注聚后續注水井防返吐工藝技術的應用

栗攀(河南油田采油一廠，河南 南陽 474780)

0 引言

聚合物驅三次采油技術已成為雙河油田穩油控水的主要手段，隨著聚合物驅注入段塞的相繼完成，注聚井的后續水驅工作，又成為鞏固聚合物驅效果的有效措施。目前，雙河油田的北塊Ⅱ5、438塊、Ⅲ油組及Ⅵ1-3油組的四個區塊，在實際生產中，注聚后續水驅注水井，經常出現聚合物的返吐，嚴重影響著注水井的正常工作，進而影響著整個區塊的生產狀況和開發效果。因此，做好注聚后續注水井返吐防止工作，是當前雙河油田生產中亟待研究和解決的問題。

1 注聚后續注水井返吐造成的危害

1.1 分注困難

目前，雙河油田四個區塊由于注聚后續注水井聚合物的返吐，使部分注水井無法按地質方案的要求及時實施分注，進而造成整個區塊注水開發效果變差。

1.2 注水效果差

從近年來轉水驅的兩個區塊情況看，注水井在正常注入過程中，由于聚合物的返吐，容易造成偏心水嘴堵塞。使分注方案不能得到有效實施，造成注水效果變差，進而影響著整個區塊的開發效果。

1.3 測試遇阻遇卡

轉水驅后，由于聚合物的返吐，造成油管內返吐聚合物及其它雜質增多，使測試過程中，下井儀器遇阻遇卡頻繁。

1.4 封隔器失效

分注井封隔器失效，除井下套管腐蝕變形等原因外，主要是洗井過程中地層返吐物通過反洗套進入封隔器反洗通道，卡在反洗凡爾處，轉注后反洗凡爾關閉不嚴，導致上下注水層通過反洗通道串通，使封隔器失效。

1.5 重復作業井次增多

由于聚合物的返吐，在正常測試過程中經常出現測試儀器下不去或掉、卡現象，造成作業井次增多。

2 注聚后續注水井返吐原因分析

注聚合物過程中和注聚后轉水驅時，返吐聚合物和返吐出砂現象也比較嚴重，地層返吐物包括殘留聚合物、聚合物團塊、聚合物凝膠團塊、機雜顆粒、地層砂等。

2.1 注入溶液性質的變化

聚合物驅與水驅相比，增加了注入溶液的粘度，注入溶液的性質也發生變化。而聚合物溶液在巖石孔隙中的流動又有滯留現象，其滯留有兩種形式，一種形式是吸附，吸附是指聚合物通過彌散力、氫鍵等作用力而濃縮在巖石孔隙結構表面上的現象。另一種形式是捕集，形成高壓聚合物溶液的富集區。

2.2 地層物性的差異

聚合物驅采油在注聚階段，單井大都采用全井籠統注入的方式。這樣由于地層的滲透率不同，地層對聚合物溶液的吸收能力也不同，溶液就優先進入高滲透層，隨著注入的深入，這種現象表現的就更為突出。那么，在低滲透層的近井地帶就會富集大量聚合物溶液。

2.3 注入壓力的波動

由于在注入過程中，不可避免地會產生注入壓力波動，甚至井口完全卸壓情況。經過分析，認為造成后續水井聚合物返吐的機理是：層內物性差異大，啟動壓力差異大。注聚時低滲透層聚合物推進慢，在近井地帶形成高壓聚合物富集區，而高滲透層推進快，轉水驅時往往是低壓層。當井口卸壓時，低滲透層的高壓聚合物就會向井筒轉移，形成返吐。

3 防返吐工藝

3.1 防返吐分注工藝

3.1.1 技術原理

采用封隔器進行層間封隔，防返吐偏心配水器控制分層配水，防返吐剪切控制器下井后正對返吐層，油管蹩壓坐封封隔器，投撈調配注水過程中，防返吐剪切控制器的雙向皮碗憋壓后控制開啟，將射孔井段卡封，雙向皮碗和過濾襯管將地層返吐的團塊狀聚合物阻擋在過濾襯管和套管組成的環空內和地層內，在過濾襯管形成阻擋濾層，防止壓降過快，防止聚合物返吐大量進入井筒。

