淺談如何解決水平井注水工藝中的技術難題

王沖平

摘 要：本文通過對管理區范圍內50口水平井注水工藝中存在問題的收集、分析和研究，提出了相應的解決方案，為油田采油工程發展貢獻了微薄之力。

關鍵詞：水平井 注水工藝 技術難題 解決方案

一、前言

注水采油技術作為國內外石油開采行業應用最為廣泛的采油工程技術之一，在勝利油田已有多年的應用和發展。近年，隨著水平井注水技術不斷創新和技術水平逐步提升，有效改善了低滲透油田或區塊的開采效率，同期內經濟效益提升顯著。

二、水平井注水工藝優勢調查

筆者對所在管理區運行中的油田區塊內50口水平井進行了數據采集及分析，總結了3項突出優勢。

（一）注水面積增大，水驅波效增強明顯

相對于直井而言，水平井因其水平段相對較長的特點，注水量上增加明顯，注水面積大，地層壓力控制方面更安全可靠;水平井沿程吸水強度大幅度低于直井，水驅速度較慢，水驅波效增強。根據筆者統計數據顯示，其中注入量前7位的水平井較一般直井驅油效率增加15%以上。

（二）熱裂縫發育充分

通過對以上水平井的注水數據采集分析，約90%的水平井產生了差異大、發育充分的熱裂縫，引發水注入速率發生較大變化。差異豐富的熱裂縫產生，總體上對提升水平井的注入速率有明顯的增強作用，對最終的驅油效率有顯著?增強。

（三）近線性驅動提升驅油效率

由于以上所述優勢，水平井注水工藝驅動模式接近線性驅動，線性驅動力與增強驅油效率提升。

三、水平井注水工藝存在的技術難題

筆者統計了50口水平井在一年時間內，注水過程中易出現的問題頻次，其中出砂問題頻次29個，套管破損頻次24個，結垢問題頻次13個。

（一）出砂問題頻次分析

經統計，出砂問題造成水平井異常發生的29個頻次中，出砂時間過短原因17個，出砂造成油層部位持續被掩蓋原因12個。

當以上出砂問題出現，沒有及時發現或及時進行處理時，隨著時間推移，套管整體結構受損，最終導致生產工作無法繼續進行。

（二）套管破損頻次分析

經統計，套管破損造成水平井異常發生的24個頻次中，注水方式不合理原因9個，水壓過高原因7個，鉆井方案存在問題原因5個，地層水中有機質含量超標原因3個。

當發現套管出現破損時，應立即停止施工并進行更換，以確保后續工作順利進行。

（三）結垢問題頻次分析

經統計，結垢問題造成水平井異常發生的13個頻次中，水平井注水作業過程中新物質與地層中原有物質發生化學反應而產生結垢原因7個，地下水環境和儲層環境發生變化使油井生產過程中引起物質變化并靜化學反應后產生結垢原因6個。

當水平井產生結垢，采油各系統逐步產生故障，同時影響日常油壓和注水量采集。因此，結垢問題是水平井注水工藝中影響最大的問題，也是最嚴重的問題。鑒于水平井調配困難，重新裝配煩瑣，一旦地層中管網形成結垢，水平井將無法運行。

四、解決水平井注水工藝中技術難題的措施

（一）解決出砂問題

1.數據采集工作規范化和流程化

通過嚴格數據采集工作流程和考核數據采集工作完成情況，來準確掌握并分析水平井吸水性能變化情況。將真實有效的數據采集收集后分析，第一時間發現油壓上升0.5MPa，而同時注水量下降明顯，就必須快速重新核對采集數據是否正確、真實，經核對后數據沒有問題，那就可以確定吸水性能出現問題，必須加以解決。

2.逐項排查解決問題

依據油壓和注水量采集數據，確認吸水性能出現問題后，通過逐項排查法解決問題。首先排查套壓情況，參照水平井套壓標準，當水平井套壓標準壓力差為0.7MPa時，水平井中油壓與套壓完美契合，如果套壓隨油壓變化而變化，且變化值成正比，說明油壓與套壓達到平衡。隨后，檢查封隔器密性，通過調解注入量瞬間值，讓上下之間暢通。當注水量瞬間增大時，通過吸水性對比可以看出哪一層封隔器出現了問題，并逐個對出現問題的封隔器進行維修或者更換。

3.以注水量曲線圖為依據

依據監控的實時數據，繪制注水量變化曲線圖，便于監控水平井下狀況，利于第一時間發現并解決問題。

（二）解決水平井套管破損問題

1.控制注水壓力

嚴密監控注入水壓，最大程度降低水壓對低強度巖層的侵蝕。同時，做好水平井的加固工作，保持水平井狀態良好，避免管道出現破損。

2.按標準選材

在標準范圍內，選取抗壓、抗擠和抗腐蝕性能強的套管材料，延長套管使用壽命，達到降本增效和作業安全流暢的目的。

（三）解決水平井結垢問題

1.提升注入水質

通過各級過濾措施，最大能力范圍內提升注入水的水質，降低套管腐蝕程度同時避免或延緩結垢，達到曾長套管使用壽命的目的。

2.及時清理未沉積結垢

對開始出現結垢但尚未沉積的結垢物質進行及時清理。常用方法有物理除垢和化學除垢。

物理除垢是通過高壓水設備射出壓力激流，將水垢沖洗掉。這種方式能夠有效清潔水垢，除垢效果明顯，同時具有耗費時間短、投入成本較低的優點。工作流程是：啟動柱塞泵，水流被施加壓力后經過經物理改裝的特制水嘴，最終將水垢沖擊干凈。還有一種升級版物理除垢方式，是碎石除垢。原理一致，只是高壓水中混合了一定比例的碎石，碎石和高壓水一起作用于水垢表面，輕松地將水垢清理干凈，后碎石隨高壓水流出去，完成除垢工作。

化學除垢是：首先提取并分析水垢主要組成成分，根據水垢成分調配對應的化學試劑，讓化學試劑與水垢充分反應，并最終生成水和其他可排出物，最終通過水流帶動，一起排出管道。

3.管材防垢

近些年，隨著采油工程技術的不斷進步和發展，一批具有防腐蝕、防結垢的新型管道材料先后被應用于現場，杜絕了結垢問題的發生，但階段存在的問題是在造價上成本相對較高。

五、結語

筆者通過管理區運行范圍內50口水平生產井注水工藝中存在問題的收集、分析和研究，提出了主要問題的解決思路和方案，為采油工程發展貢獻了微薄之力。但，我們都應該清醒地看到，采油工程是一項系統性的復雜工程，注水工藝中存在的待解決的問題依然有很多，希望隨著科學技術的不斷進步，我們石油工作者共同努力將問題一一化解，共同推動采油工程技術的進步。

參考文獻

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[2]張成.淺談采油工程注水工藝的研究[J].中國石油和化工標準與質量，2016，（9）.