低渗透油田三次采油配套注采工艺探讨

低渗透油田三次采油配套注采工艺探讨

张建

（大庆油田第八采油厂，黑龙江 大庆 163000）

摘要：由于大庆外围油地一般为低渗透油藏开采,低渗透油藏开发储量丰富,有着巨大的开发利用前景,但由于它具有孔隙渗透条件较弱、储层非均质、储层物性差等特征,开发与利用中所遇到的技术难度很大。同时随着技术研究的逐步开展,低渗透油藏开采中低产油井的比重也将相应提高,常规一二次采油技术难以继续有效提升采收率,而三次采油技术将成为低渗透油藏开发技术进一步提高采收率的重要科技前沿,将有效的改善和提高低渗透油藏开发技术的采收效益。随着三次采油技术的研发和进步，三次采油技术不断复合化，多元化，随之对其配套的注采技术提出了更高的要求。本文对三次采油配套的注采工艺技术展开探讨，针对不同类型的三采技术总结出与之配套的注采工艺技术。

关键词：三次采油；注采工艺；配套技术；低渗透油田

作者简介：张建，男，1979年生，2022年毕业于大庆石油学院石油工程专业，第八采油厂工艺研究所，注采工艺室，从事采油工艺。

联系方式：0459-5988276

随着大庆油田的不断开发，中部油田开发历史较长，长时间的开发使得部分区块逐渐进入高含水阶段，从上个世纪末期，大庆油田开始加大外围油田的勘探开发工作，逐步在外围油田大规模的低渗透油藏进一步深入开发。外围油田的低渗透油藏具有储层物性差，渗透率低，丰度低，孔隙度低，非均质性强的特点，若不采取一定的开发措施，单井的产能相对较低。

注采工程是三次采油技术中的非常关键的组成部分，具有转承前后阶段的重要作用，上承油藏工程对油田开发的规划计划，下接地面工程的各项建设工作。目前针对低渗透油藏三次采油技术的配套注采工艺在石油行业经过了很长时间的发展，技术进步幅度明显，取得了不少成果。本文系统总结了典型三次采油技术及其配套注采技术的技术特点，分析了三次采油技术及其配套采油技术存在的主要问题和发展趋势，为我国三次采油技术及其配套注采工艺技术的进一步推广应用提供指导。

1三次采油技术基本概况

低渗透油藏的开发技术经过多年发展，已经形成较为清晰的体系，常规技术有化学驱、气驱、微生物驱等。三次采油技术在低渗透储层的主要技术思路相比于二次采油，一方面是在其之上进行了进一步扩展和延申，另一面则另辟蹊径，采取了更加创新的思路。但总体上可以将主要思路归为两方面，一是改善地层条件，增加孔隙度，提高渗透率。二是强化驱替能力，通过更改注入物质，利用不同注入物质的独特特性，加强地层流体的流动性，提高波及效率 [1]。

1.1聚合物驱

（1）技术特点。增加注入物质的黏度，提高宏观波及效率；聚合物还具有一定的粘弹性，这种特性使得其还具有一定的洗油效果。

（2）局限性。聚合物分子相对来说体积较大，对于低渗透油藏的小孔隙的特点，聚合物分子难以发挥优势，而且还导致了注入压力过高的问题。

1.2二元复合驱

（1）技术特点。即表面活性剂和聚合物搭配使用，表面活性剂能提高洗油效率。

（2）局限性。聚合物分子依然存在分子尺寸过大的问题。

1.3微生物驱

（1）技术特点。微生物能够进入小孔喉，通过微生物自身的新陈代谢，产生的物质，同样具有驱油的效果。

（2）局限性。微生物的生存条件比较苛刻。

1.4气驱

（1）技术特点。通过注入气体，提高波及效率。

（2）局限性。气源获取较为困难；易发生气窜；混相压力高等。

除了上述典型的三次采油技术以外，还有将不同技术相互组合创新以达到“各取所长”效果的各种复合型驱油技术。

2三次采油配套注采工艺探讨

2.1存在问题

三次采油技术由于注入物质多样且复杂，因此针对注入物质的不同，对注入井井下工具也有着不一样的需求，比如有些具有腐蚀性的注入物质可能会对管柱及封隔器等工具产生腐蚀，降低其密封性及使用寿命。三次采油驱油原理不同于常规水驱，因此对注入压力也有相应的要求。随着三次采油的应用，举升井产出液逐渐出现注入物质，针对注入物质的不同特性，举升井应做好预防措施。

2.2配套举升工艺技术

2.2.1防腐技术

针对特殊注入物质所具有的腐蚀性，需对注入井井下管柱及井口进行防腐处理，其中二氧化碳对井下工具的腐蚀破坏是金属材料破坏的主要原因之一。在干燥的情况下，二氧化碳气体几乎不会腐蚀钢铁。但如果是在潮湿的环境下，二氧化碳溶于水，其腐蚀性会大大增加。目前二氧化碳的腐蚀机理已被广泛研究，其防腐技术主要有缓蚀剂、阴极保护、耐腐蚀合金材料、涂层等。

