采油工程中水平井注水工艺存在问题及改进措施

摘要：采油工程具有复杂性和系统性，为了保证采油工程顺利开展，需要掌握好采油工程的施工工艺，控制好施工要点，找出施工中存在的问题并提出相应的改进措施。文章首先对采油工程水平井注水工艺中存在的问题进行了分析，然后对水平井注水工艺改进措施进行了探讨。

关键词：采油工程；水平井；注水工艺；改进措施；施工要点 文献标识码：A

中图分类号：TE357 文章编号：1009-2374（2016）26-0142-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.069

水平井注水工艺作为一种效率比较高的开采技术，可以有效改善低渗透油田的开发。通过应用水平井注水工艺不但可以提升注水量、增加波及系数和驱油效率，而且可以提升油藏压力维持程度，提高经济效益。相较于直井来说，水平井注水具有注入启动压力小、热裂缝丰富、注水井段成、近线性驱动等优点。但是在实际使用过程中，工艺上依然存在一些问题，还需要进行

改进。

1 水平井注水工艺的优势

1.1 注水井段长

通过实地调查可发现水平井在薄油层中保持着较长的水平井段，借助水平井可实现注水量的大幅度增加，也在一定程度上能增强注水面积，确保地层压力处于可控制范围内。

不管是直井的吸水强度，还是水平井的吸水强度，都应满足相应的要求，而且直井沿程吸水强度应远远强于水平井的吸水强度，这样做的目的一方面可减小水驱速度；另一方面也能增强水驱波。采取水平井注水技术可大大增强水驱波，尤其是处于特殊区域施工中应用效果更为明显，为油厂生产提供了可靠的保障。

1.2 热裂缝丰富

通常情况下，注入井中的热裂缝现象属于一种正常现象，特别是对深层注水井来说更是如此。垂直注入井也能形成独立的裂缝，但因为井口压力的差异再加之渗透能力的不同，裂缝长度也会呈现出较大的变化，这必然使水注入速率发生大的变动。水平井具有较长的水平段，可借助水平井注水的最大幅度产生差异较大的裂缝。此外水平注入井的流动速率的变化也会产生多种裂缝，大大增强了注入速率。

1.3 近线性驱动

水平井具有注水井段长以及热裂缝丰富的优势，这样可使水前缘可类似地看成为线性驱动，此种驱动模式能够增强驱油效率。1口水平注入井与2口直井之间水前缘到达区域见图1所示，此阶段可近似看成线性驱动模式。

2 水平井注水工艺中存在的不足之处与故障原因

2.1 出砂问题

出砂问题对水平井有着较大的影响，具体表现

如下：

2.1.1 出砂时间过短或造成油层部位出现持续的掩盖现象，造成水平井异常现象的发生。

2.1.2 出砂异常未得到及时有效的处理，则会使套管的整体结构遭受到一定的损坏，影响正常生产工作的开展。所以作为施工管理人员应引起足够的重视，做好水平井的管理与预防工作，如若存在异常应立即采取有效的措施加以解决，提高水平井的使用效率，为安全施工保驾护航。

2.2 套管破损现象

一旦发现水平井套管有破损等现象时，应立即停止使用，以免影响后续施工的顺利实施。而造成套管破损的因素是多方面的，现列举如下：

2.2.1 注水方式不恰当或者水压控制不合理导致的套管破损现象。

2.2.2 钻探工作不科学导致的。

2.2.3 地层水中有机质含量超标对套管造成的影响，此外一些人为因素也会造成套管的破损。

2.3 结垢问题

结垢问题是水平井所存在问题中最严重的一个问题，如果水平井中有了结垢，则可能导致整个采油系统出现故障。除此之外，对日常油压以及注水量的数据采集也会造成影响，并且由于水平井很难调配，安装重组的工序繁杂，因此如果地层下管网形成结垢，那么将使水平井无法正常运作，同时还会引起地层原油污染。水平井之所以会产生结垢，主要受两个因素的影响：

2.3.1 地层中原来就有的物质与由水平井作业带来的其他物质之间存在不匹配或元素之间发生了某一化学反应，从而使管网结垢，结垢一旦形成就很难清除。

2.3.2 由于油井周围区域内地下水环境及原油储存环境发生变化，使油井生产过程中引起物质变化，反应生成沉淀物。当油管受到结垢腐蚀，出现损坏时就会引起油管破裂，甚至导致原油泄漏。

