注水管线及注水井结垢机理研究与防治

2020-06-15栗伟中石油大庆油田有限责任公司第九采油厂地质大队黑龙江大庆163853

化工管理 2020年15期

栗伟(中石油大庆油田有限责任公司第九采油厂地质大队，黑龙江大庆163853)

1 油田开发概况

某砂岩油田投入开发至今，共投产注水井117口，其中，正常注水井69口，不吸水及欠注井48口，占比高达41.0%。注水井总日配注1867m3，日注水1230m3。注水管柱内外壁结垢严重，初步判断黄色膜垢是导致注水井吸水变差的主因。为此，研究注入水水质成分，分析结垢成因十分必要。

2 注入水水质成分与结垢机理

选择垢粉末作为研究对象进行室内化验。在烧杯中加入盐酸，很快放出白色小气泡，反应后溶液为无色，可确定为碳酸盐垢。为从水质角度对结垢因素进行判定，进行某砂岩油田水质全分析。

2.1 注入水全分析

对该油田区块的注水水质进行全分析，得出结构离子的含量数据，为防垢药剂的研发做好前期准备工作。

从表1 中可以看出注水中钙离子和镁离子等金属离子含量高，预计导致较为严重的结垢，后续工作应做好防垢剂的研制比对筛选。

通过对地层水全分析后，统计地层水发育区12口注水井，吸水差井10口，比例33.3%，分析注入水与地层水发生反应，导致储层不动程度堵塞。

2.2 地层水与注入水配伍性全分析

取该油田油层注入水和地层水，过滤后按照不同比例进行混合，在模拟地层压力和温度条件下，对不同配和比情况下进行统计结垢量。

由图1可见，不同配比的地层水和注入水存在不同程度的不配伍现象，二者混合会产生沉淀，堵塞地层空隙。实验结果表明，当注入水占混合水量的比例达到40%产生的结垢最严重。

表1 某油田区块注水水质分析数据表

图1 注入水与地层水配伍性

3 防垢措施与效果

注水管线及注水管柱结垢导致低渗透储层岩石孔道细小，渗透率低，储层污染后则渗透率更低，堵塞物致密，为避免储层堵塞，对以后的注入水需要降低Ga2+、Mg2+含量。对已经发生堵塞储层，可采取酸化除垢措施：一是开展提压增注现场试验研究。二是实施注水井大规模压裂试验。三是开展缓蚀酸化技术研究，优选酸化配方，确定合理注入参数。四是推广高压水力解堵措施，评价该技术适用条件及经济效益。

3.1 注入水钙镁离子含量界限及防治措施

防治结垢，避免注水管线、注水井结垢及地层污染的前提是使注入水中Ga2+、Mg2+含量下降到地层水同等标准，即Ga2+含量降低96.9mg/L，Mg2+含量降低44.6mg/L。

由于纯碱Na2CO3既能提供CO32-，引入的Na+又不会导致新问题，且市场价格不高，具有工业应用价值。开展工业试验3年后作业的26 口注水井中再次作业16 口井，发现注水井管柱结垢的仅4口井，其中，结垢严重井1口，结垢比例大大降低。

3.2 结垢井及储层污染井治理措施

该砂岩油田注水开发几年后，储层结垢普遍存在，但是欠注原因与储层物性差交织，难以区分结垢与物性差导致的吸水差。

一是动静结合，分析欠注井原因。

（1）根据正常注水井各层吸水状况与测井曲线建立图版，量化单层吸水能力与物性参数界限；

（2）对欠注井单层测井曲线信息进行分析，结合连通状况，综合分析单层吸水能力；

（3）欠注原因分为物性差、动静不符、兼顾井三类。按照欠注井原因对欠注井进行分类，制定有针对性的治理思路。储层物性差井以建立有效驱替为目的，实施大规模压裂和提压注水；动静不符井以解除近井污染为目的，实施常规措施和非常规措施试验。

二是评价常规增注措施适应性，分类制定欠注井治理措施。

为了进一步明确酸化和压裂措施界限，分析了全厂注水井各种措施效果，从注水压力、吸水指数、措施有效期等方面评价各种措施适应性。储层物性相对较好的井酸化效果好，储层物性差的井酸化效果差；储层物性差、但有效厚度大、与周围油井连通状况好的井压裂效果好；储层物性差、有效厚度小、与周围油井连通状况差的井压裂效果差，下步开展提压注水。根据以往措施效果评价，制定了不同类型油田措施标准。

三是通过制定措施的实施，进一步完了措施适应性。

对不吸水及欠注井进行治理，先后采取不同措施实施降压增注26口井（压裂2口井，酸化6口井，气动力解堵1口井，水力深穿透2口，酸洗15口井）。从措施效果看，吸水能力均得到不同程度提高，但有效期较短。各项措施对比，酸化和酸洗有效解除了近井地带污染，取得了较好的增注效果。