杏南區采出水配注合格率的影響因素及治理措施

　長慶油田分公司采油一廠

杏南區采出水配注合格率的影響因素及治理措施

呂旭張智斌金小壯呂磊長慶油田分公司采油一廠

安塞油田杏南區屬于特低滲透砂巖油藏。注水系統能力不足、計量誤差、閥門腐蝕失效和地層堵塞等因素導致注水井欠注和隱形超注，是影響杏南區采出水回注配注合格率的因素。因此，在杏南區采取了強化水質監控，強化活動洗井車閉路循環洗井，強化注水系統流程維護，利用移動式洗井車擠注活性水，以及實施酸化壓裂增注等措施。通過采取上述措施2014年杏南區采出水回注系統平均消除注水井欠注200m3/d，平均消除注水井隱形超注90m3/d，采出水配注合格率從91.7%提高到97.6%。

杏南區；特低滲透；采出水回注；配注合格率；欠注；隱形超注

1　采出水回注現狀

安塞油田杏南區位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東部，為特低滲透砂巖油藏，動用儲量0.3×108t。開發油層為三疊系延長組長6層，平均埋深1580m，平均滲透率1.9mD。

杏南區塊采出水回注站2座，采出水回注井84口，日配注2300m3，分注井35口。采出水配出干線4條，采出水配水閥組28座。配水閥組采用LCKJ高壓流量自控儀計量注水井流量。數字化站控中心實施注水井遠程監控和遠程調配。

2　影響因素

2.1注水系統能力

（1）杏六注由于單井配注量增加、調剖供水量增加，導致2臺泵排量不足，3臺泵全部啟用。由于站內無備用泵，注水泵頻繁維護，導致平均欠注30m3/d。

（2）由于杏二注主干線注水管網頻繁發生腐蝕破裂，實際承壓不能滿足需要，一方面導致注水時率較低，另一方面導致泵壓運行較低，注水井油壓下降，導致下游單井注水量低[1]。杏二注下游注水井欠注80m3/d。

2.2計量誤差

LCKJ高壓流量自控儀屬于電磁式渦街流量計，通過檢測漩渦的頻率測試流體流速[2]。采出水中絮凝的油滴及固相雜質，粘附在機芯三角柱上使漩渦發育異常，粘附在機芯探頭上使信號檢測異常，嚴重時還可導致機芯損壞。LCKJ高壓流量自控儀因此出現計量誤差。這時注水井通常計量流量不變或下降，油套壓反而上升，而實際流量卻超過配注流量，出現了隱形超注。管壓上升1MPa，對應超注流量0.5～1m3/h。每天有2～3口注水井產生隱形超注50～80m3/d。

2.3閥門腐蝕失效

（1）洗井旁通閥腐蝕失效。在配水閥組，每口注水井均有一個與注水流程并聯的流程洗井旁通閥門。正常注水時流程洗井旁通閥處于關閉狀態。采出水的腐蝕導致該閥門頻繁失效，對應注水井產生無計量的注水即隱形超注，單井可達30～70m3/d。

（2）井口閥門腐蝕失效。采出水的腐蝕導致注水井口單流閥或套管進口閥失效。當注水站壓力下降、停注、倒泵，或下游管線破裂時，地層壓力高，管網壓力低。由于井口單流閥或套管進口閥失效，地層水直接返吐至破裂的注水管網，或者從高壓井地層水返吐注入低壓注水井。返排流量較大時，攜帶出一定的地層原油或地層砂、調剖堵劑，誘發地層堵塞，注水井欠注。返吐原油進入地面流程，污染整個閥組所有注水井LCKJ高壓流量自控儀機芯，這也是LCKJ高壓流量自控儀頻繁產生計量誤差的主要原因之一。

2.4地層堵塞

長期回注采出水后，懸浮油或固相雜質堵塞注水井地層，注水井地層滲透率下降。與注清水井相比采出水回注井的井口壓力上升更快[3]，更加容易發生欠注。此外，當井口閥門腐蝕失效和注水系統壓力下降時，地層水向管網反吐，攜帶出地層原油或調剖堵劑、地層砂，誘發地層堵塞。2014年因為地層堵塞平均產生欠注130m3/d。

3　治理措施

杏南區采出水回注系統，通過注水系統維護減少欠注90m3/d，減少隱形超注80m3/d，通過擠注活性水減少欠注120m3/d，通過注水井增注減少欠注100m3/d。

（1）強化采出水水質監控。強化采出水水質監控，提高采出水水質。嚴格實施過濾器反沖洗，及時更換濾料。確保含油量≤20mg/L、懸浮物含量≤10mg/L。優化殺菌劑和緩蝕劑的添加，確保細菌含量和腐蝕率合格。兩年清理一次采出水處理站、注水站儲水罐罐底沉積污泥，防止產生次生污染。

