油田注水井堵塞原因分析及解堵增注措施

油田注水井堵塞原因分析及解堵增注措施

曹亮 刘强 张明明

延长油田股份有限公司南泥湾采油厂 陕西省延安市 716000

摘要：在油田运行过程中，注水井堵塞一直是一个较为棘手的问题。基于此，文章分析油田注水井堵塞原因并研究解堵增注措施。取油田注水井的堵塞物，分析堵塞物组成成分和形成机理，确定油田注水井堵塞物的形成原因。根据分析的注水井堵塞物成分，配置解堵试剂并优化试剂配方。设计解堵增注施工工艺参数和施工流程，完成对油田注水井解堵增注措施的研究。通过与两种传统解堵增注措施的对比实验，证明了应用研究的措施后的注水井注入压力明显减少，即研究的解堵增注措施的施工效果更佳。

关键词：油田；注水井；堵塞；原因分析；增注措施

引言

国内外低孔、低渗油藏普遍采用注水方式开发，但受储层敏感性、水质不配伍等因素影响，储层容易出现注水井堵塞，导致注水井压力升高，注水量下降，对应油井产能降低，影响油田的开发水平。M 油田属于典型的低孔、低渗储层，投产后一直采用注水开发，初期开发效果较好，但随着注水时间的延长，部分注水井压力明显升高，欠注现象严重。前期采用土酸酸化、胶束酸酸化等增注措施，初期注水井注入压力降低幅度大，但措施1～3月后，注水井的注入压力又逐渐升高。因此，针对 M油田注水井注入压力升高较快、常规酸化解堵增注措施有效期较短的问题，急需对该油田注水井堵塞原因进行全面分析，并研究更加高效合理的解堵增注措施。

1.油田注水井现状

石油是重要的能源来源，在油田开采的过程中，地下油层的石油储备量不断减少，会导致底层压力不断减少，影响油田开采量和开采效率的同时还会影响油田的开采安全。通过油田注水井向地下油层注水，有效控制油层压力，还能在一定程度上控制油田含水上升过快的局面。我国大部分的油田已经逐步进入高含水阶段，由于注水技术的限制、注入水质较差等原因，长期的注水操作会导致油田注水井堵塞，因此需要定期对注水井进行解堵增注操作。但是随着对油田开发进程的不断推进，开采深度不但加深，注水井堵塞物的成分越来越复杂，对油田注水井解堵增注措施的要求越来越高^[1]。传统的油田注水井解堵增注措施主要是通过单独的物理或化学方法对堵塞的油田注水井进行解堵增注操作，但是这种单一的处理措施大多是针对某一种特定的堵塞原因，而油田注水井堵塞的原因较多，而传统的解堵增注措施的局限性较大，所以需要研究能够解决多种注水井堵塞问题的解堵增注措施。

2.油田注水井堵塞原因分析

2.1油田注水井堵塞物成分分析

为分析油田注水井堵塞物成分，从油田堵塞的注水井中收集堵塞物样品，按照如下流程对堵塞物样品分析处理。 取一部分采集的堵塞物样品送入烘箱中，在200 ℃的恒定温度下，将堵塞物样品烘干至重量不变。称量烘干后堵塞物样品的质量，使用索氏提取器对样品洗油，将洗油处理后的固体与溶液混合，一段时间后过滤混合液并将滤渣和滤纸一同送入烘箱中，在 200 ℃的恒定温度下烘干至恒重。两次烘干后质量的比值即为注水井中堵塞物含油量。 将经过索氏提取器洗油和干燥处理后的堵塞物样品用纯水清洗，将清洗后的样品用高目滤网包裹，使用纯水不断冲刷，使得堵塞物样品上附着的无机物分离。分别使用红外光谱分析仪和无机物分析方法分析冲洗液和分离的无机物中的成分。 分析结果显示，油田注水井堵塞物中的主要成分为 24.7%油污、38.9%有机物以及 36.4%无机物。其中，无机物的主要成分为碳酸钙等。确定油田注水井堵塞物的成分后，分析确定注水井的堵塞原因。

2.2分析确定注水井堵塞原因

根据上文中对油田注水井堵塞物样品的成分，可以得出如表 1 所示的油田注水井堵塞物形成的机理和特点。

表 1油田注水井堵塞物形成的机理和特点

因此，由堵塞物的形成机理可以总结出油田注水井堵塞物的形成原因为以下几条：（1）地层颗粒、反应沉淀与聚合物、地层中包含的水与注入水中的某些成分的结垢和黏土以及氧化物胶体包裹成团；（2）地层中残留油污与其他不溶于水的堵塞物缠结成团；（3）在注水施工过程中，砂砾和微生物等在地层孔隙形成的堵塞； 确定油田注水井堵塞原因后，研究油田注水井解堵增注措施^[2]。

