科學注水載起穩產之舟

■文/本刊記者 呂榮潔

科學注水載起穩產之舟

■文/本刊記者 呂榮潔

特邀嘉賓

中國石油遼河油田歡喜嶺采油廠廠長 范英才

中國石油大慶油田采油四廠地質大隊副大隊長 單 峰

中國石化江漢油田坪北經理部副經理 李新文

延長石油（集團）有限責任公司資源與勘探開發部

只有注夠水、注好水、精細注水、有效注水，才能真正實現“降低遞減率、提高采收率，降低開發成本、提高企業效益”。

當前，老油田開采面臨著三只“攔路虎”：地下資源情況復雜，穩產難度越來越大，成本投入越來越高。

究竟怎樣才能突破上述“瓶頸”，使已探明儲量實實在在地轉化為經濟能量？作為實現油田一次采油向二次采油轉變的重要標志，注水開發為提高油田采收率提供了一種主要的技術手段。與此同時，做到科學有效注水是明顯改善注水油田開發效果的一個重要手段。

如何更好地進行科學注水，實現“在水上下工夫，在油上見效果”的目的，正確處理“油與水”的密切關系，是石油企業正在積極探索的重要課題。就此，《中國石油石化》記者采訪了中國石油大慶油田、中國石油遼河油田、中國石化江漢油田、延長石油（集團）有限責任公司等相關負責人。

平衡油水“天平”

記者：油田注水開發是企業轉變發展方式、節約能源資源、提高質量效益的一條重要途徑。請問，它能針對性地解決油田的哪些突出難題？

單峰：大慶油田40多年的注水開發表明，堅持早期注水、分層注水和精細注水是油田持續穩產的關鍵，注水開發可以保持地層壓力，實現高產穩產。杏北開發區針對特高含水開發面臨的油層動用狀況不均衡、結構調整余地較小、油藏壓力結構不合理等問題，通過精細分層注水，合理進行層系、井網、注采系統調整，緩解層間、平面和層內矛盾，提高油層動用程度，挖潛剩余油潛力。通過成規模、精細化的注水結構調整，加細注水井段，優化調整注水水量。按照地層需要，注夠水、注好水，可以有效地控制高含水采出，加強潛力層動用，達到控制產量遞減速度的目的。

延長油田：長期以來，延長油田依靠天然能量開采，但存在一定的問題：多數油田的天然能量不充足；能量發揮不均衡，初期能量大，油井高產，后期能量小，產量遞減快；油田的開發調整和控制困難；采收率較低，僅5%～8%。

為了彌補原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現油田高產穩產，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水開發，補充地層能量。注水開發可以有效解決天然能量開采無法破解的難題，特別是對特低滲透油田來說，更加需要注水開發。這種開發方式有突出的優勢：能保持油田高產穩產，控制遞減；驅油效率高；容易控制和調整，有利于剩余油的挖潛；可將采收率提高到15%～35%；經濟效果好。

記者：注水開發對提高采收率發揮了這么大作用，主要得益于貴單位探索出了哪些科學有效的注水方法從而使原油產量實現了“上得去、穩得住”呢？

延長油田：延長油田在注水開發過程中，注采矛盾突出。在這方面，我們做了大量行之有效的工作，尤其是在研究壓裂裂縫與井網部署的關系、優化井網部署、合理規避并利用裂縫上取得了不錯成績。

其中，比較好的做法就是精細井組動態分析，精細注采調控，適時調整配注量，及時調整注水方案，有效彌補了地層虧空，積極補充地層能量。把握注水時機，實施超前注水。低滲透油藏需要采用早期注水、保持地層壓力的開發方式，才能獲得較高的開采速度和采收率。超前注水可以保持較高壓力梯度，改善滲流能力,減小儲層應力敏感傷害，改善儲層物性。當油層中建立起了有效地注水驅替系統之后，適度降低注水強度繼續注水，防止快速水淹，以保持較長時間穩產、高產。對一些注水效果不明顯的低滲透油田，選用另一種保持壓力的開發方式——注氣試驗，取得了一定的效果。

