采油工程中注水工藝問題及改進探討

李晶　孟劍鋒　路冬冬

【摘 要】隨著經濟的快速發展，社會在不斷的進步，現代生活中，石油資源的需求量越來越大，對油田的開發力度也在不斷加強。在油田的長時間開發過程中，會出現油層能耗消耗殆盡、油層壓力降低的問題，而在后期原油的粘度也會增加，是不利于油田進一步開采的，會造成油井產量降低甚至停產。要提高油田的生產效率，常用的辦法就是向油層注水，使油層的壓力增加，而原油的稠度降低，便于油田地層中的原油被進一步開采。但在注水工藝的實施過程中，會出現一些問題影響到操作效果，需要進一步明確問題類型，并提出解決措施。本文主要對采油工程中油田注水工藝問題及改進進行探討。

【關鍵詞】采油工程；注水工藝；問題；改進

引言

我國作為能源的大國，石油中的注水工藝在我國采用的時間較為久遠，伴隨著石油開采技術的不斷發展進步，注水工藝也隨之有所提升，但考慮到諸多原因，現階段的注水工藝的實施過程中還存在著許多的弊端，在實際的開采過程中，應該及時的采取有效的措施解決出現的問題和避免開采中出現問題，從而有效的保障石油開采中注水工藝的合理進行。

1采油工程中注水工藝存在的問題

1.1注水井管道套管容易發生損害

注水井管道是其工藝流程的重要基礎設施，注水井管道會應用管套對其進行連接保護，進而保證水能夠持續注入采油層，而在實際工作中，卻常常出現注水井管道套管的變形、損壞以及泄露等問題。根據相關事故處理經驗，將管套損害原因主要歸結為以下幾個方面：其一，在注水過程中由于水壓的壓力過大，導致井下的壓力也隨之產生變化，管套在外界的強壓環境中造成損壞；其二，鉆井作業沒有對井下環境進行全面觀察和有效管理；其三，地下水中含有腐蝕性物質，對管套造成腐蝕作用。

1.2注水井出砂問題及原因

在注水工藝的實施過程中，當向油井注水的時候，相關設備良好的情況下，油井下的地層是不會出現外部吐液的情況，即油層并不會向外界滲出液體，也就不會出現出砂的問題。但油井在長時間的使用過程中，其注水設備等會出現腐蝕、老化現象導致注水管線出現穿孔，或注水站停泵等問題。在這種情況下就需要對油井停止注水，但在中斷注水的過程中，可能會引起較大的泵壓波動，使水量大幅度改變，進而產生出砂問題。引起出砂的原因是多方面的，出砂問題的產生短期之內會持續出砂，導致油井被掩埋，造成注水井躺井；長期來看如果不能有效控制出砂現象，就會使套管發生變形，甚至會使油井荒廢。所以，出砂問題是非常嚴重的，在采油工程中一定要注意防范，通過采取防砂措施來延長注水井的使用壽命。

1.3注水井結垢問題

在注水井的施工過程中，結垢現象對注水井的影響最大，危害度最強。結垢會造成油管的腐蝕，影響測試的精準度，進而導致注水井內的工作無法協調，影響注水井施工的進度。如果結垢出現在地面的層中，會污染到地層，影響注水井壁的油層滲透質量和速度，造成注水井的比例分配無法確定，可能還會造成注水井不能夠有效的吸水。結垢在注水井中形成的原因主要有兩方面：一方面是外來的流體與地層的流體不能夠匹配，從而形成結垢，如果結垢形成，解決的措施比較復雜，難度系數較大；另一方面是油井周邊的環境發生變化，就會導致油井在注水的過程中的各個組成部分的化學比例失調，沉淀過多形成結垢。結垢會嚴重的腐蝕油管，進而出現裂痕。總而言之，結垢的形成會直接的影響到油井的注水。

