浅谈如何解决水平井注水工艺中的技术难题

王冲平

摘 要：本文通过对管理区范围内50口水平井注水工艺中存在问题的收集、分析和研究，提出了相应的解决方案，为油田采油工程发展贡献了微薄之力。

关键词：水平井 注水工艺 技术难题 解决方案

一、前言

注水采油技术作为国内外石油开采行业应用最为广泛的采油工程技术之一，在胜利油田已有多年的应用和发展。近年，随着水平井注水技术不断创新和技术水平逐步提升，有效改善了低渗透油田或区块的开采效率，同期内经济效益提升显著。

二、水平井注水工艺优势调查

笔者对所在管理区运行中的油田区块内50口水平井进行了数据采集及分析，总结了3项突出优势。

（一）注水面积增大，水驱波效增强明显

相对于直井而言，水平井因其水平段相对较长的特点，注水量上增加明显，注水面积大，地层压力控制方面更安全可靠;水平井沿程吸水强度大幅度低于直井，水驱速度较慢，水驱波效增强。根据笔者统计数据显示，其中注入量前7位的水平井较一般直井驱油效率增加15%以上。

（二）热裂缝发育充分

通过对以上水平井的注水数据采集分析，约90%的水平井产生了差异大、发育充分的热裂缝，引发水注入速率发生较大变化。差异丰富的热裂缝产生，总体上对提升水平井的注入速率有明显的增强作用，对最终的驱油效率有显著 增强。

（三）近线性驱动提升驱油效率

由于以上所述优势，水平井注水工艺驱动模式接近线性驱动，线性驱动力与增强驱油效率提升。

三、水平井注水工艺存在的技术难题

笔者统计了50口水平井在一年时间内，注水过程中易出现的问题频次，其中出砂问题频次29个，套管破损频次24个，结垢问题频次13个。

（一）出砂问题频次分析

经统计，出砂问题造成水平井异常发生的29个频次中，出砂时间过短原因17个，出砂造成油层部位持续被掩盖原因12个。

当以上出砂问题出现，没有及时发现或及时进行处理时，随着时间推移，套管整体结构受损，最终导致生产工作无法继续进行。

（二）套管破损频次分析

经统计，套管破损造成水平井异常发生的24个频次中，注水方式不合理原因9个，水压过高原因7个，钻井方案存在问题原因5个，地层水中有机质含量超标原因3个。

当发现套管出现破损时，应立即停止施工并进行更换，以确保后续工作顺利进行。

（三）结垢问题频次分析

经统计，结垢问题造成水平井异常发生的13个频次中，水平井注水作业过程中新物质与地层中原有物质发生化学反应而产生结垢原因7个，地下水环境和储层环境发生变化使油井生产过程中引起物质变化并静化学反应后产生结垢原因6个。

当水平井产生结垢，采油各系统逐步产生故障，同时影响日常油压和注水量采集。因此，结垢问题是水平井注水工艺中影响最大的问题，也是最严重的问题。鉴于水平井调配困难，重新装配烦琐，一旦地层中管网形成结垢，水平井将无法运行。

四、解决水平井注水工艺中技术难题的措施

（一）解决出砂问题

1.数据采集工作规范化和流程化

通过严格数据采集工作流程和考核数据采集工作完成情况，来准确掌握并分析水平井吸水性能变化情况。将真实有效的数据采集收集后分析，第一时间发现油压上升0.5MPa，而同时注水量下降明显，就必须快速重新核对采集数据是否正确、真实，经核对后数据没有问题，那就可以确定吸水性能出现问题，必须加以解决。

2.逐项排查解决问题

依据油压和注水量采集数据，确认吸水性能出现问题后，通过逐项排查法解决问题。首先排查套压情况，参照水平井套压标准，当水平井套压标准压力差为0.7MPa时，水平井中油压与套压完美契合，如果套压随油压变化而变化，且变化值成正比，说明油压与套压达到平衡。随后，检查封隔器密性，通过调解注入量瞬间值，让上下之间畅通。当注水量瞬间增大时，通过吸水性对比可以看出哪一层封隔器出现了问题，并逐个对出现问题的封隔器进行维修或者更换。

3.以注水量曲线图为依据

依据监控的实时数据，绘制注水量变化曲线图，便于监控水平井下状况，利于第一时间发现并解决问题。

（二）解决水平井套管破损问题

1.控制注水压力

严密监控注入水压，最大程度降低水压对低强度岩层的侵蚀。同时，做好水平井的加固工作，保持水平井状态良好，避免管道出现破损。

2.按标准选材

在标准范围内，选取抗压、抗挤和抗腐蚀性能强的套管材料，延长套管使用寿命，达到降本增效和作业安全流畅的目的。

（三）解决水平井结垢问题

1.提升注入水质

通过各级过滤措施，最大能力范围内提升注入水的水质，降低套管腐蚀程度同时避免或延缓结垢，达到曾长套管使用寿命的目的。

2.及时清理未沉积结垢

对开始出现结垢但尚未沉积的结垢物质进行及时清理。常用方法有物理除垢和化学除垢。

物理除垢是通过高压水设备射出压力激流，将水垢冲洗掉。这种方式能够有效清洁水垢，除垢效果明显，同时具有耗费时间短、投入成本较低的优点。工作流程是：启动柱塞泵，水流被施加压力后经过经物理改装的特制水嘴，最终将水垢冲击干净。还有一种升级版物理除垢方式，是碎石除垢。原理一致，只是高压水中混合了一定比例的碎石，碎石和高压水一起作用于水垢表面，轻松地将水垢清理干净，后碎石随高压水流出去，完成除垢工作。

化学除垢是：首先提取并分析水垢主要组成成分，根据水垢成分调配对应的化学试剂，让化学试剂与水垢充分反应，并最终生成水和其他可排出物，最终通过水流带动，一起排出管道。

3.管材防垢

近些年，随着采油工程技术的不断进步和发展，一批具有防腐蚀、防结垢的新型管道材料先后被应用于现场，杜绝了结垢问题的发生，但阶段存在的问题是在造价上成本相对较高。

五、结语

笔者通过管理区运行范围内50口水平生产井注水工艺中存在问题的收集、分析和研究，提出了主要问题的解决思路和方案，为采油工程发展贡献了微薄之力。但，我们都应该清醒地看到，采油工程是一项系统性的复杂工程，注水工艺中存在的待解决的问题依然有很多，希望随着科学技术的不断进步，我们石油工作者共同努力将问题一一化解，共同推动采油工程技术的进步。

参考文献

[1]张卫国.对当前采油工程水驱新技术初探[J].中國化工贸易，2015，（14）20：22.

[2]张成.浅谈采油工程注水工艺的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2016，（9）.