單峰：油田要實現持續穩產，注水是關鍵。我們主要通過發展三項技術實現有效注水。

發展精細油藏描述技術，明確開發調整潛力。大力開展井震聯合建模，不斷提高構造、斷層描述精度，加強點壩砂體內部建筑結構、河間薄層砂體分布研究，不斷提高儲層描述精度，加快多學科油藏研究步伐，不斷提高剩余油描述精度，努力搞清歷史剩余油動態變化特點、平面各微相剩余油分布狀況、縱向各沉積單元剩余油分布狀況，指導注水開發調整，保證開發調整效果。

發展注采系統調整技術，夯實注水開發基礎。近年來，杏北開發區以完善單砂體注采關系為目的，通過不斷加強井網加密技術、局部區塊注采系統調整技術的研究，進一步提高了薄差油層的水驅控制程度，為特高含水期精細開發奠定了堅實的基礎。

發展精細高效注水技術，提高油層動用程度。細化注水層段，優化厚層內部調整，實施個性化增注，推進加密分層測試，促進了注水質量的全面提高。

李新文：我們主要以注水優先、油水并重為理念，以精細注采調控為手段，開展了三方面的工作。

提高有效注水量。由于油田采用的是行列注水，當主向油井高含水后，注水井注入水基本被高含水井采出了，而地層存水較少，這就降低了注水效果。所以，為了提高地層存水量，將這部分高含水油井關井或轉注，實現有效注水。

改善地層吸水剖面和油井產液剖面。針對油井生產中存在的層間干擾現象，通過對油井實行單層開采，充分發揮單層潛力。對于注水井，由于多層注水井同時注水時存在層間注水矛盾，所以，我們通過對注水井實行分層注水，改善注水層的吸水狀況。提高注水驅油面積和注水驅油效果。對于注水井，由于地層注水后地層微裂縫開啟，注入水主要沿裂縫驅替，驅油效果差。針對這一現象，我們采取了注水井調剖調驅，通過封堵注水水竄裂縫，改變注水驅油方向，提高注水波及面積。另外，對于部分側向油井受井網和注水波及能力的限制，我們通過對油井實施暫堵壓裂來進行側向引效，提高注水驅油效果。

抓好源頭控制

記者：注水工作也需要創新，貴單位是如何創新工作思路的？

李新文：根據礦場實踐發現，油田注水存在滯后效應，而且效果較差。據此我們調整工作思路，由原先的滯后注水向先期注水轉變。另外，油田部分側向油井長期注水不見效。初期我們以為問題出在注水井上，總是在注水井上做工作，但是經過多種手段仍不見效果。所以我們認為，在這種油藏當中，注水井的注水波及能力是有限的，與其改變它，不如改變其他來適應它，開始從井網入手。初期油田井網中排距為150米，我們認為排距過大是導致注水效果不明顯的主要原因，于是開展了井網的調整，將井網排距縮小。通過礦場試驗，在同樣的注水量下，注水效果明顯變好。

單峰：油田開發是一個辯證發展的過程，搞好精細高效注水，必須轉變思維方式。

轉變繼承與發展的思維，要強化兩者關系，繼承注采系統調整、長關井治理等成熟配套調整技術，以及水質管理、高產井管理等優秀管理模式，發展提高采收率、二次開發和配套工藝等技術，促進開發水平不斷提高。

轉變宏觀與微觀的思維，要實現二者并舉。宏觀上，要深入研究潛力，制定工作目標，明確調整方向，部署開發規劃，確保原油產量持續穩產。微觀上，要深化油藏認知水平，以單砂體為調整單元，深化注采系統調整，優化調整注采結構，進一步改善水驅開發效果。

