浅谈采油工程中注水工艺的研究

张成

【摘要】随着油田开采时间的变长，油层的能量消耗殆尽，导致油层压力降低，加之后期的原油粘度增加，使得油井产量降低或停产。为了将地层中的原油开采出来，在采油过程中可以通过向油层中注水，增加压力，降低原油稠度。本文就采油工程中注水工艺的问题谈个人几点看法。

【关键词】采油工程 注水技术 工艺探索

随着油田开采时间的变长，油层的能量消耗殆尽，导致油层压力降低，加之后期的原油粘度增加，使得油井产量降低或停产。为了将地层中的原油开采出来，在采油过程中可以通过向油层中注水，增加压力，降低原油稠度。下面就采油工程中注水工艺的问题谈个人几点看法。

1 注水井存在的问题和原因探讨

1.1 注水井出砂问题和原因探讨

注水井的注水过程中，油井下地层是不向外部吐液的，地层也不会出现出砂现象。但是随着油井投产的时间变长，注水设备、管网的腐蚀和老化，出现注水管线穿孔、注水站停泵现象时有发生。不得不中途停井，如果中途对油井停止注水，而泵压的波动又比较大的话，就会导致注水量大幅变化，地层就会出砂，当然其它原因也可能引起地层压力波动，而出现注水井出砂。出砂的危害比较大：一是短期中，不断地出砂会掩埋油层，导致注水井躺井；二是如果长期得不到控制，会导致套管变形甚至井点报废。可以说，注水井出砂问题不容小觑。所以，为了延长注水井的生产期限，一定要采取有效措施进行防砂，与此同时加强对注水井的日常管理工作，加强资料录取和分析，出现问题需要及时处理，就能够有效地避免问题的发生。

1.2 注水井的结垢问题和原因探讨

结垢在注水井开发中危害特别大，具体表现在会腐蚀油井的地面集输系统，如果在油井内的油管壁上结垢，就是腐蚀油管。还会导致测试遇阻现象，从而无法对水井进行调配。若在地层中结垢，又会对地层造成污染，使得井筒周围的油层渗透率下降。从而影响到地层注入能力，使注水井无法进行配注，或者注水井不能吸水。注水井出现结垢的原因主要有两个，其一是外来流体和地层流体不配伍，导致出现结垢现象，一旦形成，治理难度比较大。其二是由于油井周边条件发生变化，导致油井的生产过程中其地层水出现化学失衡（即化学平衡遭到破坏），从而出现沉淀，从而形成结垢。结垢的化学成分主要有：碳酸钙、硫酸钙、碳酸锶、硫酸锶、硫酸钡等。结垢对油管的腐蚀情况比较严重，会导致油管出现刺裂现象。地面管线也会出现严重的结垢，总之，结垢出现将严重影响注水。

1.3 注水井套管损坏问题和原因探讨

注水井容易造成套管损坏以及套管漏失、缩径变形等问题。引起的原因有许多：

一是注水后引起地应力变化导致套管损坏。二是因钻井而导致的套管损坏。三是因为高矿化度的地层水、硫酸还原菌、硫化氢和电化学腐蚀导致套管损坏。四是钻井操作时，如下套管时损坏套管、作业磨损、高压作业、拇空射孔等导致套管损坏。

2 采油工程中提高注水工艺的措施探讨

2.1 注水工艺一：解决注水井出砂问题

为了延长注水井的生产期限，一定要采取有效措施进行防砂，与此同时加强对注水井的日常管理工作，加强资料录取和分析。

一要加强日常管理，工作人员要每天录取注水井的油压和日注水量，通过数据对比反映注水井吸水能力的变化。如果油压上升的幅度大于零点五兆帕，日注水量下降大于百分之十五时，就要核实数据资料，判断注水井吸水能力是否下降。

二要通过注水井的油压和日注水量大小的变化情况，结合套压变化，检测注水井情况是否存在异常。检测方法是，根据下水力压差式封隔器的注水井套压标准为0.5—0.7兆帕的压差，注水井如果出现油、套压平衡或者出现套压伴随油压变化，出现注入量增加，就能够确定因为封隔器失效，而上下串通，导致吸水能力高的控制层出现水量增加现象，这是第一级封隔器失效的判断方法；对于第一级下面的各级封隔器失效的判断方法是：如果油压下降，套压不稳，注入量上升，则可以确定为多级封隔器一级以下的某一级出现了不密封现象。

三要根据注水指示曲线情况来检测注水井。注水指示曲线是注水层段注入压力和注水量的相关曲线。油井的地层条件和井下配水设置的实际工作状况决定着曲线的形状。工作人员可以根据油井同一层段在同一时间和不同时间里测得的指示曲线的变化来检测注水情况是否出现了异常。

四要要加深数据资料的汇总和分析，防患未燃。工作人员要对注水井单井作业资料、躺井资料等原始数据、原始材料进行整理汇总并认真分析，找出油井单井的出砂周期和防砂有效期，从而发现规律，对注水到达或超出周期情况严加防范。出现问题要及时处理，就能够有效地避免出砂问题的发生或将危害降至最低。

2.2 注水工艺二：解决注水井的结垢问题

为了治理水井结垢现象，要认真分析其原因，解决结垢问题的主要措施有：

一是因为结垢主要有周边的水质发生改变引起的，所以要确保油井注入水质合格，控制结垢的发生。

二是及时清除油管内的结垢。主要通过机械方法和化学方法。

机械除垢的优点是除垢彻底，效率高。方法是是采用高压水射流除垢。利用柱塞泵产生的高压水，经过特殊喷嘴喷向结垢层。碎石除垢是利用高压水携带碎石高速运动。碎石和污垢发生碰撞与摩擦，将污垢脱落，然后随高压水排出管外，这种物理方法操作简单方便，成本低廉。

化学除垢则通过分析垢层的化学成分，通过合适的化学制剂，与垢层发生反应，进尔消除或溶垢层的方法。由于油井的垢层千差万别，需要针对不同的油井进行化学分析才能找到具体有效的办法，因此，化学制剂的适用范围有限，即便能够对症下药，在施工过程中也易发生腐蚀管道和污染环境的现象。

三是对于易结垢的设备管道采用防腐材料，防止腐蚀出现，减少结垢的发生和危害。

2.3 注水工艺三：解决注水井套管损坏问题

对于注水井套管损坏问题要以预防为主。主要方法有三：其一，预防治理泥岩层的套管变形，通过控制注入压力，防止注入水窜入软弱夹层（保证层间互不相窜），还有提高固井质量来预防注水井套管损坏问题的出现。其二，采用高钢级、大壁厚的套管来提高套管抗挤强度，进而保护套管。其三，防止套管腐蚀现象发生，通过提高注入水质量，减少腐蚀对套管的危害，还可以采用环空保护技术，采用阴极保护技术提高套管使用寿命等等。

3 结束语

总之，对于采油工程中特别是油井的开发后期，存在产量降低，原油粘度变大的问题，通过注水的办法加以解决。本文主要针对注水工艺中易出砂、结垢等问题进行了研究，分析了它们对注水井的危害和形成的原因，并有针对性地提出了解决的方案。

参考文献

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