低滲透油田注水開發工藝技術分析

陳小嬋(中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第十一采油廠，陜西 西安 710021)

0 引言

隨著中國社會主義經濟的不斷發展，人們對石油的迫切需求也日益增加。低滲透性儲層目前資源比較豐富。只有高效地開發低滲透性儲層石油資源，才能最大限度地合理利用中國的石油資源，增加石油戰略儲備，同時改善市場供應不足的問題[1]。

1 油田現狀

1.1 地質特性和物理特性

低密度滲透海水油田油井縱面局部油水資源分布復雜，油井內局部油水滲漏現象普遍，這極大程度地加大了油水布井和滲透油田自身油水開發的工作難度。儲層砂體粒徑越小，油氣田開發井網水驅控制效果就越差。

油田技術開發的主要目標為優質富油層，屬低滲透率的油藏，滲透率約10×10-5μm2左右，孔隙度約15%，油層滲透物性不理想，油井產能必然會降低。事實上，大約35%的原油注水井每天累計注水量平均不足5 m3，四分之一的注油井不能具備保證預期儲油量的能力，開采持續時間往往需要超過半年，這對油田生產造成了很大的影響，從而進一步影響了整體的產量[2]。

非均勻、孔結構是低滲油田的物理特征，一般而言，非均勻性油田的開采產能總體上都很差，采油縱橫物性差異較大，一般在5%～30%之間。研究結果表明，國外用于低滲砂巖油藏的平均孔隙度為10.42%，我國為11.5%。低滲油藏結構按孔隙度進行劃分可以細分為高孔型和低孔型兩類，前者主要含有微淀粉顆粒砂巖、極細顆粒砂巖，埋層沉積深度淺。

1.2 油田開發過程中的安全問題

石化企業中，最常見的安全隱患是設備老化所引發的安全性問題。因為油品生產過程的特殊性，油品加工難度本身就大，風險相對較高，對設備的損害就要比其他生產工藝更大。在石油生產經營過程中對生產設備有很高的技術要求。在這一背景下，一些石油企業因長期不能真正做到例行維護，周期性對石油生產設備定期進行檢查、維修和更換，將不可避免地導致生產設備的持續性老化。近年來，有相當一部分事故是生產過程中設備的老化問題造成的，再加上自然環境中的溫度過高，會導致原油燃燒或爆炸等危險事故。

1.3 資源利用不足

在石油開采過程中，泵送效率往往不能滿足需求。輸油泵作為石油輸送的核心單元，對石油輸送能力的大小起到決定性的作用。一方面，輸油泵的動能轉換效率決定著開采過程中石油的傳輸效率；另一方面，在開采后，原油的輸送過程也需要依賴輸油泵來進行對各個加工部門的配給。所以，如果輸油泵的資源利用不足，會在很大程度上影響石油加工的整體效率。另外，輸油泵作為長期工作的部件，需要及時地進行養護，在使用過程中，要制定合理的生產計劃，通過合理調配現有硬件資源，使輸油泵的泵送效率達到最大，從而減輕資源利用不足問題帶來的影響。

能源損耗過大。如在集輸生產中，輸油管經常出現結垢，使輸油管表面平整度下降，這就導致輸油生產過程中遇到的阻力增大，產生不必要的輸油動力損耗和能量損失。

2 石油注水工藝升級的具體措施

2.1 超前注入

實踐表明，低滲透油井注水有助于提高原油產量，改善油藏質量，使油品有較大提升。但超前注水將使油田油層壓力降低。因此，這一過程的實施初期效果較為明顯，但后期由于超前注水技術的不成熟和水量控制不當等問題，會造成油田局部塌陷不穩的現象，進而影響到油田中后期采油工的順利實施。

2.2 同步性注采方法

一般而言，油層內的自然能量含量較低，因而導壓性能一般較差，在進行注水開采時，為了保證地層壓力，必須盡量降低由于滲透性所造成的不利影響，在采油的同時，同期進行注水作業。

2.3 高注采比注入法

有關資料表明，目前國內很多油田試驗區注水周期都在30個月左右，且每年注采比超過2.5，且在地層壓力達到飽和壓力標準后，才能取得良好的注水效果

2.4 井網方式的調整

一般認為，井網水驅控制與油藏開發關聯較為密切，實踐證明的確如此。在生產作業過程中，井網水驅控制被認為是同步注采油層的關鍵，所以通常需要把砂體分布的面積、井距與注采比的相關數據量進行確認，找到這些值的關聯關系；另外，還要及時調整井網水驅控制的力度大小，以保證其運行過程中的適度與穩定性。井下注采距離與水驅控制度的相關性往往關系到施工作業的質量。井下工作人員還需要對井網數量進行適當的調控與把握，從而達到提高低滲透油田的產能的目的。

