低渗透油田注水开发工艺技术分析

陈小婵(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第十一采油厂，陕西 西安 710021)

0 引言

随着中国社会主义经济的不断发展，人们对石油的迫切需求也日益增加。低渗透性储层目前资源比较丰富。只有高效地开发低渗透性储层石油资源，才能最大限度地合理利用中国的石油资源，增加石油战略储备，同时改善市场供应不足的问题[1]。

1 油田现状

1.1 地质特性和物理特性

低密度渗透海水油田油井纵面局部油水资源分布复杂，油井内局部油水渗漏现象普遍，这极大程度地加大了油水布井和渗透油田自身油水开发的工作难度。储层砂体粒径越小，油气田开发井网水驱控制效果就越差。

油田技术开发的主要目标为优质富油层，属低渗透率的油藏，渗透率约10×10-5μm2左右，孔隙度约15%，油层渗透物性不理想，油井产能必然会降低。事实上，大约35%的原油注水井每天累计注水量平均不足5 m3，四分之一的注油井不能具备保证预期储油量的能力，开采持续时间往往需要超过半年，这对油田生产造成了很大的影响，从而进一步影响了整体的产量[2]。

非均匀、孔结构是低渗油田的物理特征，一般而言，非均匀性油田的开采产能总体上都很差，采油纵横物性差异较大，一般在5%～30%之间。研究结果表明，国外用于低渗砂岩油藏的平均孔隙度为10.42%，我国为11.5%。低渗油藏结构按孔隙度进行划分可以细分为高孔型和低孔型两类，前者主要含有微淀粉颗粒砂岩、极细颗粒砂岩，埋层沉积深度浅。

1.2 油田开发过程中的安全问题

石化企业中，最常见的安全隐患是设备老化所引发的安全性问题。因为油品生产过程的特殊性，油品加工难度本身就大，风险相对较高，对设备的损害就要比其他生产工艺更大。在石油生产经营过程中对生产设备有很高的技术要求。在这一背景下，一些石油企业因长期不能真正做到例行维护，周期性对石油生产设备定期进行检查、维修和更换，将不可避免地导致生产设备的持续性老化。近年来，有相当一部分事故是生产过程中设备的老化问题造成的，再加上自然环境中的温度过高，会导致原油燃烧或爆炸等危险事故。

1.3 资源利用不足

在石油开采过程中，泵送效率往往不能满足需求。输油泵作为石油输送的核心单元，对石油输送能力的大小起到决定性的作用。一方面，输油泵的动能转换效率决定着开采过程中石油的传输效率；另一方面，在开采后，原油的输送过程也需要依赖输油泵来进行对各个加工部门的配给。所以，如果输油泵的资源利用不足，会在很大程度上影响石油加工的整体效率。另外，输油泵作为长期工作的部件，需要及时地进行养护，在使用过程中，要制定合理的生产计划，通过合理调配现有硬件资源，使输油泵的泵送效率达到最大，从而减轻资源利用不足问题带来的影响。

能源损耗过大。如在集输生产中，输油管经常出现结垢，使输油管表面平整度下降，这就导致输油生产过程中遇到的阻力增大，产生不必要的输油动力损耗和能量损失。

2 石油注水工艺升级的具体措施

2.1 超前注入

实践表明，低渗透油井注水有助于提高原油产量，改善油藏质量，使油品有较大提升。但超前注水将使油田油层压力降低。因此，这一过程的实施初期效果较为明显，但后期由于超前注水技术的不成熟和水量控制不当等问题，会造成油田局部塌陷不稳的现象，进而影响到油田中后期采油工的顺利实施。

2.2 同步性注采方法

一般而言，油层内的自然能量含量较低，因而导压性能一般较差，在进行注水开采时，为了保证地层压力，必须尽量降低由于渗透性所造成的不利影响，在采油的同时，同期进行注水作业。

2.3 高注采比注入法

有关资料表明，目前国内很多油田试验区注水周期都在30个月左右，且每年注采比超过2.5，且在地层压力达到饱和压力标准后，才能取得良好的注水效果

2.4 井网方式的调整

一般认为，井网水驱控制与油藏开发关联较为密切，实践证明的确如此。在生产作业过程中，井网水驱控制被认为是同步注采油层的关键，所以通常需要把砂体分布的面积、井距与注采比的相关数据量进行确认，找到这些值的关联关系；另外，还要及时调整井网水驱控制的力度大小，以保证其运行过程中的适度与稳定性。井下注采距离与水驱控制度的相关性往往关系到施工作业的质量。井下工作人员还需要对井网数量进行适当的调控与把握，从而达到提高低渗透油田的产能的目的。