2.2.2密封性要求

对于常规注入管柱中，起到密封性的主要是封隔器，而封隔器的密封组件主要是胶筒，因此胶筒材质的理化性质至关重要，密封性好的胶筒所具有的基本素质是耐温性好，抗拉伸，抗磨损，耐腐蚀。除了胶筒以外，三次采油技术中一些特殊性质的注入物质也会对油管，井口等部件的连接处有密封要求（比如气驱）。因此针对不同的三次采油技术中，注入管柱的密封性相较于二次采油要在整体或局部上增强。

2.2.3注入管柱

目前三次采油的注入管柱技术是在二采的基础上进一步延伸，相较于二采，三采更加注重于细化注水层位，缓解由于储层物性差异过大，导致的层间矛盾问题。注水管柱发展出了许多类型，主要代表类型有：笼统注水，同心或偏心分注，油套分注等技术 [1]。

①笼统注入工艺技术。针对层间矛盾较小的注入井建议采用笼统注入，优点是井口和油管基本可以满足注入剂的技术要求。笼统注入井下管柱结构是现在为止所有注入工艺管柱结构中最简单的，因此是聚合物注入过程中剪切力最小的工艺。聚合物对油管影响的关键因素是管壁的光滑度，因此应尽可能对内壁进行处理，并防止化学试剂腐蚀油管和套管。建议在注入层上方用保护性封隔器保护套管，防止化学药剂腐蚀套管。

②油套分注工艺技术。技术原理：通过使用封隔器将上下两层分隔开，上层将油套环空作为注入通道，下层则仍采用油管，这种分注方式，相当于变相向注入层下入了两套注入管柱，上下两层的配注量均有地面直接控制，注入液体在井下无大节流，适合聚合物的注入。其特点是：聚合物在管柱中不易受到节流的影响，物理化学性能不会造成太大的变化或者损失。缺点是：如果注入物质具有较强的腐蚀性，那么由于上层注入物质直接接触套管，长时间的注入可能会在导致套管被腐蚀。

③偏心分注工艺技术。优点是：可以沿用原有的工艺和井口，配注层数可以达到三层以上，近年来随着封隔器配水器等井下工具的技术进步，甚至可以实现每个小层细分注入。缺点是：如果注入的是聚合物，那么水嘴尺寸对聚合物造成的剪切影响需要提前做出实验结果，即聚合物与每层的数量和分子量必须以1：1的实验来确定喷嘴的尺寸。每次调整配注前时都进行实验。

2.2.4举升工艺

目前国内三次采油技术所配套的采油工艺主要还是常规机抽采油工艺[2]。针对特殊井况应采取防气防砂及防腐措施。特别是在油井的气驱技术发展中，随着试验的进行，油井会因为间歇性出气导致抽油泵效率降低、套管压力上升的负面影响，对油井的抽油泵效率和产量造成了严重影响。当油气比大的油井采用常规举升工艺时，由于井底产出液中气体的影响，举升泵的充液程度变差，抽油泵效率降低，经常发生“气锁”。如果发生“液面冲击”现象，还会导致杆柱、油管等设备的磨损加剧。

为了避免采油井井下的气体对有杆泵举升效率造成影响，可以通过安装气举阀的方式，将套管中的气体能量转化为帮助油杆举升的能量。在有杆泵上行举升的时候，若油套环空中的气体压力比气举阀的开启压力大，则气体会进入油管，使得油管中的流体密度下降，达到携液举升的目的。若油套环空中的气体压力比气举阀的开启压力小，则气举阀会保持在关闭的状态。气举阀可以转化利用由于井底出气导致套压升高的气体能量，并且可以合理自动地将套管压力控制在较低的范围内，使系统始终处于动平衡的状态下。

图1防气防砂装置结构原理图

图2防气抽油泵结构原理图

当油井出气较为严重时，可以通过控制井底流压的方式，提高井底产出流体进入抽油泵时的压力。同时也可以采用防气防砂装置和防气式抽油泵的组合，降低气体对举升泵造成的负面影响。防气防砂装置主要作用机制是在气体和砂等杂质进入举升泵之前，将其分离出去。其工作原理为，当气液混合物进入防气防砂装置时，气体和砂在重力的作用下分别上浮和下沉，实现气体分离效果，随后混合液体在向下行进过程中进入螺旋通道，并在螺旋通道中旋转，在旋转带来的离心力的作用下，砂粒从原油中分离出来，并沉降在管柱下方的尾管中。防气抽油泵的主要工作原理是，当气液混合物进入泵体中时，随着柱塞的上下往复，若柱塞在泵体上部时，气体存储在换气装置中，等柱塞下行至泵体下端，则储存在换气装置中的气体会在重力的作用下进入油管，有效的将泵体中的气体排出，防止气锁，提高泵的充满程度，进而提高泵效 [3]。

3结论

（1）本文总结了目前几种常见应用的三次采油技术。并对其技术特点、应用情况及局限性进行了归纳。

（2）对在三次采油配套注采工艺技术中出现的问题进行了总结分析，并总结了不同三次采油技术所对应的配套注采工艺技术。

参考文献：

[1]辽河锦16块二元复合驱油注采工艺设计 李均强 -《东北石油大学硕士论文》- 2012-05-27.

[2]张绍辉,王凯,王玲等.CO_2驱注采工艺的应用与发展[J].《石油钻采工艺》,2016,38(06):869-875.DOI:10.13639/j.odpt.2016.06.030.

[3]王红霞,盛祖萍,闫晓敏等.防气防砂工具的研制与应用[J].内蒙古石油化工,2014,40(17):24-25.