海上油田解堵增注技術(shù)研究

蔡然

摘要：本文以海上某油田為例，著力于完井后注不進水這一問題進行探討。根據(jù)鉆井、完井、生產(chǎn)以及地質(zhì)條件等相關(guān)資料展開實驗，確認原由在于堵塞。結(jié)合室內(nèi)研究以及現(xiàn)場試驗，找到一種新型的解堵增注方案。在常規(guī)解堵效果不佳的情況下，該方法能夠達到比較滿意的增注效果，為接下來的儲層保護工作帶去有力的參考。

關(guān)鍵詞：海上油田;解堵;增注

該海上油田，由北往南有2個不同的區(qū)塊。北塊相對來說十分復(fù)雜，且縱向上分布9個不同的油組，均屬于獨立油水系統(tǒng)。它的壓力系數(shù)，由上及下逐漸遞增。各個油組，均有邊水或是氣頂?shù)默F(xiàn)象。結(jié)合北塊的實際情形，本研發(fā)方案決定對北塊油組進行細化分解，使其變?yōu)樯?、中和下這3個不同的開發(fā)層系。其中，南塊壓力未見異常，有上、下這2個不同的層系。油田儲層物性達到中好級別，產(chǎn)能偏高，有較強的注入能力。另外，主砂體儲層也有不錯的連通性。在本方案中，注采井網(wǎng)相對較為成熟。早期注水保壓開采，能夠達到比較理想的采收率。在投注階段，第一口注水井（也就是南塊A16）第一次注水并未成功，其注入量從最初的150m3/d迅速降低到0。另外，油田設(shè)計中的5口注水井中，無法注水的就有3口。此時，生產(chǎn)氣油比驟然地上升，但是油田產(chǎn)油量卻快步地減少。若注采失衡，那么油田很難達成預(yù)期的穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，還將降低采收率。故而，油田迫切需要處理注水量不足這一問題。

1油田地質(zhì)油藏特征

1.1.儲層非均質(zhì)性特征

渤海油田，屬于典型的淺水三角洲相。而淺水三角洲，本身也源自三角洲沉積體系，指的是水體淺以及地形平緩位置會和而成的三角洲，其構(gòu)成主體為分流河道砂體。受河流的直接影響，儲層砂體也是有標(biāo)準(zhǔn)方向的。另外，還新增若干獨立的分流河道，很多分叉或是改道。滲透率變異系數(shù)，能夠平衡油藏本身的非均質(zhì)程度。通過洛倫茨曲線法可以對滲透率變異系數(shù)進行計算，并測算出滲透率數(shù)值，最終得到有效厚度百分比。利用直角坐標(biāo)紙，可以編制洛倫茨曲線?？芍簼B透率變異系數(shù)=0.6，提示油田儲層有明顯的非均質(zhì)性。

1.2.非均質(zhì)性對油田開發(fā)效果的影響

定向井多層合采，多數(shù)時候均會影響最終的產(chǎn)能，阻礙油田后期的開發(fā)效果。通過數(shù)值模擬法，可以對定向井合采以及水平井分層系開發(fā)作出詳細地對比。經(jīng)分析，本文形成下列結(jié)論：水平井分層系相較于定向井合采方案在各級指標(biāo)上更具優(yōu)勢。

1.3.地質(zhì)油藏特征

渤海油田，坐落在渤海南部。作為一塊斷塊油田，它屬于承性發(fā)育，且斷層十分復(fù)雜。含油層系，大多在新近系明化鎮(zhèn)組下段開始發(fā)育，有6個不同的油組，共計22個獨立小層。在油田區(qū)域內(nèi)，下段是典型的淺水三角洲沉積。從沉積微相上看，很多分流河道均有沉積，且河口壩以及遠砂壩沉積在發(fā)育狀態(tài)上不太成熟。主力含油層段，呈現(xiàn)高孔、高滲的特點，各小層在平面滲透率上有極大的差異。從原油密度和黏度上看，油田地面均為中等。地層原油均屬于飽和油藏，其溶解氣油比以及原油黏度均達到中等級別，溫度和壓力系統(tǒng)趨于平衡。

