油田開發(fā)中注水技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

【摘要】油田開發(fā)中注水技術(shù)是實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)長期高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的重要技術(shù)手段。本文總結(jié)了國內(nèi)注水技術(shù)現(xiàn)狀及最新進(jìn)展，分析了目前注水工程存在的問題及面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，提出注水技術(shù)發(fā)展對策和管理措施。

【關(guān)鍵詞】油田開發(fā) 注水工藝 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

1 注水技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 注水技術(shù)發(fā)展歷程

我國注水開發(fā)油田開發(fā)層系多且油層非均質(zhì)性嚴(yán)重，在不同的油田開發(fā)階段，由于投入開發(fā)調(diào)整的對象和要求不同、分層注水工藝的要求和細(xì)分程度不同，開采的目的層數(shù)量和性質(zhì)也不一樣。為保證各開發(fā)階段注水井能夠?qū)崿F(xiàn)注夠水、注好水，注水工藝的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下過程：封隔器由水力擴(kuò)張式發(fā)展到水力壓縮式；配水工作筒由同心式發(fā)展到偏心式，再發(fā)展到與封隔器一體化；配注水嘴由固定式發(fā)展到活動式，再發(fā)展到電動可調(diào)式；水嘴投撈方式由起下注水管柱投撈發(fā)展到液力投撈和鋼絲投撈。1.2 分層注水主體技術(shù)及研究新進(jìn)展

國外油田在注水尤其是分層注水技術(shù)方面研究較早，已形成了一整套適合不同油田特點(diǎn)的系列分層注水工藝，分層注水封隔器、配水器等配套工具都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化。總體上已經(jīng)由初期的定壓注水向定量注水轉(zhuǎn)化，同時由于國外十分注重水質(zhì)，沒有不動管柱洗井的要求，對地層進(jìn)行定量注水，測試調(diào)配工藝相對簡單。國內(nèi)注水始于20 世紀(jì)50 年代，1954 年玉門老君廟油田在L 層邊部MN27 井開始注水，標(biāo)志著國內(nèi)油田注水技術(shù)進(jìn)入實(shí)施階段。20 世紀(jì)60 年代研發(fā)成功固定式分層配水技術(shù)和活動式分層配水技術(shù)，20 世紀(jì)70 年代研制成功665-2 偏心配水器，20 世紀(jì)90 年代研制成功同心集成式注水技術(shù)，進(jìn)入21 世紀(jì)，研發(fā)成功橋式偏心分層注水和高效測調(diào)聯(lián)動分層注水配套技術(shù)，同時發(fā)展了防砂、分層注水一體化注水技術(shù)，研究應(yīng)用了斜井等特殊結(jié)構(gòu)井分層注水技術(shù)，分層注水工藝滿足了不同開發(fā)階段、不同類型油藏油田開發(fā)的注水需要，目前分層注水技術(shù)已經(jīng)具備了分層、測試、調(diào)配、洗井、作業(yè)的特點(diǎn)和功能，為油田實(shí)現(xiàn)分層開采奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2 注水工程面臨的問題、挑戰(zhàn)及對策

注水技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，但近年來在油田開發(fā)管理和投入上對注水工作有弱化的趨勢，部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)措施投入欠賬較多，注水開發(fā)油田開發(fā)矛盾愈顯突出，特別是最近一個階段，在新儲量大幅增加和油價(jià)長期處于高位的有利時期，油田開發(fā)管理過程中出現(xiàn)了重新井輕老井、重油井輕水井、重產(chǎn)油量輕注水量的現(xiàn)象。目前油田開發(fā)在注水技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)管理上存在的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）是注入水水質(zhì)問題較嚴(yán)重，地面注水管網(wǎng)老化嚴(yán)重，二次污染問題十分突出，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低，部分油田注水井沒有洗井流程，洗井車數(shù)量少，洗井工作量和投入嚴(yán)重不足，平均水質(zhì)達(dá)標(biāo)率僅為83%。

（2）是下井5 年以上的注水管柱較多，最長的水井管柱下井時間超過10 年，井下管柱腐蝕、破漏嚴(yán)重，安全隱患問題突出，分層注水效果難以保證，同時，水井作業(yè)比例小，油水井?dāng)?shù)比2.9，油水井井下作業(yè)數(shù)量比為6.5，需要增加水井作業(yè)工作量，改善水井井下管柱狀況。

（3）是水驅(qū)開發(fā)油田采收率低于30%的儲量規(guī)模較大，只有少部分油田采收率超過50%，包括大慶喇薩杏、遼河錦16、興隆臺、華北京11、新疆克七中東、塔中4 等油田。另外，未注水開發(fā)油田采收率大都低于20%，水驅(qū)提高采收率的空間較大。

