采油工程中水平井注水工藝分析

周澤晟 陳婷婷

摘要：現代化社會的發展，使得石油資源需求量愈加增多，為了滿足供給需求，我國采油工程項目規模逐漸擴大。其中，水平井注水工藝的應用大大提升了采油工程的石油開發效率。因此，本文對采油工程中水平井注水工藝的應用優勢、存在的問題及防治對策展開了論述，以供借鑒。

關鍵詞：采油工程;水平井;注水工藝

前言：經濟技術水平的提升，加快了城市化的建設進程，使得石油資源的應用更加頻繁。因此，在科學發展觀的前提下，如何最大程度滿足采油工程需要實施更高效率的施工是當前的一項關鍵任務。而水平井注水工藝的應用，在實際施工中發揮著重要作用，這便需要進一步優化該施工工藝。

1、水平井注水工藝的應用優勢

水平井是指井斜角等于或接近90°、井眼軌跡近乎水平，透水段管道水平放置且與油層相平行的集水井，通常情況下應用于薄油氣層、裂縫性油氣藏，以增加油氣層的裸露面積為采油工作提供便利[1]。與以往采油工程中應用的存在較多問題的直井注水工藝相比，水平井注水工藝具有更高的應用價值與經濟優勢。

1.1注水井段長

水平井具有注水井段長的優勢，其注水工藝在低滲透油藏中的應用效果更佳，有利于增加注水量并擴大注水面積，更好地控制其內部壓力。同時由于其注水效率高，可有效增強水驅波加快水驅速度，推動采油工程順利施工并降低生產成本。

1.2改善地層裂縫

在采油工程中常會產生許多裂縫，再加上地層壓力的不均勻特性，進而影響采油工程的開展以及采油質量等。而水平井注水工藝具有注水速率變化較快且注水效果好的優勢，可以提高水平井和整個井之間泄油的均勻性，使得兩邊的壓力值均勻分布于各井段的泄油位置處，有效彌補裂縫帶來的不利影響，提高采油效率增加石油采收量，可以為企業創造更高的經濟效益。

1.3近線性驅動

線性驅動有利于提高采油效率。但由于許多油井處于地形地勢比較復雜的地區，導致一些采油區域缺乏線性驅動條件，加大了采油工程的施工難度。水平井注水工藝的實施可發揮其注水井段長、熱裂縫豐富的特征作用，使得注水速率發生較大變化，類似于線性驅動，有利于提高驅油效率。

2、水平井注水工藝中存在的問題

2.1套管破損現象

水平井套管破損是采油工程中常發生的一種狀況，造成這種問題的原因較多，主要有：其一，前期的井下鉆探工作實施不到位、不科學，導致固井質量未達到施工要求，尤其是一些地應力較為復雜、施工難度大的區域，更容易給固井工作造成不利影響。其二，由于水平井注水工藝中注水速率變化較大，會加大注水壓力的波動，特別是在進行高壓高排量的注水作業時，水平井套管應力會隨之變化，當其應力不足以抵抗外力作用時，便會出現變形甚至破損的情況。其三，設備的生產參數和質量、水平井套管參數和質量不達標也會引發套管破損，如自噴設備、采油機械等。其四，地層水中有機質含量超標、人為操作失誤引起的套管破損。如設備操作不當、注水過程中水壓控制或施工方式不當、施工過程監督不到位等。

2.2出砂問題

水平井出砂問題常會給采油工程的開展造成極大影響。而影響出砂的原因主要有：其一，井筒和射孔孔眼不穩定。其二，巖石強度、膠結情況、地應力、注水速率、套管質量、外力、油井見水等都會影響水平井的出砂量和出砂時間。例如，若油層流體流速增大到一定程度，便會使其孔道中尚未膠結的砂粒出現移位，并逐漸少量出砂。當流速進一步加快，出砂量也會隨之增加，嚴重時便會破壞井下巖石結構和砂質。當采油工程中出砂時間偏短時，易使油層出現持續掩蓋現象，會加大施工風險。