2原因分析及解堵措施

注入時間越久，注入壓力也會慢慢遞增、而注入量則快速地降低。嚴重時，還將出現(xiàn)不吸水的情況。有文獻報道，原因概括如下：（1）地層條件不佳或是射開層段的約束，長時間注入影響了注水井的吸水能力;（2）對聚合物溶液進行配制時，產(chǎn)品不達標(biāo)或是攪拌不均等常見的工藝故障，如干粉受潮，增加了不溶物含量，產(chǎn)生魚眼，使井底地層意外地堵塞;（3）注入聚合物時，操作不當(dāng)導(dǎo)致注入濃度明顯太高，不符合方案標(biāo)準(zhǔn);（4）注入管線或是完井時出現(xiàn)了泥漿，或者是增產(chǎn)增注劑快速地絮凝，以塊狀的方式在地層孔隙中進行堵塞。針對第一種情況，通常可選擇過酸化、補孔以及壓裂等一般的增注方法進行處理。其他的幾種情況，需結(jié)合聚合物本身的屬性來選擇合適的化學(xué)解堵法。本課題重點探討怎樣增強化學(xué)解堵的合理性、科學(xué)性以及延長解堵有效期。正因為此，我們第一步要弄清注聚井為何會發(fā)生堵塞。本章從理論的視角剖析了注聚井堵塞的根原，在室內(nèi)借助儀器以及化學(xué)分析法分別對堵塞物作了檢測，明確其物理和化學(xué)成分，最終總結(jié)出堵塞機理。

2.1原因分析

該油田面臨的注水問題，有下列幾種比較主流的說法：一是“低滲說”，二是“地層污染說”，三是“堵塞說”。不同說法，均有各自的解堵措施。

2.1.1低滲說

“低滲說”：注水井沒有很好的儲層物性，其滲透率不高，且吸水指數(shù)相對偏低?，F(xiàn)有的注水壓力過低，導(dǎo)致注不進水。對此，我們可以考慮下列增注措施：“增壓注水”。具體為：加裝增壓泵，增加井口原有的注入壓力，加大注水壓差以及注水量。

筆者認為，上述的“低滲說”是不成立的。根據(jù)生產(chǎn)曲線，當(dāng)生產(chǎn)壓差等于2-4Mpa時，產(chǎn)油量相對偏高。若不斷擴大生產(chǎn)壓差，那么產(chǎn)量則會高于1000m3/d。與此同時，地層系數(shù)相較于采油井明顯要低，其排液量接近于200-900m3/d。但是，這并不是最大排液量。通常，注水量、排液量之間的比值不低于2：1，有些為5倍。而現(xiàn)行井口注入壓力最高為13Mpa，注水井已符合注水量要求，因而無需額外地增壓注水。

2.1.2地層污染說

根據(jù)地層污染說的觀點：鉆井或是完井期間，鉆井液以及完井液或多或少均會滲入到油田地層中。同時，和地層流體之間起某種作用。在對地層造成污染的同時，減小地層滲透率和降低注水能力。嚴重時，還將注不進水。對此，我們可考慮酸化法進行增注。

從污染半徑上看，鉆井液并不算大，射孔極易穿透整個污染帶。而那些滲入到鉆井液或是完井液中的部分，其顆粒非常小。利用排液能夠順利地從地層中排出，達到相應(yīng)的除污效果。歷經(jīng)20小時的生產(chǎn)（排液），排液的污染系數(shù)（真表皮）也將從最初的16.88下降至3.68。顯然，說鉆和完井液滲入地層帶來的污染均可利用排液進行解除。

2.1.3堵塞說

通過對鉆、完井資料進行搜集，分析鉆井、排液（生產(chǎn)）以及注水的整個過程。經(jīng)觀察，A16井是因為井筒污染導(dǎo)致射孔炮眼明顯堵塞，無法注水，故而出現(xiàn)“堵塞說”。同時，并有針對性的增注方案：“補孔-排液-洗井”。通過對A16井采取上述解堵措施，其注水量接近于1500m3/d，取得滿意的效果。

