浅谈改善注水井工况的措施

陈世文

摘 要：以深入研究注水欠注的原因为基础，制定出具有针对性的治理措施，从而对注水效率进行大幅提高。对于调配困难和层间差异大而产生的欠注层，主要运用调剖堵水和重分层的方法来解决；对于渗透率差异和油层物质性产生的欠注层，主要是运用酸化降压同时辅以单井增压的方法来解决；对于因为后期堵塞而产生的欠注层，由于堵塞类型的不同，从而分别采用缓硝酸酸化和常规酸化等一些化学解堵工艺以及水力压裂等一些物理解堵方法来解决。

关键词：注水井；调剖堵水；酸化；水利压裂；

一、调剖

调剖由于有了高渗透层的封堵对注入压力进行了提高，从而对采收率进行了提高。由于提高了水的注入压力，所以水可以很容易进入到高含油饱和度的低、中两个渗透层，对波及系数进行提高，从而导致了采收率的大幅提高。

堵剂能够进入到含油饱和度很低的高渗透层中，由于堵剂比水具有更低的流度，所以堵剂相对于水而言具有更好的流度比。因此当高渗透层中有油时，堵剂就可以将这些油带出，从而防止其留在封堵区域中。所以，调剖并不会使油大量地堵在底层而导致无法采出。

二、压裂增注

压裂是注水井是增注的主要措施之一。其工作原理为通过放置于地面的高压泵组把高粘液体在远远超过地层的吸收量的范围的情况在注入到井中，使其在井底形成高压，一旦井壁附近的地应力以及地层岩石的抗张强度小于这个压力时，井壁附近的地层区域就会产生一定的裂缝；接着向井内注入含有支撑剂的携砂液，当裂缝不断增加并扩大时，支撑剂就会填入到裂缝中，当井关闭后，支撑剂就喝裂缝闭合，这样在井壁周围的地层中就会产生具有几何形状以及具有较高疏导能力的填沙裂缝，从而能够达到增注的效果。

产生的裂缝可以起到降低井底附近地层中流体的渗流阻力的作用，而且可以对流体具有的渗流状态进行改变，将之前的径向流动转化為流层在裂缝中近似的单向流动，裂缝和井筒之间的单向流动，把径向节流导致的损失减少到最低从而提高了能量的利用率，所以就能够在很大程度上提高注水井中的注水量。

（1）普通压裂

普通压裂只对吸水系数低而且注水压力高的严重污染层和低渗透层产生作用，但是在目的层中一般都会用到封隔器进行卡开。其压裂规模（即施工参数）应当根据需要，经过设计计算来确定。

（2）多裂缝压裂

通过多裂缝压裂的运用可以将多油层层间差异大、层内岩性差异较大或油层较厚等层次间形成多层增注，从而对层间的关系进行改善。

若注水井并没有射孔，就可以运用限流法压裂的方法达到多层完井增注的效果。如果注水井已经射孔，就可以运用投暂堵剂来达到多层改造的效果。工艺过程跟油井裂缝压裂比较接近，不同的是用的暂堵剂不一样，不过必须要能够溶解到水中（当然是在压裂完后一定时间内才能溶解）。

三、酸化增注

（1）酸化原理

注水井堵塞的主要原因是回注污水水质造成的地层伤害。注入水的水质情况对于地层伤害起着决定性的作用。堵塞物一般有机械杂质，有机物和细菌，除此之外，结垢也会造成堵塞。

土酸是由盐酸、氢氟酸和水的混合物组成的。除氢氟酸、盐酸、水混合物外，还应当加入根据井温选择合适的缓蚀剂，以防止对地面设备和井下管柱、井深（主要是套管、采油树等）的腐蚀。

盐酸与地层中的碳酸盐岩胶结物（方解石、白云岩、菱铁石以及部分绿泥石等矿物）产生化学反应，使得地层中含有的粘土矿物被分离出来与氢氟酸进行相关的选择反应。然而，盐酸在与地层中的物质进行反应的时候会产生一定的胶状沉淀。所以，盐酸存在于砂岩油层中的时间有限。

铝硅酸盐与氢氟酸存在的反应一共分为三次，分别为：第一次是由铝硅酸盐同氢氟酸进行反应，这一次反应能够起到对粘土的伤害进行消除并且提到地层相对渗透率的作用；第二次反应能够形成一定的硅凝胶沉淀附着在粘土矿物表面，而且地层中存在的k+、na+等离子与氟硅酸进行反应形成相应的氟硅酸沉淀；第三次反应是硅酸在反应完全之后产生了硅酸凝胶沉淀，而铝硅酸盐与氟铝化物进行反应，这个反应可以继续降低地层中的酸浓度，直到ph在3.5-5这个范围时，反应就会停止。

（2）任意层酸化压裂管柱

常规多油层全井酸化压裂只能对其中的某一薄弱层进行改造，而其它大多数层位并未得到改善，往往是得到处理的层位并不完全是设计层位，因此全井酸化压裂改造的效果受到很大的影响，这需再对其它层位进行重新施工，增加了施工难度，耗费大量的人力物力。

现在，我过的大部分油井都进行过一次或者多次的酸化压裂改造，由于油井进行了酸化改造，所以油层也相应地得到了相关的酸化改造，由于存在没有进行改造的油层，而这一部分油层是可以利用的，所以，就应该针对这一油层进行相关的酸化压裂。也就是当其中的一个油层收到改造时，其他油层并没有受到其影响。可以通过使用任意层酸化压裂工艺管柱设备来解决这个问题。

根据设计说明连接管线，循环泵，替液（该管柱正反顶替均可）。先将求投放到坐封求座处，在油管的坐封封隔器中具有15mpa的压力，继续使得压力增加到20mpa然后把定压喷砂器打开，之后便是根据酸化压裂设计的要求对选定层进行相关的酸化压裂施工。当施工结束后，通过相关的套管将洗井液注入到井中，对井中进行清洗，基本就是通过冲砂或者是排酸的方法进行清洗。然后运用一定的撞击杆将平衡阀打开，连通管柱内外，并且使其达到平衡，以便时封隔器解封从而能够顺利地将施工管柱起出。