2.5 裂縫注水方式

在開采過程中，油田塊裂縫的情況時有發生，裂縫往往沿東西向不規則分布。按照慣例可通過反九點井網的方法進行處理，通常需要嚴格控制井口與裂縫間的夾角參數，一般取11.5 °為宜。另外，在進行注水作業時，要嚴格按照工藝流程，將注水口沿裂隙的延伸方向推進，整個過程應保持均勻的輸送水速率。實施過程中還應觀察裂縫的具體位置，并及時記錄不同時刻的參數變化，從而實現在注水拉水線以及裂縫的兩側精準驅油，進而達到提升油田注水效率的目的[3]。

2.6 注采調控

目前，中國已經擁有很多大型油田，如河南、勝利、漢江油田等，這些油田均為我國獲取石油資源戰略儲備的重要采集地，但國內很多大型油田的勘探開發已開始進入中后期。對這類中、后期油田而言，開發油田將增加成本。目前國內大部分油田所產的油品較差，且埋藏過深，開發過程中需要大量的資金投入。即便是增加了投入成本，所開采的原油仍不能達到加工需求。所以，在油田開發中后期，要注意在增產技術上的開拓和創新，以注采調控技術為創新的第一個橋頭堡，對油層結構進行一些改進和修復后，在采油過程中加強采油調節技術的實際運用。采用注采控制技術，可有效改善油層開采狀況，使油層開采形勢得到較大改善，繼而使采油工作順利進行。

2.7 注水水質處理技術

石油開發注水法，是通過油田注水點將處理后的水注到油層，這對水質處理的工藝要求就較為嚴格。而在實際操作過程中，油田油喉點位置很小，不利于注水工作的開展和實施，而且經常因注水時的水流、水質等問題而導致堵塞，從而影響到后續工作。需要在注水之前進行合規處理，并對將要注入的水進行嚴格的水質檢查。如果不能將合格的水注入油田中，則會加大低滲透油田的開發難度。

在油田中、晚期石油開采增產作業中，容易發生油田堵塞缺水現象，這將極大地降低油田的中期資源綜合利用率，此時可考慮采用混合氣吞吐技術，通過氣體加熱，產生一定量的氣體蒸氣，改變其中的溫度波動狀態，使進入油田的氣體流動量和黏度大大減小，增加氣田油流的運動流速，提高油田地層降水壓力，從而可以達到最大增產的效果，這大大地改善了油田中期堵塞現象造成的資源利用損失嚴重的情況。

油田資源是有限的，在大規模開發的情況下，很難維持當前所需。持續高效開發油氣資源，必然需要合理規劃開采計劃，過度開采會使油田中晚期問題加重。因此，應在提高油田資源利用率的前提下，盡量采用最優策略開發油田，以降低生產成本，并使油田資源得到最有效的利用，這也是注水處理工藝技術的意義所在。

2.8 分層注水工藝技術

在理想狀態下，注水工藝可以很大程度上提升產能及生產效果，但在實際開發過程中，經常受地質、地形等外部環境因素的影響，導致油田開發效果不佳。采用分層注水工藝技術，可以有效地促進油田開發，提高油田產量。分層注水法可有效利用地質結構的特點，將水注入至油層的膠體結構，使水對膠體結構有一定的應力影響，從而增加油層間隙，減少流阻，提高中后期油田的資源綜合利用率，使石油產能有所提高。

2.9 持續加強技術創新研究

油田開發中后期會出現很多問題，主要由于缺乏專業技術人員的技術支持，從而出現在油田開發過程中的技術應用不夠完善、關鍵技術應用效果不佳等問題，最終導致資源利用率下降。為此，政府應加大科技研發力度。未來，在中國國有油田研究開采創新技術的過程中，應大膽地對創新技術進行實踐，通過實踐檢驗技術的適用性、可行性。同時，提高對低滲透油田開采相關知識的普及程度，提升基本掌握程度和操作員熟練程度，在此基礎上，對創新技術的認知度、認可度也應提升，找到切實解決問題的好辦法及創新方法，從而可以更有效地實現石油資源的綜合利用[4]。

3 結語

綜上，在油田開發過程中，應當將有效的科學技術與其它新型技術相結合，以降低注采工藝給油田開采帶來的不良影響，實現高效地原油開采，提高油田的產能效果，同時減少目前油田所面臨的問題，使中國低滲透油田開發技術逐漸走向成熟。