2.5 裂缝注水方式

在开采过程中，油田块裂缝的情况时有发生，裂缝往往沿东西向不规则分布。按照惯例可通过反九点井网的方法进行处理，通常需要严格控制井口与裂缝间的夹角参数，一般取11.5 °为宜。另外，在进行注水作业时，要严格按照工艺流程，将注水口沿裂隙的延伸方向推进，整个过程应保持均匀的输送水速率。实施过程中还应观察裂缝的具体位置，并及时记录不同时刻的参数变化，从而实现在注水拉水线以及裂缝的两侧精准驱油，进而达到提升油田注水效率的目的[3]。

2.6 注采调控

目前，中国已经拥有很多大型油田，如河南、胜利、汉江油田等，这些油田均为我国获取石油资源战略储备的重要采集地，但国内很多大型油田的勘探开发已开始进入中后期。对这类中、后期油田而言，开发油田将增加成本。目前国内大部分油田所产的油品较差，且埋藏过深，开发过程中需要大量的资金投入。即便是增加了投入成本，所开采的原油仍不能达到加工需求。所以，在油田开发中后期，要注意在增产技术上的开拓和创新，以注采调控技术为创新的第一个桥头堡，对油层结构进行一些改进和修复后，在采油过程中加强采油调节技术的实际运用。采用注采控制技术，可有效改善油层开采状况，使油层开采形势得到较大改善，继而使采油工作顺利进行。

2.7 注水水质处理技术

石油开发注水法，是通过油田注水点将处理后的水注到油层，这对水质处理的工艺要求就较为严格。而在实际操作过程中，油田油喉点位置很小，不利于注水工作的开展和实施，而且经常因注水时的水流、水质等问题而导致堵塞，从而影响到后续工作。需要在注水之前进行合规处理，并对将要注入的水进行严格的水质检查。如果不能将合格的水注入油田中，则会加大低渗透油田的开发难度。

在油田中、晚期石油开采增产作业中，容易发生油田堵塞缺水现象，这将极大地降低油田的中期资源综合利用率，此时可考虑采用混合气吞吐技术，通过气体加热，产生一定量的气体蒸气，改变其中的温度波动状态，使进入油田的气体流动量和黏度大大减小，增加气田油流的运动流速，提高油田地层降水压力，从而可以达到最大增产的效果，这大大地改善了油田中期堵塞现象造成的资源利用损失严重的情况。

油田资源是有限的，在大规模开发的情况下，很难维持当前所需。持续高效开发油气资源，必然需要合理规划开采计划，过度开采会使油田中晚期问题加重。因此，应在提高油田资源利用率的前提下，尽量采用最优策略开发油田，以降低生产成本，并使油田资源得到最有效的利用，这也是注水处理工艺技术的意义所在。

2.8 分层注水工艺技术

在理想状态下，注水工艺可以很大程度上提升产能及生产效果，但在实际开发过程中，经常受地质、地形等外部环境因素的影响，导致油田开发效果不佳。采用分层注水工艺技术，可以有效地促进油田开发，提高油田产量。分层注水法可有效利用地质结构的特点，将水注入至油层的胶体结构，使水对胶体结构有一定的应力影响，从而增加油层间隙，减少流阻，提高中后期油田的资源综合利用率，使石油产能有所提高。

2.9 持续加强技术创新研究

油田开发中后期会出现很多问题，主要由于缺乏专业技术人员的技术支持，从而出现在油田开发过程中的技术应用不够完善、关键技术应用效果不佳等问题，最终导致资源利用率下降。为此，政府应加大科技研发力度。未来，在中国国有油田研究开采创新技术的过程中，应大胆地对创新技术进行实践，通过实践检验技术的适用性、可行性。同时，提高对低渗透油田开采相关知识的普及程度，提升基本掌握程度和操作员熟练程度，在此基础上，对创新技术的认知度、认可度也应提升，找到切实解决问题的好办法及创新方法，从而可以更有效地实现石油资源的综合利用[4]。

3 结语

综上，在油田开发过程中，应当将有效的科学技术与其它新型技术相结合，以降低注采工艺给油田开采带来的不良影响，实现高效地原油开采，提高油田的产能效果，同时减少目前油田所面临的问题，使中国低渗透油田开发技术逐渐走向成熟。