低滲透油藏的注水工藝技術研究

陳 珂，寧旭波，姚靜萍

（1.西安石油大學，陜西 西安 710065；2.中國石油長慶油田分公司采油六廠，陜西 西安 718500）

在全球經濟一體化加速發展的新形勢下，石油行業也邁入了新的發展時間。但與其他行業不同的是，我國的低滲透油藏較多，且隨著我國油田進入開采的中后期階段，對開采技術與管理提出了更大的挑戰。一方面是市場的高需求，另一方面是開采的高難度，企業如何在這兩高之間利用有效的技術和管理手段實現高采收率，是目前亟須面對和解決的問題。本文就低滲透油藏的特征進行分析，并提出如何加強低滲透油藏的注水工藝研究和管理，并就進一步提高采收率的方法進行分析【1-2】。

1 低滲透油田的主要特征

低滲透油田是指油層儲層滲透率低、豐度低、滲流阻力大、連通性差、單井產能低的特殊油田。這種油田的特點是采油及注入劑注入都非常困難，因為注水開發是我國目前主要的開采工藝之一，一旦油藏無法順利有效的注水，將直接導致采收率降低【3-4】。低滲透油田的開采技術瓶頸在于油藏的儲層物性較差，而且還可能存在著一定的天然裂縫，如此就導致了滲透環境的更加復雜化，大大影響了開采效率，降低了產能。目前低滲透油田滲流阻力大、產能效率低是世界性難題。因此，注水工藝技術的研究與應用對提高低滲透油田開發效果具有重要意義。

2 影響注水效果的因素分析

影響注水系統效率主要受水質、設備、操作流程等因素的影響。隨著油田開采年限的不斷增加，油藏地質日益復雜化，影響低滲透油藏注水效果的原因是多方面的。有水質的原因，有注水工藝的原因，也有注水設備的原因等等，具體表現如下：一是注水水質的原因，注水過程中，注水水質會經過注水站先行處理，如果水質中的油含量較高就會給水處理設備造成極大的負擔，導致處理的過程及效率極為低下；二是注水設備的問題，注水設備包括注水罐，水質在處理的過程中需要經過沉降，如果注水罐的容量不夠大的情況下，就會導致沉降時間不夠而造成水中的雜質、顆粒以及各種懸浮物的處理達不到注水水質的要求，導致后續的注水效果大打折扣；三是注水罐的清潔方式不合理，清潔方式不合理就會導致清潔不徹底，這樣就可能使注水水質產生再次被污染，導致前期的水處理工作功虧一簣，使得注水質量難以達成預期效果；四是設備的因素，一方面是由于小排量離心泵機組效率低，壓力不夠，無法有效注水。另一方面設備設計能力與實際生產能力不匹配，設備運行工況達不到較好的水平，在管網效率方面，受到了閥控損失影響和管線壓降損失的綜合影響，導致注水效果受到影響。

3 提高低滲透油藏注水效果的策略

3.1 加強注水水質處理過程的監測

良好的水質是保證低滲透油藏有效注水的前提，所謂 “注好水”就是指注入水的水質要嚴格合乎標準，這樣不僅能有效降低注水設備的負擔，而且能有效提高注水的效果。對水處理過程進行監測，要從源頭開始，利用先進的監測系統，完善的注水管理制度，雙管齊下。一是從水源著手，選擇高質量的注水水質；二是注水站的流程工藝要符合水處理的要求；三是對配水、注水過程進行實時監測和實時調控，及時發現注水過程中的問題，并采取有效的手段進行及時的處理。四是對沉降罐進行優化，科學合理的罐體等硬件的設計是保障有效注水的強有力支撐。

3.2 對井下工具及測調工具進行改進

為進一步提高注水效果，需要對打撈測調工具和封隔器等井下工具進行技術改進，一是改進封隔器的擴張、壓縮、解封方式，使其質量得到顯著提升；二是涂層的方式以不銹鋼管、噴涂環氧粉末取代敷涂樹脂，防腐處理用噴砂處理替代化學處理，保證高質量的前提下也兼顧環保性能。