“堵塞說”的關(guān)鍵在于找到污染源一一經(jīng)固井，油基泥漿可以在井筒中停留1年以上的時間。此時，油基泥漿將會逐步地在套管內(nèi)壁上進行粘附。“普通的洗井液、洗井程序”無法順利地將其洗凈。認清堵塞機理

“臟物”對于排液沒有阻力。而注水時，那些直徑<喉道（4-20um）的“臟物”則會順著注入水的方向流入到地層中，污染之前的注入層。比喉道更大的“臟物”由于沒有辦法穿透喉道，最終只能堵塞孔隙。

2.2措施研究

解堵法，實際上是針對“堵塞說”引申而來的“補排洗解堵法”。補孔，實際上是在地層、井筒之間構(gòu)建一條新通道（如果原孔眼早就被“臟物”徹底堵死）。而排液，多是為了將地層中的“臟物”予以清除。因此，我們這里提到的排液應(yīng)當(dāng)為有效排液。而洗井，其目的在于將污染源予以切斷。從這點來看，洗井應(yīng)當(dāng)絕對徹底。

3效果分析

3.1“補排洗解堵法”解堵效果

投產(chǎn)以后，有效排液以及干凈的井層系（A9、A7中層系）或是“補排洗解堵法”后的那些受污染井，均有滿意的注水能力。同時，這種注水能力從未降低。相反，在逐步地增高。注水收效前，油田北塊本身的產(chǎn)量會迅速遞減，氣油產(chǎn)量比逐步上升。收效后，其產(chǎn)量明顯回升，且產(chǎn)氣油比的升速也受到控制，這就反映了注水開發(fā)的特色。

“補排洗解堵法”論及的排液，需視為有效排液。而泵抽排液，僅適用于單層解堵。針對多層合排液井，如果某層已經(jīng)成功地解除堵塞，那么井底流壓也將逐步上升，其生產(chǎn)壓差明顯下降。不過，剩余沒有被解堵的層則毫無作用。針對多層合注的那些注水井，我們需要對單層采取“補排洗解堵法”來完成解堵。

3.2其他解堵法解堵效果

實踐證實，該類層的堵塞均沒有成功地解除?，F(xiàn)有的注入量還是不很高，有些沒有辦法注水。對A8井中層系來說，非線性波不起到滿意的解堵效果。而A9井下層系酸化，缺乏排酸的情況下也沒有滿意的解堵效果。針對二次污染，乏酸需引起重視。高壓注水?dāng)U大的注入量畢竟不多，其解堵作用不明顯。若井筒沒有清洗徹底，高壓注水則會使堵塞明顯加重，這對接下來的解堵十分不利。

