淺談采油工程中注水工藝的研究

熊軍 王旭輝 李占梅

摘要：隨著油田開采時間的變長，油層的能量消耗殆盡，導致油層壓力降低，加之后期的原油粘度增加，使得油井產(chǎn)量降低或停產(chǎn)。為了將地層中的原油開采出來，在采油過程中可以通過向油層中注水，增加壓力，降低原油稠度。本文就采油工程中注水工藝的問題談個人幾點看法。

關鍵詞：采油工程;注水技術(shù);工藝探索

隨著油田開采時間的變長，油層的能量消耗殆盡，導致油層壓力降低，加之后期的原油粘度增加，使得油井產(chǎn)量降低或停產(chǎn)。為了將地層中的原油開采出來，在采油過程中可以通過向油層中注水，增加壓力，降低原油稠度。下面就采油工程中注水工藝的問題談個人幾點看法。

1 注水井存在的問題和原因探討

1.1 注水井出砂問題和原因探討

注水井的注水過程中，油井下地層是不向外部吐液的，地層也不會出現(xiàn)出砂現(xiàn)象。但是隨著油井投產(chǎn)的時間變長，注水設備、管網(wǎng)的腐蝕和老化，出現(xiàn)注水管線穿孔、注水站停泵現(xiàn)象時有發(fā)生。不得不中途停井，如果中途對油井停止注水，而泵壓的波動又比較大的話，就會導致注水量大幅變化，地層就會出砂，當然其它原因也可能引起地層壓力波動，而出現(xiàn)注水井出砂。出砂的危害比較大：一是短期中，不斷地出砂會掩埋油層，導致注水井躺井;二是如果長期得不到控制，會導致套管變形甚至井點報廢?？梢哉f，注水井出砂問題不容小覷。所以，為了延長注水井的生產(chǎn)期限，一定要采取有效措施進行防砂，與此同時加強對注水井的日常管理工作，加強資料錄取和分析，出現(xiàn)問題需要及時處理，就能夠有效地避免問題的發(fā)生。

1.2 注水井的結(jié)垢問題和原因探討

結(jié)垢在注水井開發(fā)中危害特別大，具體表現(xiàn)在會腐蝕油井的地面集輸系統(tǒng)，如果在油井內(nèi)的油管壁上結(jié)垢，就是腐蝕油管。還會導致測試遇阻現(xiàn)象，從而無法對水井進行調(diào)配。若在地層中結(jié)垢，又會對地層造成污染，使得井筒周圍的油層滲透率下降。從而影響到地層注入能力，使注水井無法進行配注，或者注水井不能吸水。注水井出現(xiàn)結(jié)垢的原因主要有兩個，其一是外來流體和地層流體不配伍，導致出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，一旦形成，治理難度比較大。其二是由于油井周邊條件發(fā)生變化，導致油井的生產(chǎn)過程中其地層水出現(xiàn)化學失衡（即化學平衡遭到破壞），從而出現(xiàn)沉淀，從而形成結(jié)垢。結(jié)垢的化學成分主要有：碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鍶、硫酸鍶、硫酸鋇等。結(jié)垢對油管的腐蝕情況比較嚴重，會導致油管出現(xiàn)刺裂現(xiàn)象。地面管線也會出現(xiàn)嚴重的結(jié)垢，總之，結(jié)垢出現(xiàn)將嚴重影響注水。

1.3 注水井套管損壞問題和原因探討

注水井容易造成套管損壞以及套管漏失、縮徑變形等問題。引起的原因有許多：

一是注水后引起地應力變化導致套管損壞。二是因鉆井而導致的套管損壞。三是因為高礦化度的地層水、硫酸還原菌、硫化氫和電化學腐蝕導致套管損壞。四是鉆井操作時，如下套管時損壞套管、作業(yè)磨損、高壓作業(yè)、拇空射孔等導致套管損壞。