（4）是隨油田開采程度的不斷提高和開采強(qiáng)度的加大，部分油田綜合含水和自然遞減率均有上升趨勢，特別是近三年含水上升率和自然遞減率增速加快，最大自然遞減率達(dá)到28%，含水率上升幅度最大3.3 個百分點(diǎn)，甚至更高。

（5）是水平井、超深井等特殊條件下分層注水工藝實(shí)現(xiàn)面對諸多困難，分注工藝、配套測試調(diào)配工藝、特殊材質(zhì)封隔器和橡膠材料等急需研發(fā)成功。

針對上述問題和技術(shù)挑戰(zhàn)，在注水技術(shù)研發(fā)和注水技術(shù)管理方面，需要進(jìn)一步加大分層注水新工藝的攻關(guān)力度，強(qiáng)化油田現(xiàn)場注水技術(shù)管理，堅(jiān)持“注夠水、注好水、精細(xì)注水、有效注水”，努力構(gòu)建科學(xué)合理的油田開發(fā)秩序，達(dá)到控制含水上升速度、控制產(chǎn)量遞減、提高水驅(qū)采收率的目的。

3 注水技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著油田開發(fā)程度的深入和復(fù)雜井況的出現(xiàn)，為進(jìn)一步延長水井免修期，提高注水層段合格率，提高工藝實(shí)施效率，降低操作成本，分層注水還需要繼續(xù)發(fā)展提高，總的發(fā)展趨勢主要圍繞提高細(xì)分程度和測調(diào)效率方向發(fā)展，向著精確、定量、智能化注水的方向發(fā)展，同時發(fā)展完善大斜度井、水平井等特殊結(jié)構(gòu)井分層注水工藝。

（1）是注水作業(yè)向著不壓井、不放噴技術(shù)方向發(fā)展。注水井作業(yè)目前全國各油田基本采用壓井或放噴方式，為提高油藏水驅(qū)開發(fā)效果，減少地層能量損耗，油田正在進(jìn)行水井作業(yè)不壓井、不放噴技術(shù)的研究試驗(yàn)，由放噴泄壓向不壓井作業(yè)方向發(fā)展。

（2）是管柱功能的發(fā)展：由單一的注入功能向著注入、信息采集、測試集成化方向發(fā)展，提高機(jī)電一體化程度，加速注水井智能化管理。工藝管柱不但可滿足分層注水工藝的要求，而且還可滿足吸水剖面改造工藝要求，如油層解堵和分層酸化等。

（3）是分層注水量測試技術(shù)向著測試簡單、一次多層、準(zhǔn)確、可靠方向發(fā)展，同時發(fā)展水平井、定向井等特殊結(jié)構(gòu)井測試調(diào)配技術(shù)。井下測試可獲取嘴前嘴后壓力、注入量等連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果實(shí)時做出測調(diào)響應(yīng)，在減少測試工作量的同時，將測調(diào)周期縮短至最小，并為地質(zhì)精細(xì)研究提供全新分析依據(jù)。

（4）是分層注水配套防腐油管性能逐步改善和提高，涂層由敷涂樹脂發(fā)展到噴涂環(huán)氧粉末、鎳磷涂層、內(nèi)襯塑料管和不銹鋼管，防腐處理由化學(xué)處理發(fā)展到噴砂處理，質(zhì)量和環(huán)保性能逐步提高，同時提高配套井下工具抗腐蝕性能。

（5）是投撈方式、配水方式的發(fā)展：配水方式由目前的節(jié)流壓差原理以水嘴大小控制水量，逐步發(fā)展為井下定量配水技術(shù)。配注全過程在井下自動進(jìn)行，由程序控制，依據(jù)預(yù)設(shè)配注方案和實(shí)時監(jiān)測的分層流量結(jié)果，通過微電機(jī)、按指定周期調(diào)節(jié)配注閥開度。井下智能配注器由內(nèi)置可充電電池供電，通過無線傳輸方式，進(jìn)行配注和測調(diào)周期的調(diào)整、讀取井下監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（6）注水配套工具上的發(fā)展：注水封隔器性能將向耐高溫、耐高壓差方向發(fā)展，開發(fā)新型高溫高壓密封新材料，逐步適應(yīng)超深井和特殊高溫油藏注水工藝的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建華，孫棟，李和義，李綠偉，呂恩春. 精細(xì)分層注水技術(shù)研究與應(yīng)用[J].油氣井測試，2011（04）

[2] 徐國民，劉亞三，米忠慶. 特高含水期精細(xì)分層注水需要解決的問題[J].石油科技論壇，2010（04）

作者簡介

鄭波（1985-），男，助理工程師，本科學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，于2008年7月畢業(yè)于重慶科技學(xué)院石油工程專業(yè)，畢業(yè)后進(jìn)入長慶油田公司第一采油廠坪橋采油作業(yè)區(qū)技術(shù)崗，從事修井、井筒、注水管理工作。