4采油工藝與油藏工程銜接

（1）與油藏研究的無縫銜接。以采油采氣為例，油氣藏相當(dāng)于一個獨立的流體場。油氣藏中一旦了井生產(chǎn)，該流體場中的壓力也將不再平衡。最初的流體場壓力，將從勢能逐漸地轉(zhuǎn)變成動能。在擠壓作用下，驅(qū)動儲存流體往不同方向上的井筒中進行流動。怎樣布井，才能利用流體場中的最大能量，將流體場中的油氣予以開采，這是我們要思考的問題。針對封閉狀態(tài)的油氣藏，生產(chǎn)到某個階段后，該能量場中的能量也將明顯地衰竭。針對非封閉油氣藏，油氣藏被開發(fā)之后，靠近于井地帶的能量也將慢慢地衰竭。從補充能量上看，不管邊水又或者底水，均會通過擠壓推進的途徑，順著滲透率偏高的那個方向，產(chǎn)生一個泄流通道。作為補充能量的水，將利用該通道流入到生產(chǎn)井內(nèi)。一旦該優(yōu)勢通道被建立，能量也將被阻隔。該種阻隔，將不利于油氣成功地輸送到井筒中。（2）與鉆完井設(shè)計的無縫銜接。井筒作為油氣產(chǎn)量的第一通道，其在油氣藏中是否合理，直接關(guān)系到油氣藏能量能否得到有效地開發(fā)。同時，影響油氣藏最終的泄油效果及其采收率。鉆井時，一旦鉆頭將油氣藏予以打開，除了可以得到地層最初的資料外，同時也可以保護油氣藏。油田投產(chǎn)后，用合適的采油速度、提升采收率同樣也非常關(guān)鍵。以完井為導(dǎo)向的井筒一旦被建成，結(jié)合完井設(shè)計而來的管柱也將變成油氣產(chǎn)量的最佳通道。生產(chǎn)時間越久，上述矛盾也就會越突出，油氣產(chǎn)量也會受到不同程度的影響。而完井管柱，能夠從根本上解決上述三類不同的矛盾。（3）與工程設(shè)計的無縫銜接。一是結(jié)合工程設(shè)計建立而來的海上設(shè)施，將油氣產(chǎn)量更改成商品交易場所。生產(chǎn)步驟的科學(xué)性和改進性，可以反映出企業(yè)總體的技術(shù)水平。二是生產(chǎn)越是推進，人們對油氣藏也會有更多的了解。此時，需要結(jié)合可采儲量的波動及時地調(diào)整產(chǎn)量，同時改造生產(chǎn)流程。而工程設(shè)計，實際上就為上述改造提供了可靠的支撐。三是油氣田一旦被老化，其產(chǎn)出物中也會包含大量的水分。水處理壓力日益增加，同時還留有一定的余地，便于順應(yīng)后期改造的現(xiàn)實需求。（4）與油田生產(chǎn)的無縫銜接。目前，采油工藝應(yīng)當(dāng)要和油田生產(chǎn)保持無縫銜接，動態(tài)追蹤不同油氣田和重點井各自的生產(chǎn)動態(tài)，找出問題同時進行有效解決。由于人力資源還不夠，暫時還沒有能力去動態(tài)、全程跟蹤。

微生物注聚井解堵技術(shù)，實際上是將微生物以及營養(yǎng)物分別注入到油田的目的油層中，同時關(guān)井?dāng)?shù)日。而后打開井蓋正式生產(chǎn)。利用微生物的降解能力，可以調(diào)整油層壓力、表而張力或是流速，提升油田的采收率。二是微生物防蠟或是降粘。通常，就兼性厭氧微生物菌體有不錯的分散能力以及吸附性。在水和油二者的分界面上，將瀝青質(zhì)以及石蠟當(dāng)作營養(yǎng)物。對石蠟進行降解，能夠讓長鏈烴轉(zhuǎn)變?yōu)槎替湡N，減小原油本身的含蠟量及其粘度。另外，它和石蠟產(chǎn)生的代謝物（乳酸或是丁酸，包括糖脂以及中性脂等）均有不錯的表面活性，可以對巖石外表產(chǎn)生的固結(jié)物進行清理，打通井底油層固有的孔隙通道，從根本上提升波及效率，擴大油田產(chǎn)量，提升最終的原油采收率。

5結(jié)論與建議

注水井注不進水，多是因為該油田井筒受污染，射孔炮眼明顯堵塞后引起。正因為此，本文提出下列解堵方案：“補孔排液洗井”。采取上述解堵措施后，A16井的注水量接近于1500m3/d，有滿意的效果。根據(jù)油田生產(chǎn)結(jié)果，生產(chǎn)質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度上是由人工自身的注水水平來決定。若注采井網(wǎng)比較成熟，注采平衡，那么地層壓力也不會過多地下降，此時生產(chǎn)氣油比相對平穩(wěn)，產(chǎn)量多。同時，采油速度以及采出率均比較高。若是注入量過少，那么地層壓力則會逐步地下降，產(chǎn)氣油比明顯地上升，產(chǎn)量逐步地遞減、且不易于采出。因此，油田應(yīng)當(dāng)專注于注水開發(fā)。筆者建議，受污染比較大的A10井中、A9井下層系，需要逐層采取“補排洗解堵法”進行解堵。利用電子壓力計，能夠評估最終的解堵效果。