2 采油工程中提高注水工藝的措施探討

2.1 注水工藝一：解決注水井出砂問題

為了延長注水井的生產(chǎn)期限，一定要采取有效措施進行防砂，與此同時加強對注水井的日常管理工作，加強資料錄取和分析。

一要加強日常管理，工作人員要每天錄取注水井的油壓和日注水量，通過數(shù)據(jù)對比反映注水井吸水能力的變化。如果油壓上升的幅度大于零點五兆帕，日注水量下降大于百分之十五時，就要核實數(shù)據(jù)資料，判斷注水井吸水能力是否下降。

二要通過注水井的油壓和日注水量大小的變化情況，結(jié)合套壓變化，檢測注水井情況是否存在異常。檢測方法是，根據(jù)下水力壓差式封隔器的注水井套壓標準為0.5—0.7兆帕的壓差，注水井如果出現(xiàn)油、套壓平衡或者出現(xiàn)套壓伴隨油壓變化，出現(xiàn)注入量增加，就能夠確定因為封隔器失效，而上下串通，導致吸水能力高的控制層出現(xiàn)水量增加現(xiàn)象，這是第一級封隔器失效的判斷方法;對于第一級下面的各級封隔器失效的判斷方法是：如果油壓下降，套壓不穩(wěn)，注入量上升，則可以確定為多級封隔器一級以下的某一級出現(xiàn)了不密封現(xiàn)象。

三要根據(jù)注水指示曲線情況來檢測注水井。注水指示曲線是注水層段注入壓力和注水量的相關曲線。油井的地層條件和井下配水設置的實際工作狀況決定著曲線的形狀。工作人員可以根據(jù)油井同一層段在同一時間和不同時間里測得的指示曲線的變化來檢測注水情況是否出現(xiàn)了異常。

2.2 注水工藝二：解決注水井的結(jié)垢問題

為了治理水井結(jié)垢現(xiàn)象，要認真分析其原因，解決結(jié)垢問題的主要措施有：

一是因為結(jié)垢主要有周邊的水質(zhì)發(fā)生改變引起的，所以要確保油井注入水質(zhì)合格，控制結(jié)垢的發(fā)生。

二是及時清除油管內(nèi)的結(jié)垢。主要通過機械方法和化學方法。

機械除垢的優(yōu)點是除垢徹底，效率高。方法是是采用高壓水射流除垢。利用柱塞泵產(chǎn)生的高壓水，經(jīng)過特殊噴嘴噴向結(jié)垢層。碎石除垢是利用高壓水攜帶碎石高速運動。碎石和污垢發(fā)生碰撞與摩擦，將污垢脫落，然后隨高壓水排出管外，這種物理方法操作簡單方便，成本低廉。

化學除垢則通過分析垢層的化學成分，通過合適的化學制劑，與垢層發(fā)生反應，進爾消除或溶垢層的方法。由于油井的垢層千差萬別，需要針對不同的油井進行化學分析才能找到具體有效的辦法，因此，化學制劑的適用范圍有限，即便能夠?qū)ΠY下藥，在施工過程中也易發(fā)生腐蝕管道和污染環(huán)境的現(xiàn)象。

三是對于易結(jié)垢的設備管道采用防腐材料，防止腐蝕出現(xiàn)，減少結(jié)垢的發(fā)生和危害。

2.3 注水工藝三：解決注水井套管損壞問題

對于注水井套管損壞問題要以預防為主。主要方法有三：其一，預防治理泥巖層的套管變形，通過控制注入壓力，防止注入水竄入軟弱夾層（保證層間互不相竄），還有提高固井質(zhì)量來預防注水井套管損壞問題的出現(xiàn)。其二，采用高鋼級、大壁厚的套管來提高套管抗擠強度，進而保護套管。其三，防止套管腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，通過提高注入水質(zhì)量，減少腐蝕對套管的危害，還可以采用環(huán)空保護技術(shù)，采用陰極保護技術(shù)提高套管使用壽命等等。

3 結(jié)束語

總之，對于采油工程中特別是油井的開發(fā)后期，存在產(chǎn)量降低，原油粘度變大的問題，通過注水的辦法加以解決。本文主要針對注水工藝中易出砂、結(jié)垢等問題進行了研究，分析了它們對注水井的危害和形成的原因，并有針對性地提出了解決的方案。

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