3 改进措施

3.1 水平井出砂问题的解决措施

3.1.1 加强常规工作的管理。施工人员在工作中应认真负责，严格按照规范进行操作，对水平井油压和注水量每天都要进行数据记录，并且依据这些数据，分析掌握水平井吸水性能的变化情况。如果综合分析之后发现，油压压力上升0.5MPa，同期注水量明显减少，就必须对采集的数据再次进行核对，检查数据是否有误，如果数据没有大的误差，则说明吸水性能出现问题。

3.1.2 依据每日水平井的油压和注水量的差距，分析水平井下状态是否良好，同时套压情况也是需要考虑的一个重要因素。参照水平井套压的标准压力差为0.7MPa作业，此时水平井中油压与套压完美契合，如果套压随着油压的变化而变化，变化值成正比，则也可以说明油压与套压达到平衡。通过将注入量在瞬间增加，使上下之间串通无阻，以此来检测封隔器是否封闭完全。当注水量猛增时，吸水性能好的那一层就会比吸水性能差的那一层吸收更多的水，分别对两个层的吸水量状况进行分析，来判断出是哪一级封离器存在问题，需要对其及时进行维修。对其他各级封离器是否存在故障，则是将各种影响因素综合起来进行考虑的，主要是分析井内油压的升降情况，套压起伏变化程度以及水注入量的变化情况等，完成对除过一级之外其他各级的封离器实效判断工作。

3.1.3 根据注水量数据绘制注水量曲线图，以此来分析水平井下的状况，一旦发现问题，应立即采取有效措施进行防范，并告知相关部门进行处理，从而使故障能够及时排除。

3.2 水平井套管破损问题的解决策略

3.2.1 严格要求泥岩层的治理，采取措施减少水流压力，从而减少水流对不坚固岩层的侵蚀，还有应注意对水平井进行加固，使水平井状态良好，从而避免管道破损。

3.2.2 选取性能较好的优质材料，如高级钢、后壁等新型材料，使其能够增强抗压抗挤和抗腐蚀能力。

3.2.3 加强对注入水的水质监测，减少注入水的杂质对水管的腐蚀和结垢，从而延长管道的使用期限。

3.3 水平井结垢问题的防治措施

3.3.1 改善水平井周围的水质。如果水平井周围的地下水水质较好的话，就会大大减少结垢，所以应该采用净水设施对水平井周边的水质进行净化处理，提高地下水的水质，同时应对周边大范围地区都加强水资源的保护，以此减少结垢的几率。

3.3.2 对开始出现结垢但还未能沉积的结垢物质进行清理，比较常用的有物理除垢和化学除垢两种方式。其中物理除垢是通过高压水设备射出压力激流将水垢冲击掉，这种方式能够有效地清除水垢，除垢效果明显，耗时短。其主要的操作流程是推动柱塞泵产生压力，加压的水流在流经特制的喷嘴后喷向水垢，将水垢冲击掉。另外一种物理除垢的方式是碎石除垢，这一方式是在柱塞泵给水流加压后，在高压水中再掺杂部分碎石，碎石在水流与压力下高速转动并射向水垢，抑制摩擦撞击从而打掉水垢，再跟随高压水流出去，完成除垢

任务。

物理除垢操作起来较容易，并且除垢效果好，投入成本低；化学除垢是分析检验水垢中含有的各化学元素，应用化学反应原理调配化学试剂，当试剂与水垢的化学成分反应后，生成水和其他物质，通过水流一起排出管道。

3.3.3 如果资金较充足时，可以采用高科技的防腐蚀、防结垢的新型管道材料，这样就能彻底杜绝结垢现象的发生。

4 结语

综上所述，在采油工程施工后期，经常会遇到很多的问题，这些问题严重时会使油井提前停产，对油田企业的可持续发展造成比较大的影响，所以要分析工艺中的常见问题，针对性地采取防范措施，实现采油工程的发展。

参考文献

[1] 张成.浅谈采油工程中注水工艺的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（9）.

[2] 谢杰.试述采油工程中的注水工艺[J].中国石油和化工标准与质量，2014，（5）.

[3] 马歆宁.低渗低产油藏射孔、注水工艺系统研究[D].西安石油大学，2011.

作者简介：侯平伟（1989-），男，河南济源人，长庆油田分公司第二采油厂助理工程师，研究方向：采油技术。