3.1.2 技術特點

(1)分注管柱通過對返吐層建立阻擋濾層，能夠控制地層壓降速度，防止大量返吐聚合物和地層砂進入環空和油管，防止堵塞管柱。(2)分注管柱能夠在設定壓力下反洗井，提高分注有效期。(3)分注管柱能夠減緩聚合物返吐和返吐出砂，當需要降壓大時應控制泄壓速度。

3.2 地面防返吐工藝

3.2.1 技術原理

注水井井口單流閥，又稱逆止閥，由復位彈簧、閥體、閥座、聯接頭組成。正常注水時，進水端壓力推動彈簧壓縮，打開流通通道，實現注水。當地層壓力大于來水端壓力時，彈簧自動回位，關閉流通通道，防止地層水回流。

3.2.2 技術特點

(1)聯接頭采用卡箍聯接方式，安裝、拆卸方便。(2)反應速度快，性能可靠。(3)價格低，投入成本少。

4 防返吐所做的工作

注水井在日常管理和操作中，對于出砂、返吐嚴重的井，重點是減少井筒壓力波動，開關閘門要緩慢平穩，嚴禁放空和強行泄壓，嚴格執行洗井、測試、作業相關管理規定。幾年來，注聚后續水井返吐問題一致困擾著三采后續水驅的生產管理工作，為此我們也做了大量的工作，取得了一定的效果，主要做法如下：

4.1 加強日常管理

在日常管理中，經過幾年的實踐，通過采用“減、控、延、關”四字管理方法來防止注水井注入壓力的波動，減少注水井返吐的機會。即：要求各站在管理中盡量減少停注、放溢流的機會；通過對各井測啟動壓力，洗井采用“控壓洗井”法；合理延長后續注水井的洗井周期，由3個月延長到6個月；要求值班工人按時巡檢，當發現來水壓力低于某井的注入壓力時，馬上關閉該井注水閥門。

4.2 控制泄壓速度

注水(聚)井作業前有溢流時，先關井至井口壓力平穩，后開井放溢流，開始2h 溢流量控制在2m3/h 以內，以后逐漸增大，最大不超過10m3/h，井口壓力降至1.0MPa 并穩定為止。

4.3 保壓洗井

對出砂井、返吐井洗井時，實施控壓洗井，確保在洗井壓力略高于地層啟動壓力的狀態下洗井。對返吐特別嚴重的注水井，可以先大排量洗井，然后再保壓洗井。

洗井流程切換操作時嚴禁油、套壓急劇變化波動，反洗井操作順序：打開來水側套管閥門→關閉來水側油管閥門→微開洗井液回收閥門→打開返出側油管閥門→調節洗井液回收閥門，洗井結束時按相反順序倒回；正洗井操作順序：打開返出側套管閥門→調節洗井液回收閥門，洗井結束時按相反順序倒回。

4.4 井下防返吐分注工藝

2018年11月17號，在返吐嚴重的3-23井上安裝了防返吐偏心配水器。但在2018年12月份的測試中，測試儀器由于井下聚合物返吐仍下去，于12月29號重新作業。說明該措施效果不好。分析主要原因是：彈簧與地層壓力配合不好造成的。

4.5 投球作業

該措施主要通過改變井下管柱、作業程序及洗井方式，以防止聚合物返吐對測試的影響。但在實際應用中，出現了一些問題，主要表現為：投球座封不順利。原因是：作業下管柱時，管柱內有雜物；作業、洗井、投球、測試銜接不好。

5 結語

注水井防返吐工作是一項系統工程，任何一個環節出現問題都可能影響全井治理效果，需要統籌兼顧，持之以恒。通過采取防倒流分注工藝，控制了地層泄壓速度，一定程度上防止返吐聚合物和防止返吐物進入油管，減少水嘴堵塞和投撈測試遇阻現象，延長分注有效期。通過采取防返吐剪切控制器防返吐分注工藝，控制地層泄壓速度，將返吐物控制在地層內，防止大量返吐，減緩地層出砂。地面控制泄壓速度在防止返吐方面具有重要作用，必須嚴格按規程操作。對于聚驅后水驅井，在反洗井前和施工作業前，宜關井擴壓一段時間后緩慢泄壓，防止地層大量返吐，減緩地層出砂。