要轉變地上與地下的思維，堅持一體化協調發展。油藏工程系統在產能建設、規劃設計、開發調整等方面，兼顧油田配套工藝技術發展現狀，符合實際，滿足需求，節省投資。采油工程、地面工程系統要緊密圍繞油田開發需要，探索和完善配套管理方法，努力推動優質、高效油田的建設。

轉變技術與管理的思維，二者要有機結合。技術進步是推動油田發展的核心動力，管理創新是提升開發水平的有力助推，二者相互促進。通過加強科技投入，培養人才梯次，理順開發職能，強化科研管理，加大新技術推廣力度，攻關突破技術瓶頸，努力提高全員創新能力；要不斷推進管理創新，探索總結專項管理、水質管理、高產井管理等方面的有益嘗試，要深化認識，擴大應用，以管理創新促進開發水平不斷提升。

延長油田：每個油田都有自己的特點。延長油田根據自身實際情況，不斷求變創新。一是搶抓注水時機，在注水工程建設方面大膽推行施工周期短的橇裝注水裝置，積極簡化工藝流程，為開發新區及邊遠油區的及時注水、早期注水提供了有力保障。二是管理創新，積極進行注水工作工期倒排，實施節點控制，將注水開發工作納入油田公司年度目標責任制管理，實行百分制考核，采取掛鉤考核辦法，嚴考核、硬兌現。三是創建注水開發示范區，探索高效注水開發的途徑，以典型示范帶動全局。28年6月以來，我們已經創建了定邊東仁溝、西區寨科、子長余家坪等6個注水開發示范區，特別是定邊、西區、橫山3個示范區在注水開發方面均取得了明顯效果。

記者：水質是注水工作的核心。如何才能更好地控制沿程水質，避免造成二次污染呢？

范英才：為了保證水質合格，我廠加強了注水水質管理。加強對水質處理站的管理，保證出口水質指標合格率達到10%。實施“節點管理”法，加強污水處理站各環節的檢測，每2小時檢測一次，做到每個環節水質達到規定指標。實施“四級檢查”制度，成立了采油廠水質監督組、作業區水質檢查組、中心站水質檢查組和注配水站檢查崗，并在各級注水系統管線首末端設立水質監測點16個，隨時掌握水質運行情況。實施“分級問責”制，從污水處理站到注水井進口人人負責，加強考核，提高人員的管理意識，保證注入水質。加強注水管線和注水井洗井，減少注入水質的二次污染。

單峰：我們按照“控制來水環節、改進處理環節、保證注入環節，從系統上改善水質”的工作思路，通過節點分析、分段治理、完善工藝等技術手段，有效結合規范化、精細化、科學化的水質管理方法，形成適合精細高效注水的技術和管理體系。

粗細結合，強化水質升級，從源頭滿足低滲透油層需求。以“細”補“粗”保井，實施單井個性化調整。以“粗”補“細”保站，全面提升普通注水站水質。

依據“修、沖、洗、測、調、控”六字管理方針，技術措施與管理方式有效結合，加強了注入水質的全過程管理。加大過濾罐、電動閥等污水設備的維修力度，抓好注水干線沖洗，對污染嚴重的過濾罐進行及時的清洗，加強水質的定點、定期監測工作，優化化學藥劑的配方、用量及加藥位置，對水質管理的關鍵環節實施節點控制。

通過實施以上措施，促使水質系統實現“進得凈”、“沉得下”、“排得出”、“濾得清”，水質指標穩中有升，水質合格率均達到公司規劃指標。

延長油田：為了注好水，我們在利用多級沉降、過濾工藝技術的基礎上，積極進行沿程水質控制。針對延長油田的油藏條件及采出污水的性質，我們采用物理與化學相結合的辦法——注入水高效混凝技術。

