油田注水开发技术研究与应用

＊任志龙 龚红毫

（延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 717500）

石油是我国重要的工业资源，同时也与我国的经济发展有着紧密相连的关系，在经济中发挥着至关重要的作用。在近些年以来，我国各个行业都得到了迅猛的成长，尤其是我国的工业。而各个行业对于油的需求量越来越大，这也就使得不同国家出现了不同程度石油供应不足的不良现象。在这种的大环境下，石油不足的情况同样也促进了我国油田勘测、开发工作的进行，而对于油田注水开发技能的改革与创新来讲，同样也有着积极的促进作用。

1.注水系统简介

油田注水体系中，污水经过深度污水单元、三元污水单元，继而将其存入注水罐，然后通过使用注水泵来将注水罐中的污水输送到水驱、三元驱。与此同时，启动冷却水体系来对注水电动机进行冷却，确保注水电动机能够正常工作，并且通过运用润滑油来对轴瓦进行润滑，提升工作效用以及工作质量。现如今，我国油田经过多年的开发，注采不平衡的问题越发的严重，而注水站是整个油田开发体系中的消耗能源最多的地方，单耗过高的问题过于严重，而对于油田整体的开发状况来讲，单耗过高的问题需要得到及时、有效、合理的解决，进而才能确保油田开发工作的顺利进行。

2.注水井解堵的意义

注水开发是油田开发的主要形式。在对原油进行注水开发的过程中，因为外来的液体与储层岩石以及储层液体等之间存在不匹配等问题，水中的悬浮物质、微生物、原油中的石蜡以及沥青等物质的出现都会导致地层出现堵塞等问题，继而导致注水井的工作效用以及工作质量下降，注水压力逐渐上涨，进而就会直接影响到原油的开发效用以及开发质量。与此同时，水中腐蚀性气体同样也会对设施以及管线产生严重的威胁，进而导致原油的开发成本大大提升，而且腐蚀所产生的物质同样也会增强油层的堵塞情况。因此，就需要对已经堵塞的注水井进行及时、有效的处理，找出堵塞的原因，继而运用解堵增注技能来提升注水井的工作效用以及工作质量。

3.注水井油层堵塞机理

(1)粘土膨胀

大部分砂岩油层中都会存在粘土夹层，而岩石胶结物当中同样也会存在一定数量的黏土。不一样油层岩石粘土中的构成物质存在一定的差异，以及注入水的性质同样也各有不同，所以，粘土的膨胀程度以及对注水井技能的影响也有着较大的差异。在大多数情况下，注入淡水会比注入盐水更容易使得粘土变得膨胀，但由于地层含盐量比较高，所以，注入普通的地层表水所引起的粘土膨胀要小得多。除此之外，黏土当中的小颗粒越多，那么粘土的膨胀性就会更强。

(2)铁的沉淀

在油田注水的过程中，在注水的水源中、净化水源的水站中或是注水站出口的地方都会发现含铁量较低的现象，但是，由管线逐渐到达注水井井底的过程中，水中的含铁量就慢慢地上涨。含铁量的提升在一定程度上表明了注入的水对管线、管壁造成的腐蚀作用，而腐蚀的主要产物就是氢氧化铁等物质。与此同时，当注入的水中含有一定的细菌时，同样也会与铁发生化学反应，继而导致管线被腐蚀的情况加重。

(3)细菌堵塞

针对于注水技能来讲，注入的水中含有一定的细菌，不仅会对注水体系以及地层产生不良的影响，同样水中细菌大量的繁殖也会严重堵塞注水管。与此同时，细菌生成的代谢物同样也会严重堵塞油层等，如硫化亚铁以及其沉淀物等。除此之外，由于注入的水与水中的细菌是一起进入到原油层的，继而细菌就会在油层当中大量繁殖。细菌以及其代谢物就会对油层产生严重的堵塞，不仅出现在注水井的井壁上，同样也会在近井地带出现细菌堵塞这种问题。

4.注水技术创新

(1)防喷、加压、封堵技术

①防喷控制系统

在防喷管控体系中，防喷管控体系当中的双闸板防喷器是由半封防喷器和全封防喷器共同构成的，在不进行油层开发的时候，就需要运用油套来实现环空密封和精简密封，确保防喷管控体系在运行的过程中能够正常、高效的工作。与此同时，防喷管控体系当中还有环形防喷器，而该设施的工作原理就是通过液控体系压力来减少环形防喷器的体积，在正常工作的同时能够实现动态的油套环空密封。除此之外，防喷管控体系也存在一些不可避免的问题，例如，防喷管控体系无法对突然发生的事件进行有效管控。而通过对防喷管控体系进行优化与创新后，其中的井控密封装置不仅有环形防喷器，同样也有球形防喷器等，可以有效地提升防喷管控体系的工作成效以及工作质量。