3.油田注水井解堵增注措施

3.1表面改性降压增注技术

表面改性降压增注技术主要包括了水基纳米体系降压增注、表面活性剂的活性降压增注及分子膜的降压增注，这３种降压增注技术机理虽有区别，但都是从改善储层表面性质实现降压增注，表面改性技术正逐步在低渗透油藏的降压增注中显现作用，取得良好的效果。

3.1.1水基聚硅纳米增注技术

水基聚硅纳米材料是在聚硅纳米材料的基础上，通过表面改性，添加合适的表面活性剂对其表面进行修饰，形成微乳状水溶液以减少在施工中用柴油携带的高成本。公司成功研制了水基聚硅纳米体系，并于2011~2012年M采油厂22口水井进行了水基纳米聚硅增注工艺应用，取得明显增注效果，增注有效率91％ ，对应油井合计增油3652ｔ。22口井均采用每米油层挤入1m

^３水基纳米聚硅溶液，使用质量分数为２‰ 。以C6N21为例，该井措施前注水油压21MPa，和泵压持平，配注50m³，注不进。 2011年３月酸化后，向地层挤入15ｍ^３水基纳米聚硅溶液，开井后，初期注水压力17MPa，日实注48ｍ^３，至2012年10月，注水压力20MPa，日实注水48ｍ^３，完成配注量。增注有效期延长了15个月，目前仍有效。

3.1.2表面活性降压增注技术

表面活性降压增注技术主要是通过表面活性剂来降低油水界面张力，改善润湿性，解除注水贾敏效应，提高乳化油增溶能力来实现降压增注。胜利油田成功研制了两类表面活性降压体系，即具有超低界面张力的烷基胺聚氧丙烯氧乙烯醚双羧酸盐体系和杂双子表面活性剂，在胜利油田东辛辛68、临盘夏502块现场试验中收到了较好的效果。共计试验14井次，有效率93％ ^[3]。

3.1.3分子膜降压增注技术

分子膜降压增注技术的机理是分子膜增注剂与带有负电荷的岩石表面发生静电吸附，在岩石孔道壁面形成一层纳米级的分子沉积膜，迫使原来吸附在孔道壁面的水膜变薄、脱落。岩石的润湿性由原来的强水湿变成中间湿或弱水湿，扩大了孔道半径，降低了水的界面张力，提高了水相渗透率，从而提高了储层吸水能力，达到改善注水开发效果的目的。由于分子膜的存在，后续注入水不能与孔道壁面接触，能够阻止黏土颗粒的膨胀和运移，确保增注措施的效果及有效期。胜利油田采油工艺研究院研制了分子膜增注剂，同时对其增注微观机理、分子膜增注剂的吸附性进行了详细研究，相继在临盘、滨南、桩西胜采、纯梁等采油厂的１７口井进行了试验应用，取得良好增注效果，累计增注6.8×104ｍ^３/ｄ ，对应油井增油效果明显。

3.2电脉冲解堵增注技术

（1）增注机理。① 冲击波对油层岩石的造缝作用；②对油层孔隙介质的剪切作用；③ 提高地层渗透率作用；④清除地层污染物作用。（2）装置构成。整套设备分为地面部分和井下部分。电缆车送井下部分到油层位置并连接地面电源控制柜地面部分：电源控制柜。井下部分：高压直流电源；高聚能电容器；能量控制器；能量转换器。

4.结束语

油田注水井堵塞原因不同，对应的解堵增注措施也不同。本文研究了油田注水井堵塞原因及解堵增注措施，通过与两种传统的油田注水井解堵增注措施的对比实验，证明了本文的研究成果对油田注水井堵塞现象的处理效果更佳。

参考文献：

[1]蒋晨，杨博，黄友晴，等. 碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究进展[J].当代化工，2020，49（2）：450-453.

[2]李进，王昆剑，韩耀图，等. 渤海油田注水井酸化效果预测评价方法[J].钻井液与完井液，2019，36（4）：506-511.

[3]吴洪豪，舍建忠，贾健，等. 新疆准噶尔盆地东北缘石炭系姜巴斯套组烃源岩评价[J]. 新疆地质，2019，37（3）：323-328.

作者简介：曹亮，男，汉族，1982年08月出生于陕西省延安市，2016年毕业于中国石油大学，石油工程专业，助理工程师，研究方向：是油田注水开发、油水井测试措施

作者简介：刘强，男，汉族，1980年2月出生于陕西延安，2014毕业于中国石油大学石油工程专业，大专学历，助理工程师，研究方向：油田采油注水开发。

作者简介：张明明，男，汉族，1980年12月出生于陕西省延安市，2014年毕业于中国石油大学，石油工程专业，助理工程师，研究方向，射孔、压裂工程。