高含水期低渗透油藏加强精细注水工艺技术研究

周建设++周春丽++佀兰芝++吕晓斌++周登西

[摘 要]近年来，针对中原油田低渗透油藏注水开发中存在的问题，加强了低渗透油藏注水工艺技术攻关：一是通过解决注水水质达标问题，确保低渗油藏能注上好的水；其次是开展增压注水，实现低渗透油藏注上水；三是积极开展降压注水，针对注水压力高的原因，工艺上开展各种形式的化学降压增注和压裂增注，提高其渗流能力，实现降压注水；四是针对低渗油藏层间动用状况差的问题，配套研究低渗油藏分注技术提高低渗透油藏层间动用程度，五是针对低渗透油藏层内水驱波及状况差问题，开展有针对性的深部调剖和调驱，提高层内动用程度。与此同时，采油厂进一步综合配套注水技术，依靠工艺技术进步，实现低渗油藏注上水、注够水和注好水，切实提高了低渗油田动用程度和开发水平，初步形成具有中原特色的低渗透油田注水开发技术。

[关键词]低渗透油藏；精细注水；高效开发

中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0001-01

1 低渗透油田注水开发面临的问题

1.1 低渗透油田要求水质标准高，污水处理工艺难度大

中原油田的注水水源主要包括油井产出水、洗井水和浅层清水三类。初期油田水处理采用的清、污水先分别处理再混合注入的注水工艺，该工艺产出水腐蚀性强，最高腐蚀速率达到6～7mm/a。清、污水分别处理后再混合导致注水系统地面管网流程和井下油、套管腐蚀结垢严重和大量腐蚀产物沉积，为细菌生长繁殖创造了有利条件并加剧了腐蚀，形成“腐蚀——结垢、结垢——腐蚀”互为因果的恶性循环，最大结垢速率达10mm/a以上，注水水质沿注水管网流程急剧恶化。据检测，清污水混合后1.53～2.02μm的颗粒数比清水增加了18～90倍，比污水增加10～14倍，造成注水系统腐蚀、结垢严重，注水井下井管柱不到1年就全部堵死。

1.2 低渗透油田注水压力高，注水困难，欠注严重

为提高低渗油藏的开发水平，油田通过开展钻井技术攻关和油层保护技术攻关，引进大型水力压裂技术，开展低渗油藏注水开发先导试验区等，使异常高温高压的文南、文东及常压的濮城沙三、卫城沙四等低渗油藏投入开发。但低渗油藏的注水开发表现出注水压力异常高，注入困难，部分低渗单元受当时工艺限制注不上水问题比较突出问题。统计分析这些欠注井主要分布在等低渗油藏上。由于低渗油藏注不够水，地层亏空严重，水驱动用程度低。

1.3 低渗透油田注水工艺技术配套难度大，系统投资成本高，效率低

随着低渗油藏逐步开发，受开发初期酸化、压裂增注技术限制，低渗油藏改造增注后有效期短，经济效益差，低渗油藏注水主要靠高压增注措施；分注工艺由于井下工具不能满足高温高压下的注水条件，分注管柱頻繁地失效换封，分注井和分注率急剧下降；与此同期，由于水质不过关，高压注水井损坏也较严重，低渗油藏注水开发非常有限。

1.4 低渗油藏水驱动用程度低，自然递减大

统计目前开发的多个低渗油藏单元，水驱控制程度仅60%左右，水驱动用程度不到40%，整体呈现出水驱动用程度低、自然递减大、油藏亏空严重的开发特点。

2 配套注水工艺技术，提高低渗透油田开发水平

2.1 系统治理注水水质，满足低渗透油藏注水开发需要

（1）清污水先混合后处理技术和水质改性工艺技术的应用

针对中原油田产出水腐蚀性强，清污水先分别处理再混合注入导致注水水质恶化，油田注水地面管网及井筒腐蚀、结垢、堵塞地层等问题，提出了清水与污水先混合、后处理达标的思路，即“让两种不同性质的水源提前混合、反应，将地下的矛盾提前到地面解决，将系统中的矛盾提前到站内解决”。