②加压动力系统

在油田注水开发的过程中，安全地起下管柱也是油田注水开发过程中需要重视的问题，就可以通过运用加压动力体系来解决这一问题。为了较好达到管柱防喷之后的成效，就需要将加压动力体系以及井控体系融合在一起，继而确保加压动力体系的工作成效能够充分发挥出来。在起下管柱的同时，需要先关闭环形防喷器，然后轮流运用游动卡瓦以及固动卡瓦，最后，促使液压缸升起或是降落来完成油管之下的工作。

③油管封堵技术

对油管来讲，油管堵塞器的使用可以有效地封堵油管中的带压流体，并且确保流体一直保留在管柱中，将注水井当中的压力与外界压力相分离。油管堵塞器具备高效管控油管压力的效用，在运用油管堵塞器之前，就需要保证管柱符合相应的实际需求，继而保障油管堵塞器能够运动到合理的位置上。与此同时，油管堵塞器的运用同样需要将管柱封闭起来，继而确保注水井当中的流体不会流到外界。

(2)油田的水驱开发模式

针对不同地质的油层来讲，不管是地质当中的区域空间还是地质中的孔隙度、渗透率等方面都有着极大的差别。主要将其分为裂缝体系和岩块体系两大类，而对于裂缝体系来讲，它是一种高渗透的网络体系，裂缝体系的出现主要是因为裂缝不断扩大，继而导致孔洞之间相连接。针对岩块体系来讲，岩块体系的出现主要是因为被裂缝切割的岩石所构成的，这些岩块之间具有较大的差异，在岩块当中，会同时出现晶洞、溶孔或是次生小裂缝等情况。与此同时，通过对以裂缝体系为主的油层进行开发时，由于裂缝体系的原因，油层开发的效用以及开发的质量就会受到一定的限制。如果开发速度过高时，就会导致裂缝体系出现水窜的不良现象。所以，针对于碳酸盐岩底水油藏来讲，就需要对水锥进问题进行合理、有效地解决，继而才能提升油层的开采效用以及开采质量。

(3)直井注水、水平井采组合方式

在运用直井作为注水井的同时，由于地质中存在着多处天然裂缝，可以根据裂缝的方向来进行钻井，不仅能够提升油层开发的效用以及开发的质量，同样也可以使得开发速度得到大幅度的提升。在注水的过程中，水就会顺着裂缝的方向向生产井的方向移动，不仅会使得部分水平井当中出现见水过早的不良现象，同样也会影响到生产井开发的效用。与此同时，地层压力也会大幅度地降低，在开发油层的后期，同样也会出现油量下降等不良情况。

(4)测调试技术与疑难处理技术

对注水井智能测调试设施来讲，在地上和地下都会设置这种设施。针对于地上来讲，设置这种设施目的就是为了管控井下设施的正常、高效的工作，为井下设施供给工作电流、搜集、分析以及处理信号等，而井下设施是整个体系当中最为重要的核心部分，它可以通过井下的测量以及调试工作来确保油层开发的效用以及开发的质量。测量调试疑难井的含义就是通过确保体系当中的压力保持不变，对出现问题的注水井进行深入的分析。而注水井出现问题的原因多种多样，例如，注入水的水质出现问题、地层问题或设施问题等。部分油田企业在测量有问题的注水井时，都会对防喷设施、堵塞设施以及投捞设施等进行改进，但是由于技术不到位，继而就会影响到测量的结果。针对有问题的注水井来讲，油田企业就需要归纳、总结出之前的实践经验，对问题进行深入的分析与研究，继而找到相应的管控技术以及管控策略。