注入水高效混凝技術選擇針對性的藥劑、設計與藥劑配套的設備、確定各個處理設備優化組合的處理工藝，系統地解決水質的凈化與穩定問題。這是一種治本的方法，通過對污水的某些化學成分進行調整來控制腐蝕、抑制結垢、殺死細菌，提高污水的配伍性和注入性。

用好創新“利器”

記者：要實現科學注水，就得對地質條件進行深入研究，區別對待。貴單位在這方面有哪些好的做法，取得了哪些突破？

范英才：根據我廠油藏地質特點，我們對油藏分類評價，并根據我廠成本投資情況，制定了遠期和近期注水工作目標，即加強中高滲透油藏的完善和調整，開展“多元注水”，調整油藏縱向和平面矛盾。

逐步實現和完善復雜斷塊油藏注水。我廠管轄區域斷裂系統發育，油藏破碎，基本上采用點狀注水，很難形成完善的注采井網。為此，我們采取了直平組合、一對一注水。

不斷擴大低滲油藏注水規模。28年以來，我們通過開展精細油藏描述、優化注采井網、精細水質處理、優化注采工藝和配套的工藝措施，實現了我廠低滲油藏注水開發的突破。

李新文：根據油藏不同部位的井形式、儲層物性等不同采取了不同注水開發技術政策，我們主要制定了“四分”溫和注水法，即“分時、分區、分層、分井”。

分時是指對不同時期投入開發的儲量采用不同的注水開發方式。分區是指平面上結合油藏砂體的剖面連通性和沉積微相等地質模型，以“水動力受效單元”為核心，對高壓區域控制注水，低壓區加強注水。分層是指結合油井生產動態特點，對注水層位采取不同的注水強度。分井是指對投注井和轉注井采取不同的注水強度。

單峰：杏北開發區斷層分布復雜、含油井段長、油層數目多、單層厚度薄。為了深入認識儲層發育狀況和沉積特征，1996年，我們成立了精細地質研究攻關隊，逐步形成了一套適合杏北開發區儲層發育特點的精細描述方法。“十五”期間，使油藏構造、儲層和剩余油描述，向精細化、定量化和可視化方向邁進了一大步。面對進入特高含水期后，近兩年，圍繞實現“在高含水井中找到低含水層、在高含水層中找到低含水砂體、在高含水砂體中找到低含水部位”的工作目標，集中優勢兵力，大力推進精細油藏描述，有效指導了水驅精細調整挖潛。例如，在厚油層內部調整挖潛上，在深化儲層及剩余油精細描述的基礎上，對下部低效無效注采循環，采取了周期注水、停注、堵水等措施，對上部剩余油富集部位，通過完善水平井注采關系進行挖潛，點壩砂體采用了水平井注、水平井采的方式，水下窄小河道砂采用直井注、水平井采的方式，取得了較好效果。

記者：除了加強研究之外，還得加大注水技術攻關力度，完善注水配套工藝。貴單位有哪些先進的技術和配套工藝來保障注水的科學實施？

李新文：在注水的過程中，我們主要采用三種先進技術和工藝。

油套分注技術。解決了冬季氣溫低無法測試調配的問題，同時地面計量調配簡單，無須投撈測試，且對于小排量分層注水井計量準確率高，使管柱穩定性高。

恒壓注水技術。恒壓注水控制系統可實現平穩控制泵壓，根據注水井情況設定最低注水系統壓力，有效降低注水泵壓1～2兆帕，杜絕注水泵回流，實現節能降耗目的，避免了因調水影響注水系統壓力大幅度地波動，實現恒壓注水。

恒流注水技術。坪北油田采用注量計與多功能配水器配套使用，實現恒流注水。在注水壓差大于1.5兆帕的條件下，能夠自動控制調節注水井瞬時排量，在注水系統壓力波動情況下，恒流平穩注水，降低員工勞動強度，提高了管理水平和自動化程度，能夠達到配注要求和注水精度；在注水井停注時還可自動關閉水流通道防止注水井返吐水。