（2）強化移動式洗井車閉路循環洗井。采出水回注井每季度洗井一次。采用活動洗井車循環洗井，屬于車載式注水井閉路循環污水處理系統[4]循環洗井作業。洗井壓力與地層壓力平衡，避免發生地層返吐、地層漏失。洗井排量20～40m3/h，洗井水量達到3次循環。注水管柱下深要求射孔段以下5～10m，循環洗井可以洗出井底泥砂。2014年通過移動式循環洗井解除了7口分注井調配遇阻。

（3）強化注水系統流程維護。杏六注配注增加后，采取更換大柱塞的方式，確保2臺泵運行、1泵備用，避免因修泵產生欠注，確保堵水調剖順利實施，2014年平均每天減少欠注20m3；每個注水系統配套1～2臺注水泵配套自動變頻調速裝置，監控分水器壓力變化，根據設定的分水器壓力自動調節注水泵排量，確保注水系統壓力運行穩定；杏二注更新腐蝕段注水管網，注水系統提壓0.6MPa，注水時率提高5%，2014年減少下游單井欠注70m3/d；每季度標定LCKJ自控儀誤差1次，每天對油套壓異常上升的注水井清洗維護機芯。2014年清洗維護機芯約850井次，平均每天減少隱形超注60m3；2014年排查并更新配水閥組旁通閥門12個，減少隱形超注30m3/d，更新注水井口17套，減少了地層返吐造成的地層堵塞和LCKJ自控儀機芯污染，減輕了機芯清洗工作量；嚴格實施三年一次注水管柱檢查和井下工具更新。

（4）利用移動式洗井車擠注活性水。向地層擠注表面活性劑溶液，使油水界面張力大大降低，提高地層對水的滲透率[4-5]，解除地層堵塞，是一種低成本的增注技術。平均單井擠入活性水10～20m3，8608表面活性劑濃度2%～4%，擠注排量5～10m3/h。一般利用1臺水泥車和1～2臺水罐車，從井口測試閥門堵頭處注入。由于非注水專用車輛組織難度大，難以及時實施。2014年杏南區利用移動式洗井車擠注活性水。利用手搖計量加油泵或鏟車舉升，提前將藥品倒入移動式洗井車5m3儲水罐。擠注前將閥組來水從注水井口單流閥前端堵頭倒入移動式洗井車儲水罐。待表面活性劑被有效稀釋后，關閉井口油管進口閥和套管進口閥，再利用移動式洗井車將活性水從井口測試閥門堵頭擠入。加水稀釋和擠注作業還可以同時進行。大大提高了擠注作業效率，節省了罐車的費用。2014年擠活性水增注14口20井次，10口有效、日增注120m3，平均增注60m3/d。有效井中6口井平均有效期3個月，連續擠注兩次，仍然有效，還有4口井增注長期有效。利用移動式洗井車擠注活性水，下一步將針對井筒污染情況，采用先洗井后擠注活性水、洗井和擠注活性水聯作，達到降低費用、提高效率和增強效果的目的。

（5）酸化壓裂增注。擠注活性水增注無效或有效期短，則實施酸化增注或壓裂增注。初次酸化增注，一般采用緩速酸，解除污油和無機垢堵塞。多次酸化配合水力射流解堵或加入一定土酸，解除污油、無機垢和基質堵塞。少數地層壓力特高井實施小型水力壓裂。2014年實施6口井，有效5口井，日增注100m3，平均增注50m3/d，平均注水壓力下降1.2MPa，目前仍然有效。

4　認識與結論

（1）注水系統能力不足、計量誤差、閥門腐蝕失效和地層堵塞等因素，使杏南區產生注水井欠注和隱形超注，是影響杏南區采出水回注合格率的主要因素。

（2）強化采出水水質監控，強化注水井循環洗井，是提高采出水配注合格率的基礎。注水流程維護、擠注活性水、酸化壓裂增注是提高采出水配注合格率的主要手段。

（3）2014年杏南區采出水回注系統平均消除注水井欠注200m3/d，平均消除注水井隱形超注90m3/d。注水井欠注從160m3/d下降到40m3/d，隱形超注從55m3/d下降到20m3/d，采出水配注合格率從91.7%提高到97.6%。

[1]冉令菲．影響注水合格率的因素[J]．油氣田地面工程，2012，23（10）：94.

[2]莫德舉，李立，郭紅曉．電磁法檢測漩渦頻率的渦街流量計[J]．北京化工大學學報，2001，28（1）：70-72.

[3]王曉娥，王昌齡，黃遠．杏河油田污水回注定量動態評價[J]．石油天然氣學報，2007，29（3）：240-242.

[4]時廣霞．注水井洗井工藝的改進[J]．油氣田地面工程，2014，33（2）：37.

[5]閆飛，劉東．低滲透油田降壓增注提高采收率技術研究[J]．石油天然氣學報，2005，27（1）：104-105.

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.12.019

呂旭：工程師，2003年畢業于中國地質大學（武漢）石油工程專業，從事注水工藝工作。（029）86504261、lxu_cq@petrochina.com.cn

2015-05-08