海上油田注水解堵工艺探索

海上油田注水解堵工艺探索

梁宝君，韩波，龙传章

中国石化胜利油田分公司海洋采油厂　

摘要：我们将继续根据油藏研究开展油井调动工作，及时补充地质能量，确保油藏有效开发。随着注水井注入的时间延长，注水水的质量会影响压井水的质量，流入地层的流体与储层不相容，从而造成注水井被堵塞，其吸水能力逐渐变差，注入压力增加，无法及时补充地层能量将对油田生产造成许多不利影响。为了保证海上油田油井的正常生产，迫切需要开展注水井解堵技术的研究，这对油田注水技术的研究具有重要的现实意义。

关键词：海上油田；注水解堵；探索

前言：油田生产中最重要的过程之一是油田注水开发技术。这样可以有效补充地质能量，加快开发速度，提高原油采收率。它在确保高度稳定的原油生产中发挥着积极作用。但是，海上油田的老城区部分已进入生产中后期，注水井的吸水能力逐渐降低，注入压力越来越高，无法及时地补充地质能量，这对油田生产具有负面影响。同时，由于海上油田的高产油强度（一口井的平均日产油量约为100立方米），地层严重短缺，注水井的日注入强度相对较高（日平均），单井注水量约为400立方米，井堵对油田生产的影响更为重要。为了保证近海油田油井的正常生产，开展注水井解堵技术研究非常迫切，这对油田注水技术的研究应用价值大。

一、目标井概况

在海上某油田调整井项目中，对压力管道的堵塞和渗透技术进行了研究。该井具体的一些基本参数见表1。注水井分为四个防砂段，每个区的分布，储层厚度，顶部/底部深度和估计的入渗量。

表1 基本参数

二、注水地层堵塞机理

（一）地层微粒运移堵塞

由于地质颗粒的移动，存在两种阻塞情况。（1）由于流体的大流量或压力差的大的波动，地层中的固结颗粒掉落，随流体一起移动并在孔隙中逐渐积累。从而阻止了流体的流动；（2）由于平台设备的原因，在注水过程中，结果，注水井突然停滞，地层中的砂粒流回水流，其中一些进入砂井或填充砾石的孔隙，降低了井附近的渗透性，并增加了阻力。

2. 化学堵塞

主要有四类：（1）氧化铁阻塞：管道和设备的腐蚀逐渐增加了注入水的铁含量。铁离子逐渐被氧化。形成Fe（OH）₃或Fe（OH）₂且溶液具有两种状态。一种是颗粒是形成较大颗粒并显示为“软颗粒”形态。二是以絮状物或胶体状态游离于溶液中。（2）结垢堵塞：地层水和注入水的混合物显然具有轻微的结垢碳酸钙和硫酸钡的趋势。注入水会降低地层温度，并可能导致有机物污染。当地层水和注入水以不同比例混合时，会发生结垢。当地层水和注入水具有相同的比例时，结垢量最大化。结垢是油田水质管理中的一个严重问题。结垢可能发生在井筒以及地层的多个部分。（3）水敏性堵塞：注入水与岩石接触后，粘土分散并掉落，矿物质水合，膨胀并移动。由于储存器的锁定喉部较小，很可能导致渗透通道阻塞。 （4）酸敏性堵塞：各种酸性溶液（酸性工作液介质或抗酸化剂）与岩石接触后，会发生沉淀，化学反应，并且岩石会被酸溶解并分解，从而产生颗粒，也可引起地层渗透率降低。

2. 电化学腐蚀

注入水对注水系统具有电化学腐蚀作用。腐蚀主要发生在金属表面上。注入的水具有高盐度并且是优异的电解质。由于金属表面电荷的差异，钢管和注入的水形成电池，使电子在两极之间流动。注入水不仅腐蚀注水系统，而且在腐蚀过程中还会释放铁离子，从而导致铁垢。诸如氢氧化铁和硫化铁之类的腐蚀产物不溶于水，并经常引起堵塞，从而降低了吸水率。

3. 注水井解堵施工技术

（一）工艺方法优选

根据堵塞的不同类型和通过实验室测试，最好使用不同的除塞剂。凭借完整的井口和井下油管柱程度，适中的处理段，较小的渗透差以及均匀的吸水井，注水井采用了动管柱笼统注入工艺；对于井口和井下管柱完好无损，处理段长，渗透率差异大，吸水不均匀的注水井，采用原管柱化学暂堵分流注入工艺；井口和地下管柱程度较差，处理段较长，渗透率级差大以及吸水不均匀的注水井，对动管柱采用了化学临时堵塞和分流注入技术。

（二）注水井复合解堵体系研究

根据以前的研究，油田注入井中的堵塞主要是由于水质，结垢，颗粒迁移和腐蚀不合标准造成的，并且堵塞的类型包括无机和有机堵塞，但无机堵塞和有机堵塞主次有时却无法判断，建议使用复合解堵技术解堵。有机和无机除垢剂分别作用于有机和无机垢。考虑到注水井的堵塞因素，类型和解决方案以及注水层位敏感性特征，该复合除堵器的组成和功能如下：

1. 无机解堵塞清除剂的主体是一种固体低速酸，可有效清除无机物质的堵塞，对胶结物溶蚀小，并且不会损坏岩石骨架。（2）无机水垢液体具有较强的溶解无机水垢和钙质胶结物的能力，其溶解速率随时间的流逝而增加，具有一定的延缓作用。（3）有效去除无机物的堵塞，对胶结物溶蚀小，并且不损坏岩石骨架。 （4）与常规土酸相比，无机解堵液对泥质胶结物主要矿物的溶出度非常低，不到2％。 对于渤海油田的低胶结物储层来说，减少了酸化堵塞后的岩石颗粒脱落的可能性。

（三）提升注水质量

注水质量是注水开发领域中“注好水、注够水”的重要任务。由于海上平台空间小，处理时间短，处理压力高等原因，回注污水的质量波动较大，其影响直接或间接传递给注水井。我们建议改善以下任务：同时加强对注水质量的管理。每个油田的水质变化对注水压力有不同程度的影响。通过分析不同时期注水质量引起的注水压力变化规律，量化水质对注水的影响；与检修工作相结合，加强对注水井底部淤积的取样和分析，建立各油田水井污染物数据库，为地面水质管理和后期酸化解堵提供技术依据。

结语：综上所述，根据对油田注水井堵塞机理的研究结果，有机脱毒剂用于去除有机物堵塞，无机堵塞去除剂用于去除无机物堵塞，即利用复核化学解堵的方式解决注水井堵塞问题，据此开展了室内实验室研究，同时在三口注水井开展了工程验证，结果表明，清除复杂化学品的堵塞物可以有效地增加注水量并降低注水压力。

参考文献：

[1]陈华兴. 海上油田含聚污水回注储层保护技术研究[D].西南石油大学,2017.

[2]计勇.海上油田注水解堵工艺探索[J].中外能源,2016,21(11):58-60.

[3]唐洪明, 海上聚合物驱油田注水水质调控与解堵增注技术研究. 四川省,西南石油大学,2016-06-07.