2.3結垢問題

水平井出現結垢現象會嚴重影響注水作業效率以及低滲透油層的地面集輸系統。當該系統管壁存在結垢問題，管壁會逐漸出現腐蝕現象，甚至引起管道破裂、漏油等狀況，最終使整個采油系統發生故障。同時，還會嚴重影響采油工程中水平井注水工藝相關數據的采集，如日常油壓、注水量等。此外，結垢不僅阻礙水平井的正常應用，還會造成地層原油污染現象。出現結垢問題的主要原因有：一是地層原有物質與施工中的外來物質發生化學反應引起結垢;二是施工區域地下水和油儲環境導致某些物質發生質變，生成的沉淀物逐漸堆積于地下管網中引起結垢[2]。

3、水平井注水工藝防治對策

3.1套管破損防治對策

在水平井注水工藝實施過程中，一旦發現存在水平井套管破損情況時，應立即停止施工，調查具體破損程度等后再處理，以免引發安全事故。而要想避免出現水平井套管破損問題，第一，根據當地地形等采取科學的鉆探技術做好井下鉆探作業，從而為水平井注水工藝的實施奠定基礎。第二，加強對油層泥巖層的治理力度及注水壓力的控制力度。選用失水量低、粘度高的泥漿，并嚴格掌控泥漿配比，以達到穩定孔壁巖石的效果，并清理其中的障礙物。在水平井注水工藝中，加強水質檢查，避免含有太多雜質損壞套管，并提高水流注入的科學性，以免侵蝕破壞易受損的夾層。同時，要做好油井的加固工作，一旦發生套管破損問題時可以發揮預防作用。第三，嚴格按照生產標準規范施工設備、套管的生產參數，提高設備與套管的質量。選用符合國家標準的、本身材質好的、較為先進的、抗壓性能強的設備與套管。第四，降低人為因素帶來的不利影響。施工人員應嚴格按照施工要求開展水平井注水工藝作業，避免出現操作不當等情況。

3.2出砂問題防治對策

在采油工程中，為確保水平井注水施工工藝的順利開展，相關技術人員應密切關注和記錄出砂情況，以便在出現異常時根據數據分析情況及時采取針對性措施加以解決，以免破壞水平井套管結構等，促使采油工程順利進行。在出砂問題的防治上，首先施工人員應規范日常操作，并重視相關數據資料的收集與及時記錄，全面掌握水平井注水施工情況，以便為工作改進提供依據。其次，為確保水平井注水工藝順利施展，應提前對水平井下的環境等進行全面勘測與綜合分析和統計，如水平井的油層、注水量變動情況，若套壓與油壓呈正向變化關系時，則可說明二者相契合并無出砂問題出現[3]。最后，記錄好水平井注水層的注水壓力、注水量等數據，利用信息化技術繪制相關曲線圖，以便根據曲線變化快速判斷是否出現出砂問題。

3.3結垢問題防治對策

在施工前，要針對水平井注水工藝中容易出現的問題對相關施工人員進行培訓，以便增強他們的重視和責任意識的同時，提高其解決問題的能力并減少操作失誤。對于影響甚大的結垢問題的防治，首先應保證水平井注水工藝中的水質達標，加強雜質的檢測，并借助有效的凈水設備去除雜質。其次，當已然出現結垢問題，便先要分析出其具體原因，查看結垢形態。若沒有形成沉積便需及時進行處理，可利用機械設備進行物理除垢，如用高壓水流沖洗地面集輸系統管道等結垢區域，或利用化學除垢法，科學配比化學試劑，通過產生的化學反應達到溶解結垢的效果。最后，為防止出現結垢現象或在清理結垢后，在水平井注水工藝中可以選用防結垢性能好的注水管，或在資金允許的情況下更新、置換相關的設備，如將水平井注水工藝所需的金屬設備換成具有強抗腐蝕性的不銹鋼設備等，減輕結垢問題的同時避免造成環境污染。

總結：水平井注水工藝在采油工程中具有很高的應用價值，因此，要想提高采油效率和質量，還應不斷優化水平井注水工藝，結合具體實施中容易出現的問題制定改進對策，以減少施工故障的發生，從而滿足我國可持續發展戰略目標的需要，為石油行業創造更高的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]張兵兵.采油工程中水平井注水工藝存在問題及改進措施探析[J].化學工程與裝備，2019（12）：41-42.

[2]吳勇飛.探析采油工程中水平井注水工藝[J].化工管理，2019（31）：49-50.

[3]楊震，龔知遠.探析采油工程中水平井注水工藝[J].化工管理，2020（06）：190-191.