2處理注水工藝存在問題的有效對策

2.1處理管道以及管套易損問題的對策

針對管道以及管套容易出現損害問題的有效措施，主要涵蓋以下幾個方面：其一，油田在對采油作業面進行勘探時，便需要對地層的應力進行科學測試，能夠保證進行的注水壓力方案設定，控制在其應用接受范圍之內；其二，在進行開井以及鉆井作業流程時，需要嚴格控制注水井的水壓，減輕水流對地層產生的外力沖擊作用，同時需要重視固井工作，加強對于泥沙等外界因素的治理，避免管道出現外界作用力變形的現象；其三，積極進行高級鋼等新型材料的應用，加大管道強度；其四，應用陰極保護等技術方式，避免管道出現腐蝕現象，并定期對管道進行檢修，及時發現小問題，以避免作業面大事故的發生。

2.2結垢問題改進措施

針對結垢問題，可以采取以下三點改進措施：①水質凈化。潔凈的水質能有效地減緩結垢速率；②對出現的垢層進行清理，垢層的存在會加速結垢過程，清理垢層的措施有兩種，分別是通過高壓水沖洗垢層和通過化學物質溶解垢層，大多數油田單位均采用高壓水沖洗垢層的物理措施；③如果油田單位的資金較為雄厚，可以將井內的金屬設備換為防腐性能較好的不銹鋼材料或其他高科技材料。

2.3出砂問題的解決措施

出砂問題會對采油工程造成嚴重影響，因此施工人員必須要高度重視這一問題，加強對出砂問題的管理和防范。具體可以從以下兩方面展開，一方面要強化采油工程中的常規管理，嚴格按照要求進行施工操作，及時記錄好油壓、注水量等信息，并對數據進行分析以明確油井的吸水性能。出現異常情況比如油壓上升、注水量下降時，要及時核對數據，確認是否存在吸水性能方面的問題。另一方面，要切實掌握油井的情況，結合油井每天的油壓和注水量，分析其中存在的差距，并判斷油井所處的狀態。在此過程中需要充分考慮套壓情況，根據水平井套壓的標準進行注水，油壓和套壓要實現良好的結合。在油壓變化而引發套壓變化的情況下，變化值為正值能夠保證油壓和套壓的平衡。此時可以在瞬間增加注入量的基礎上保證上下串通無阻，可以進行對封隔器封閉性的檢測。如果是猛增注水量的情況，就要對兩個層進行吸水量分析，并判斷哪一級的封隔器出現了問題。對于出現問題的封隔器，要及時進行修復處理，避免出現出砂的問題。

3采油工程中注水工藝優勢

3.1改善地層壓力

通過注水工藝可以使地層的壓力保持在較高的狀態，使得驅油效率大幅提高，進而提高采油效率。在另一方面，對于直井而言，吸水強度較高，通過大幅注水，可以降低水驅速度，增加水驅波及系數，進而使采油效率提高。注水工藝在我國西北部地形復雜地區優勢明顯。

3.2改善地層裂縫

地層內存在熱裂縫屬于正常現象，但是熱裂縫的存在不利于原油開采，同時，我國很多直井內存在獨立裂縫，這主要是由于地層壓力分布不均勻所產生的，這種狀況也不利于原油開采，通過注水工藝，可以使地層壓力維持在相對平衡的狀態，使得原油開采效率大幅提高。

3.3近線性驅動

線性驅動有利于原油開采，但是由于很多油井所處的地形較為復雜，完全達不到線性驅動的要求，但是通過注水工藝可以使原油的驅動變為近線性的狀態，從而增加驅油效率，進而提高開采效率。

結語

綜上所述，在采油工程中的收尾階段，通常都會存在生產量減少，原有的粘稠度過大等現象，這些都可以采油注水的解決辦法解決。本論文對注水工藝中產生的出砂、結垢等現象問題作出了深入的研究，詳細的分析了注水井危害的形成過程和形成的原因，并且提出了有效的解決措施。采油工程中的注水工藝相對于油田生產而言具有至關重要的作用，作者希望本文總結的油井注水工藝對未來油井注水開采技術的發展起到推動作用。

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（作者單位：1大慶油田有限責任公司第七采油廠第二油礦；2大慶油田有限責任公司第七采油廠第二油礦；3大慶油田有限責任公司第七采油廠敖包塔作業區）