3.3 加強注水隊伍的專業能力建設

人是注水工藝實施與操作的核心所在，注水技術人員的專業能力與注水效果有著直接的聯系。所以，加強注水隊伍的專業能力建設也是保障有效注水的重要途徑之一。首先，要針對低滲透油藏的特點，注水工藝要求對操作人員進行技能培訓，對注水過程的具體操作、質量要求等方面的專業技能進行專門的培訓，使其對注水的一系列流程有清晰的理論認知，能更好的適應崗位；其次要對注水過程中可能出現的問題，以及突發狀況的處理措施進行培訓，一旦發生類似的情況的時候不至于茫然不知所措，而是能迅速的采取對應的措施進行解決，以保證注水的有效性與連續性。從理論與技術兩方面保障有效注水，提高采收率。

4 低滲透油藏注水工藝技術的應用

4.1 納米降壓增注工藝技術

納米降壓增注工藝是針對低滲透油藏的新興注水技術，其原理是通過納米材料與巖石表面羥基相結合并吸附于巖石表面形成超疏水界面后產生水流表面的滑移效應，以此來減弱水流阻力，延長增注的有效期，一定范圍內納米材料的粒徑越小所產生降壓增注效果越明顯。在一定程度的滲透率、含油飽和度范圍內通過采用納米材料降壓增注工藝能夠取得最佳的增注效果，事先采取酸化預處理工藝去除巖石表面碳酸鹽礦物，能更好的提高巖石對納米材料的吸附活性，提高增注效果。

4.2 分層注水防砂技術

分層注水防砂技術采用偏心注水管柱配水器的工作筒中加入單流閥結構，能有效避免泄壓或洗井作業后造成地層返吐和出砂而使水嘴堵塞、注水管柱砂埋等影響分注的情況。正常注水時，注入水壓縮彈簧后通過單流閥進入地層，在停注或壓力波動時，地層液流無法倒流至井筒，進而實現注水井防砂的目的。除此之外，單流閥結構還能提高洗井效果，有效減少洗井過程中的短路現象，通過加強易出砂注水井的管理與采用防砂工藝技術雙管齊下，能較好的提高采收率。

5 低滲透油藏注水技術和設備的發展方向

5.1 優化注水設備，提高注水泵機組效率

注水系統效率的高低與注水泵機組有著直接的關系，目前注塞泵的機組效率普遍在78%左右，一般的高壓離心泵的機組效率不超過66%；所以選擇高效注水泵是提高低滲透油藏注水系統效率的重要保障。在此情況下，可以停用離心泵，增開注塞泵的方式，通過注塞泵運行的臺數來調節注水量，實現增注節能的目的，注水泵優化運行后，注水泵機組效率和注水系統效率指標大部分達到石油行業標準中規定的指標。

5.2 注水實時監測與控制技術

由于低滲透油藏注水的變化性與差異性，即使注水基礎較好的油田仍然面臨著分層注水量變化快的問題，已經分注并達到油藏配注方案的井，由于層間差異，注水量并不穩定，動態合格率低。因此，注水技術向著現代化智能化方向發展，通過對井下狀況進行實時監測和自動控制方向，由電池、控制器，溫度監測，壓力監測，流量監測，執行器，天線等組成的智能配水器應運而生，通過智能配水器實時監測并存儲井下溫度，壓力和流量數據，同時依據預設配注方案和實時監測的分層流量結果，通過微電機按指定周期調節配注閥開度，實現配注量的自動控制。井下智能配水器存儲的長期監測數據通過通訊短節以短距離無線傳輸方式傳送到地面，為高產、穩產提供有效的技術支撐。

6 結語

石油作為一種戰略性的能源物質，對我國各個行業領域的影響可想而知。說其關乎國計民生，也毫不為過。雖然近年來，屢有新聞媒體報道說我國某處某地又發現了大量的油氣儲備，但是，從開發到開采這期間仍然有一個漫長的過程，為了實現注水工藝的有效應用，就必須在注水技術的研究上下狠功夫，通過針對低滲透油藏的具體特點，應用科學的注水技術，提高注水的質量與效率。這樣才能夠為提高采收率打下堅實基礎，使石油的開采與生產跟上市場的需求。