采油工程中注水工藝問題及改進探討

李晶　孟劍鋒　路冬冬

【摘 要】隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會在不斷的進步，現(xiàn)代生活中，石油資源的需求量越來越大，對油田的開發(fā)力度也在不斷加強。在油田的長時間開發(fā)過程中，會出現(xiàn)油層能耗消耗殆盡、油層壓力降低的問題，而在后期原油的粘度也會增加，是不利于油田進一步開采的，會造成油井產(chǎn)量降低甚至停產(chǎn)。要提高油田的生產(chǎn)效率，常用的辦法就是向油層注水，使油層的壓力增加，而原油的稠度降低，便于油田地層中的原油被進一步開采。但在注水工藝的實施過程中，會出現(xiàn)一些問題影響到操作效果，需要進一步明確問題類型，并提出解決措施。本文主要對采油工程中油田注水工藝問題及改進進行探討。

【關鍵詞】采油工程；注水工藝；問題；改進

引言

我國作為能源的大國，石油中的注水工藝在我國采用的時間較為久遠，伴隨著石油開采技術的不斷發(fā)展進步，注水工藝也隨之有所提升，但考慮到諸多原因，現(xiàn)階段的注水工藝的實施過程中還存在著許多的弊端，在實際的開采過程中，應該及時的采取有效的措施解決出現(xiàn)的問題和避免開采中出現(xiàn)問題，從而有效的保障石油開采中注水工藝的合理進行。

1采油工程中注水工藝存在的問題

1.1注水井管道套管容易發(fā)生損害

注水井管道是其工藝流程的重要基礎設施，注水井管道會應用管套對其進行連接保護，進而保證水能夠持續(xù)注入采油層，而在實際工作中，卻常常出現(xiàn)注水井管道套管的變形、損壞以及泄露等問題。根據(jù)相關事故處理經(jīng)驗，將管套損害原因主要歸結(jié)為以下幾個方面：其一，在注水過程中由于水壓的壓力過大，導致井下的壓力也隨之產(chǎn)生變化，管套在外界的強壓環(huán)境中造成損壞；其二，鉆井作業(yè)沒有對井下環(huán)境進行全面觀察和有效管理；其三，地下水中含有腐蝕性物質(zhì)，對管套造成腐蝕作用。

1.2注水井出砂問題及原因

在注水工藝的實施過程中，當向油井注水的時候，相關設備良好的情況下，油井下的地層是不會出現(xiàn)外部吐液的情況，即油層并不會向外界滲出液體，也就不會出現(xiàn)出砂的問題。但油井在長時間的使用過程中，其注水設備等會出現(xiàn)腐蝕、老化現(xiàn)象導致注水管線出現(xiàn)穿孔，或注水站停泵等問題。在這種情況下就需要對油井停止注水，但在中斷注水的過程中，可能會引起較大的泵壓波動，使水量大幅度改變，進而產(chǎn)生出砂問題。引起出砂的原因是多方面的，出砂問題的產(chǎn)生短期之內(nèi)會持續(xù)出砂，導致油井被掩埋，造成注水井躺井；長期來看如果不能有效控制出砂現(xiàn)象，就會使套管發(fā)生變形，甚至會使油井荒廢。所以，出砂問題是非常嚴重的，在采油工程中一定要注意防范，通過采取防砂措施來延長注水井的使用壽命。

1.3注水井結(jié)垢問題

在注水井的施工過程中，結(jié)垢現(xiàn)象對注水井的影響最大，危害度最強。結(jié)垢會造成油管的腐蝕，影響測試的精準度，進而導致注水井內(nèi)的工作無法協(xié)調(diào)，影響注水井施工的進度。如果結(jié)垢出現(xiàn)在地面的層中，會污染到地層，影響注水井壁的油層滲透質(zhì)量和速度，造成注水井的比例分配無法確定，可能還會造成注水井不能夠有效的吸水。結(jié)垢在注水井中形成的原因主要有兩方面：一方面是外來的流體與地層的流體不能夠匹配，從而形成結(jié)垢，如果結(jié)垢形成，解決的措施比較復雜，難度系數(shù)較大；另一方面是油井周邊的環(huán)境發(fā)生變化，就會導致油井在注水的過程中的各個組成部分的化學比例失調(diào)，沉淀過多形成結(jié)垢。結(jié)垢會嚴重的腐蝕油管，進而出現(xiàn)裂痕。總而言之，結(jié)垢的形成會直接的影響到油井的注水。

