試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)縱向剩余油精細(xì)驅(qū)動(dòng)。計(jì)劃在長(zhǎng)6 多層系開(kāi)發(fā)油藏試驗(yàn)，預(yù)期實(shí)現(xiàn)0.5m 內(nèi)卡距多級(jí)有效分注。下步計(jì)劃開(kāi)展超低滲透油藏欠注機(jī)理深化研究，明確注水井欠注影響因素，提出工藝技術(shù)方向和對(duì)策。在儲(chǔ)層物性、敏感性、注入水與地層水配伍性分析方面，檢查井取芯，開(kāi)展水驅(qū)后儲(chǔ)層物性、敏感性等變化分析，進(jìn)行阻尼震蕩返吐試驗(yàn)、近井地帶堵塞物返吐取樣分析，深化欠注原因認(rèn)識(shí)。開(kāi)展超低滲油藏整體重復(fù)壓裂，改善開(kāi)發(fā)效果機(jī)理，明確不同油藏、不同低產(chǎn)井重復(fù)壓裂裂縫與井網(wǎng)最優(yōu)匹配關(guān)系。研究連片低產(chǎn)區(qū)滲流場(chǎng)變化規(guī)律，提高水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果主控因素，注水井壓裂裂縫擴(kuò)展及改善井組滲流場(chǎng)機(jī)理，以及油、水井整體重復(fù)壓裂裂縫與井網(wǎng)匹配性等。

3.5 其他混合技術(shù)

針對(duì)長(zhǎng)7 頁(yè)巖油與長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6 等注水開(kāi)發(fā)區(qū)疊合，鉆井過(guò)程中溢流、井漏等復(fù)雜情況頻發(fā)，井控風(fēng)險(xiǎn)高、固井質(zhì)量難以保障等問(wèn)題。下一步將持續(xù)優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，二開(kāi)由封固洛河層加深至注水層，配套旋轉(zhuǎn)防噴器、節(jié)流控壓裝置，推廣應(yīng)用“井口密閉循環(huán)鉆井工藝+ 防水侵水泥漿體系”，強(qiáng)化區(qū)域堵漏，減少地層出水對(duì)水泥漿影響，提高固井質(zhì)量合格率。針對(duì)注水井寬帶壓裂改善水驅(qū)效果差異大，部分超低滲透油藏平面水驅(qū)不均、高壓欠注等問(wèn)題，下一步在水平井注水工藝方面開(kāi)展試驗(yàn)。

4 結(jié)論

采油工程中注水工藝的應(yīng)用，不僅保障了采油效率，而且具有環(huán)保的特性。但要注意其使用過(guò)程中容易產(chǎn)生的出砂、結(jié)垢問(wèn)題等，所以要注重采取預(yù)防措施，避免對(duì)采油工程造成嚴(yán)重危害。在實(shí)踐中還要不斷總結(jié)和學(xué)習(xí)，最終完善注水工藝施工技術(shù)。