5.油田注水开发技术应用要点

油田注水开发技术在我国现代油田开发领域中占据着重要地位，作为一项重要的石油开采技术手段，在实际应用中体现出良好的应用效果。但是在油田注水开发技术的实际应用中，由于对储油层注入的液体和储油层内部矿物以及油层不协调，特别是一些微生物以及悬浮物杂质的增多，也会引发储油层堵塞等问题。此外，在储油层内部原油还含有大量的石蜡以及沥青胶质等成分，这些物质也会对储油层造成严重堵塞。为此会导致注水井的吸水能力不断下降，同时注水压力也会越来越高，对原油开发造成严重的负面影响。此外，由于水中具有一定的微生物和腐蚀性物质，也会对管线以及开采设备造成一定的腐蚀，无形中增加采油成本，而且腐蚀过程也会造成油层堵塞工具。所以，在油田注水开发技术应用中，还要做好油田注水开发技术应用要点的把控，结合油田区域的地质情况，提高油田注水开发技术的应用效果。

(1)井网的有效调节

为了提高油田注水开发技术的应用水平，首先要做好井网水驱调节工作，和做好适当的注水井与采油井的距离控制工作。一般情况下，在缩小注水井与采油井数量比例后，可以达到良好的油田注水开发效果，从而实现井网水驱控制目的。此外，通过对网点的有效控制，还可以直接影响油田开发程度的好坏。在采油井区域地质砂土分布面积达到一定的比例后，经过对注水采油的有效控制，还可以提高储油层的能力，为后续的石油开采工作提供保障。

(2)分层注水

为了有效提高含水油藏区域的提升速度，还要对储油层中存在较大矛盾的水层开展分层注水的方式。所以，在利用油田注水开发技术时，还要重点关注储油层之间的渗透性，针对油井水井吸水层对油层数量和油藏含水层的油层上升速度进行分析，从而有效地开展治理工作。如果遇到地质环境中存在大量的沙土岩层结构，还要充分考虑沙土的吸水性能，通常情况下要适量提升初期的注水量，同时对新井的沙土进行结构分析，在配合注水量的基础上，对分层间水位进行有效控制。在开展早期的分层注水工作时，还要全面强化细分层面注水，特别是对具有开发潜力的油层还要重点做好水位的实时监控工作，倘若厚度较大或者层段十分复杂的水位差，就要及时的引入分层注水技术。在套管的应用中还要结合实际情况采用承压能力较强的密封设计，从而满足缓和复杂地层的需求。

(3)有效提升注水水质

在运用油田注水开发技术时，也要做好注水水质的控制，注水的水质直接影响开采工作的持续作业。对于一些复杂结构的油藏开采工作中，在进行注水水质的处理中，必须尽可能地保证水质符合地层的实际要求。避免由于水质较差而影响采油作业，一般是由于渗漏率系数提升而影响油井采收率。倘若在油田注水开发技术作业时，注入的水质不符合实际标准，会对油层面造成严重的损伤，由于渗透率变异系数的提升也会导致水驱采收率不断下降，进而引发层间的矛盾增加，造成地质单元的不平衡。所以需要对注水水质实施合理管理，以保证水体满足储油层的设计要求。在油田注水的开采环节中，首先要对地质条件进行分析，同时运用经验公式进行科学计算，以确保在采油过程中没有受注入水质的危害。另外，在注水油田开采时还必须对全部的地下管道系统实施有效检测，以确保管道没有因为水质问题而产生腐蚀现象。而且还必须采用全网防腐蚀施工的方法，来保证管线输水整体水质。

(4)合理控制注水压力

在进行油田注水研究时，必须对所注入的压力进行精确计量，一般可结合泊松比法对井地注入压力极限值进行计量，同时通过分类管理对所注井的注入压力实施有效监管。在应对一般危险性较大的注井作业时，是要充分利用定压调节模式进行注水作业，而针对一般危险性大的注井也可结合动态变化对其有效调节。另外，通过对注入压力的合理调节，也能够有效避免储层裂缝现象的出现，使油井的见水时间延后。

另外，对于发育程度较高的裂缝也可以采用有效的方法进行调箍处理，结合具体的施工来看，利用堵缝调剖方式进行含水上升的控制可以达到有效的降水增油效果。对裂缝发育明显的油井还可以采用持续增加堵缝及调剖力度的形式，对于主力层见水后还可以采用堵缝调剖的方法，有效控制含水上升的问题，对提高油田注水开发效果也起到良好的促进作用。

6.结束语

言而总之，在运用油田注水开发技能对油田开发的过程中，就需要对裂缝参数等进行合理、有效的挑选，通过对油田注水开发体系的相关数据进行深入的分析与研究，然后根据分析的结果来优化和完善管控方案。与此同时，由于油田注水开发需要使用不同的设施，所以，油田企业同样也要重视先进设施的运用，确保油田开发能够顺利进行下去，为油田企业创造更大的经济利益。