范英才：針對油藏注水開發中存在的問題，在工藝上通過研究改進高壓注水封隔器密封性，提高了密封效果，保證了洗井質量。通過改進Y341-114高壓注水封隔器內通徑，成功解決了影響測試工具的順利起下的問題，提高了水嘴投撈的成功率。

在油藏開發上研究應用了柔性轉向劑和復合段塞深度調剖技術，成功解決了特高含水區塊注水大孔道明顯，注水無效循環加劇的情況，改善水驅開發效果。

在工藝措施方面，對于低滲透油藏，實施油井壓裂引效，改變水驅方向，油井加強深抽配套，放大生產壓差，提高水驅效果。對于高液高含水油藏，實施螺桿泵增排，提高以水洗油效果。

單峰：我們發展了細分注水配套工藝技術。針對精細分層注水后，隔層卡距變小、注水層段增多等問題，以“能分開、能卡準、能封嚴、能起出”為目標，積極開展注水工藝技術的研究與攻關，研制出逐級解封細分管柱，發展完善分層注水工藝技術，實現最小隔層厚度0.8米、9級9段管柱上提解封力小于340千牛頓的階段目標。

自主研制了高效測調技術。應用井下綜合測調儀與相應的流量可調式堵塞器在井下進行對接，替代原來的固定式水嘴，采用地面輸入指令調節堵塞器水嘴大小控制流量，實現了注水井分層測試流量實時監測、壓力同步讀取、水嘴連續可調，取得了測試效率提高、資料質量提高、成本下降、耗時下降“兩提兩降”的好效果。

發展了套管修復技術。加快新技術攻關步伐和推廣進度，除應用常規的整形加固、側斜、取換套技術之外，還改進了小通徑套損井打通道技術，研究應用了膨脹管加固技術，提高了修復率和修復質量，在難修井比例逐年增加的情況下，大修修復率保持在86%以上。

配套多管齊下

記者：科學注水的最終目的是實現有效注水，除了加強地質研究和技術攻關外，貴單位還采取了哪些配套措施來保證有效注水？

單峰：加強細分注水管理。廠里成立了細分注水領導小組，由廠總師負責，成員由各技術、生產和管理部門主要領導擔任，并制定相關規章制度，加強領導，保障運行。豐富和完善了細分注水標準，加大了推廣應用力度。

加強分層測試管理。27年，我廠率先開展杏七區合理測試周期現場試驗，研究注水合格率影響因素及變化規律，確定了不同類型注入井合理測試周期，推動了在全油田范圍大力推廣三次加密測試。在投產井數的增多、工作量大幅度增加的情況下，為了實現加密測試的工作目標，對分層測試工作實施“443”立體監管，即加強“個人、班組、小隊、廠”四級培訓，完善“測試管理規定、測試資料交接、疑難問題解決、定期研討”四項制度，把好“硬件關、檢查關、驗收關”三個關口，保障了注水井分層測試質量。

對注水井洗井工作實施了專業化管理，將原來由采油隊負責的洗井工作調整到測試隊，實行注水井洗井和測試工作統一管理，通過重組洗井班組，優化設備配置，提高了分層測試效率和質量，測試疑難井明顯減少。

延長油田：為實現注有效水、產效益油的目的，我們在不斷深化地質研究和技術攻關基礎上，主要通過強化日常動態分析，水線推進狀況監測、精細注水管理來謀求有效注水。首先依據各井區儲層吸水狀況、注采連通程度、物性差異、生產動態等，進行井區、井組動態分析，分井區制定注采剖面調整和井組注水強度、注采比等。對壓力保持水平過高的區域按照“溫和注水開發”的開發政策，進一步做好精細注采調控，降壓穩產。對壓力低的區域，提高注采比，實現壓力場的均勻分布，確保油田的高效開發。對注水強度大、壓力保持水平高、但同時含水上升快的井區適當下調注水強度，控制含水上升。