为了提高水质达标率，满足低渗油藏注水需要，近年来在应用水质改性工艺技术的基础上，清污先混合后处理，提高污水的pH值，调整污水离子构成，实现除油、除铁、除机杂、防腐、防垢等目的。通过逐步完善配套污水处理自动化控制技术，加药混合技术，逆向流沉降技术多级精细过滤技术，并对污水处理系统工艺流程的全面改造和加药配方的不断优化，现已形成了一套以“多级除油——混合杀菌——高效加药沉降——加压过滤——稳定外输”为主线的水处理工艺流程，形成了水质改性水处理技术、除铁降泥水处理技术、二氧化氯水处理技术、高效复合絮凝水处理技术，确保了处理后的水质达标率提高和水质达到低渗油藏注水标准，并解决了困扰油田多年的注水系统腐蚀难题。

（2）注水管网的复合清洗技术的应用

为了减少水质沿程二次污染问题，提高井口水质达标率，在站内水质达标的基础上，结合中原油田注水管线垢物含硫化物高的特点，为保证安全施工研制了抑制硫化氢化学清洗管线技术，硫化氢抑制率大于95%；针对化学清洗过程中存在管线清垢不彻底问题，研究应用了“物理清洗+化学清洗”复合清洗方式，除垢率大于95%。即先对注水干支线的主要部分分段通球进行机械清洗，清除80%以上的硬垢，然后全线实施化学清洗。

2.2 开展高压增注、提压注水，实现低渗透油藏注上水

为实现低渗油藏注上水的目的，研究了特高压注水工艺技术。首先以增压站为单元进行单站系统提压，将井口注水压力提高到接近于地层破裂压力40.0MPa以内。使地层产生微裂缝，从而提高地层渗透率，将水注到油层，实现补充地层能量、增加水驱动用储量、提高采油速度和最终采收率的目的。为此开展了特高压注水方式及选井原则、套管保护技术、特高压注水地面工程配套技术、特高压注水井的放压作业问题、特高压注水井管柱设计、特高压注水井的监测技术研究配套，制定了特高压安全注水操作规程、设计规范等，形成了系列特高压安全注水工艺技术，确保了特高压条件下注水工作的安全生产。

2.3 开展各种形式的降压注水，实现低渗透油藏注够水

针对深层低渗油藏，注水压力高的问题，为实现注上水的目的，近年来加大了注水井化学降压增注技术应用力度。主要研究应用了层内生气复合降压增注工艺、缩膨降压增注工艺、深穿透缓速酸、多元复合酸降压增注技术等，化学降压增注工艺技术对于降低注水压力，减缓井况恶化，注上水、注够水，提高水驱动用程度，起到了重要作用。

2.4 发展调剖、调驱技术，改善低渗透油藏层间、层内动用状况

针对低渗透非均质油藏，研究配套了近解远调、堵酸结合的集成调剖技术，缔合聚合物调剖技术和投球调剖技术，封堵强吸水层，最大程度改善吸水剖面，启动II、III类油层，实现层间接替。

2.5 加强分注工艺技术研究，适应低渗透油藏开发需要

在水质达标和低渗透油田注上水的基础上，依据中原油田高温、高压、高矿化度、井深等油藏特点，加强了分注工艺技术攻关研究，研究出耐高温、高压封隔器，形成油套高压分注管柱、双向卡瓦锚高压管柱、伸缩蠕动补偿锚定管柱等，配套完善了高压分注工具和测试工艺，开展了分注技术集成，适应高压分注和细分层注水开发需要。

3 认识

要提高低渗油藏开发水平必须搞好注水开发，必须深化油藏特性认识。从低渗油藏的储层物性、构造认识、注采井网程度、注采强度、井距关系等方面进行探讨，通过深化地质认识、科学合理布井、完善注采井网和配套工艺实施，可以提高低渗油藏开发效果和开发效益。

参考文献

[1] 张文峰.影响低渗透油藏注水开发效果的因素及改善措施[J].中国石油和化工标准与质量.2015，13（4）：116-118.