2處理注水工藝存在問題的有效對策

2.1處理管道以及管套易損問題的對策

針對管道以及管套容易出現(xiàn)損害問題的有效措施，主要涵蓋以下幾個方面：其一，油田在對采油作業(yè)面進行勘探時，便需要對地層的應力進行科學測試，能夠保證進行的注水壓力方案設定，控制在其應用接受范圍之內(nèi)；其二，在進行開井以及鉆井作業(yè)流程時，需要嚴格控制注水井的水壓，減輕水流對地層產(chǎn)生的外力沖擊作用，同時需要重視固井工作，加強對于泥沙等外界因素的治理，避免管道出現(xiàn)外界作用力變形的現(xiàn)象；其三，積極進行高級鋼等新型材料的應用，加大管道強度；其四，應用陰極保護等技術方式，避免管道出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，并定期對管道進行檢修，及時發(fā)現(xiàn)小問題，以避免作業(yè)面大事故的發(fā)生。

2.2結(jié)垢問題改進措施

針對結(jié)垢問題，可以采取以下三點改進措施：①水質(zhì)凈化。潔凈的水質(zhì)能有效地減緩結(jié)垢速率；②對出現(xiàn)的垢層進行清理，垢層的存在會加速結(jié)垢過程，清理垢層的措施有兩種，分別是通過高壓水沖洗垢層和通過化學物質(zhì)溶解垢層，大多數(shù)油田單位均采用高壓水沖洗垢層的物理措施；③如果油田單位的資金較為雄厚，可以將井內(nèi)的金屬設備換為防腐性能較好的不銹鋼材料或其他高科技材料。

2.3出砂問題的解決措施

出砂問題會對采油工程造成嚴重影響，因此施工人員必須要高度重視這一問題，加強對出砂問題的管理和防范。具體可以從以下兩方面展開，一方面要強化采油工程中的常規(guī)管理，嚴格按照要求進行施工操作，及時記錄好油壓、注水量等信息，并對數(shù)據(jù)進行分析以明確油井的吸水性能。出現(xiàn)異常情況比如油壓上升、注水量下降時，要及時核對數(shù)據(jù)，確認是否存在吸水性能方面的問題。另一方面，要切實掌握油井的情況，結(jié)合油井每天的油壓和注水量，分析其中存在的差距，并判斷油井所處的狀態(tài)。在此過程中需要充分考慮套壓情況，根據(jù)水平井套壓的標準進行注水，油壓和套壓要實現(xiàn)良好的結(jié)合。在油壓變化而引發(fā)套壓變化的情況下，變化值為正值能夠保證油壓和套壓的平衡。此時可以在瞬間增加注入量的基礎上保證上下串通無阻，可以進行對封隔器封閉性的檢測。如果是猛增注水量的情況，就要對兩個層進行吸水量分析，并判斷哪一級的封隔器出現(xiàn)了問題。對于出現(xiàn)問題的封隔器，要及時進行修復處理，避免出現(xiàn)出砂的問題。

3采油工程中注水工藝優(yōu)勢

3.1改善地層壓力

通過注水工藝可以使地層的壓力保持在較高的狀態(tài)，使得驅(qū)油效率大幅提高，進而提高采油效率。在另一方面，對于直井而言，吸水強度較高，通過大幅注水，可以降低水驅(qū)速度，增加水驅(qū)波及系數(shù)，進而使采油效率提高。注水工藝在我國西北部地形復雜地區(qū)優(yōu)勢明顯。

3.2改善地層裂縫

地層內(nèi)存在熱裂縫屬于正常現(xiàn)象，但是熱裂縫的存在不利于原油開采，同時，我國很多直井內(nèi)存在獨立裂縫，這主要是由于地層壓力分布不均勻所產(chǎn)生的，這種狀況也不利于原油開采，通過注水工藝，可以使地層壓力維持在相對平衡的狀態(tài)，使得原油開采效率大幅提高。

3.3近線性驅(qū)動

線性驅(qū)動有利于原油開采，但是由于很多油井所處的地形較為復雜，完全達不到線性驅(qū)動的要求，但是通過注水工藝可以使原油的驅(qū)動變?yōu)榻€性的狀態(tài)，從而增加驅(qū)油效率，進而提高開采效率。

結(jié)語

綜上所述，在采油工程中的收尾階段，通常都會存在生產(chǎn)量減少，原有的粘稠度過大等現(xiàn)象，這些都可以采油注水的解決辦法解決。本論文對注水工藝中產(chǎn)生的出砂、結(jié)垢等現(xiàn)象問題作出了深入的研究，詳細的分析了注水井危害的形成過程和形成的原因，并且提出了有效的解決措施。采油工程中的注水工藝相對于油田生產(chǎn)而言具有至關重要的作用，作者希望本文總結(jié)的油井注水工藝對未來油井注水開采技術的發(fā)展起到推動作用。

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（作者單位：1大慶油田有限責任公司第七采油廠第二油礦；2大慶油田有限責任公司第七采油廠第二油礦；3大慶油田有限責任公司第七采油廠敖包塔作業(yè)區(qū)）