注水井大修原因分析及预防措施

注水井大修原因分析及预防措施

张晓峰李文成刘海波

吉林油田分公司扶余采油厂

摘要：目前，油田已进入高含水开发期。注水不仅可以补充井底缺失的能量，还可以起到一定的平衡注采关系的作用，对稳定油井稳产、稳定产液递减有积极的作用。目前油田的注水方式主要分为一般注水和分层注水两种。一般注水是指在注水井地下部分的非分层段注水，每个小层在相同压力下注水；分层注水是区分注水井井下层段，利用封隔器和配水器形成井下管柱，每个层段注入不同的压力。

关键词：注水井；大修；预防原因；措施

对某采油厂以往大修水井调查分析，结合井眼内垢物组分分析结果，发现井眼内水质在静态下发生的严重细菌腐蚀作用是引起水井油套管腐蚀及环空堵塞的主要因素。改善注水水质、对注水井进行定期洗井或在油套管环空中投加具有杀菌作用的溶液，可对水井大修现象的产生起到较好预防作用。

一、注水井异常产生的原因分析

1.设备出现问题。（1）仪器影响，日常所用的压力表校验和存放使用都可能导致数据的不准确，还有水表由于水质等问题导致叶轮卡死等原因造成数据的异常，要求我们日常工作要细致，遇到数据异常时要先进行工具检查。（2）设备影响，管线穿孔、闸门损坏导致控制难度大，出现异常，要求我们要勤对设备进行维护并且要多观察多看，周围管线和井的情况。（3）井下工具，油管漏失、封隔器不严、水嘴刺大等都会引起注水异常，这就要求我们及时进行测试，录取套压并进行套压自行调查，尤其是油套平衡的井更要优先调查看是否有漏或封隔器不严的问题，早发现早处理，避免套损的进一步发生。

2.地层发生异常变化。油压不变或者有所升高时，注水量下降。发生这种情况的原因有以下几种：第一，由于水嘴的堵塞，解决的办法就需要通过洗井或者测试；第二，地层的吸水能力的降低，解决的办法就需要用微喷的方法进行洗井；第三，水表不准，解决的办法就需要检验或者校对水表；第四，井口的闸门松动、掉落，解决的办法就需要检查或者更换闸门；第五，压力表使用时间过长或碰撞引起的压力表不准，这种情况下就需要校对压力表来解决。油压不变或者有所下降时，注水量升高。发生这种情况的原因有以下几种：第一，由于封隔器的失效，封隔器起不到封隔的作用，解决的办法就需要进行洗井、重新进行座封或者是进行测试；第二，由于挡球发生漏失，解决的办法就需要进行洗井；第三，由于水嘴的刺漏或者掉脱，解决的办法就需要重新测试换水嘴；第四，井底油管有漏失，解决的办法就需要重新测试进行找漏，进而上作业措施；第五，管线有穿孔处，解决的办法就需要焊接管线或者换管线。

3.地面工艺因素。仪表不准。一是在现场使用的压力表、水表更换后有一部分表误差波动较大，造成注水量变化大。二是水表出现故障，造成水表误差大，超过规定的波动范围值。常见的有：（1）水表表芯感应部位被油泥糊死，致使灵敏度下降；水表密封圈密封不严、间隙过大造成计量误差大；水表表头雨雪天进水，造成电路短路等。注水压力不稳定。由于油层的非均质性，使注水井受很多因素影响，导致压力或者注水量不稳定，忽高忽低。针对这种情况，我们把这些井视为疑难井。针对不同情况采取酸洗、电磁探伤等措施。第一种情况是油多影响注水压力、水量稳定：由于地层压力差异导致油层中的油流入注水井，严重影响注水质量，从而导致注水异常。针对这样注水异常井，采取酸洗处理，减少井底污染，提高注水质量。第二种情况，突然性的注水压力、水量异常：针对突然这种情况，经落实不属于地面仪器、设备问题的井，进行井况调查，用以核实是否是套损引起注水异常。如果是套损引起注水异常及时进行大修处理。

4.管理因素。在生产管理上，由于配水间、注水井设备、仪表、流程存在问题不能及时整改，泵压不稳，注水水质差，洗井质量不高，管理人员技术水平差等原因都能使注水异常。

二、注水井转大修原因分析

某油田是开发近四十年的老油田，油田构造复杂，储层物性差异较大。在注水开发过程中长期回注不合格的污水，增加了中、低渗透油藏的注水难度，导致部分水井注水压力升高，同时也对油层造成了伤害。加上管理和技术手段的相对滞后，致使注水井大量带病注水，甚至造成停注转大修。经统计分析，主要归纳为以下几种转大修类型：一是油管腐烂锈蚀造成的管柱落井，二是多见于分层配注井的垢卡管柱，三是套管破损、变形或错断。

1.腐蚀原因造成的水井大修。①注入注水井的水中通常含有一定量的氯化物和硫酸盐，这些物质会对管材有不同程度的腐蚀作用，金属管材在受到腐蚀后，产生的主要是可溶物，这些可溶物对于管材后续遭到腐蚀起不到任何屏蔽作用。同时，注入水中的氯离子等活性离子还会继续破坏管材表面上已有的钝化膜或其它保护膜。这些一系列反应，会使得被破坏的部分成为原电池反应的阳极，而未被破坏的部分就成为阴极，电池反应会让已经被腐蚀的地方腐蚀更为剧烈，产生点蚀，长期下来会导致管材局部的穿孔；②注入水中溶解气体导致的化学腐蚀。在某油田，大多是将含油污水经简单处理后直接送入注水系统。但是污水中所含有的溶解氧、硫化氢或二氧化碳等腐蚀气体，在条件适合的情况下，很容易对注水管材及套管产生腐蚀。例如二氧化碳的存在会使污水的pH值产生明显的下降，使系统的酸性腐蚀更为显著；③在许多注水井中因为硫酸盐还原菌（SRB）的存在，产生十分典型的硫化氢腐蚀现象。这类细菌有很多种，生存的范围也比较广，常见是在温度为30°-35°，pH值为5.5-9.0左右的环境中活动。这种细菌不仅可以还原硫酸盐产生硫化氢，使水中的硫化氢含量提高，令水质恶化变为“黑水”，而且可以在水中产生FeS等物质堵塞和破坏管材，从而对注水管材产生综合性的破坏。因此，抑制SRB的繁殖也成了注水井防腐蚀的一个重要环节。

2.结垢引起的管柱卡。油田垢产生的最根本的原因是由于注水井的注入水组成复杂—由于该油田长期使用处理并不是很好的污水，在不同的环境中会发生各种不同的物理和化学变化。具体原因是：一些离子结合后会形成在水中不溶、难溶和微溶的物质，这些物质都很容易成为积累的水垢，也就是盐类垢。这种结垢现象最为频繁也最具代表性和危害性。

三、预防措施及结论

预防措施：分析了以上各种水井大修的原因，根据不同井况选择不同的施工方案，有利于修井成功。然而，通过分析、查找原因来确定切实可行的预防措施是当务之急。（1）改善注入水水质。加大投入，科学规划，逐步提高注入水合格率，降低对水井的侵蚀；（2）强化管理，认真实行定期洗井制度。由于注入水中含有溶解气、氯化物、硫酸盐、硫酸盐还原菌以及其它杂物，特别是SRB在流动的水中生长受到抑制，但在静态水质中细菌腐蚀产物的生长迅速。目前，基本采用正注水方式，油套环空水质流动性差，特别是分层注水的井，环空水质处于“死水”状态，为细菌的腐蚀提供了较好的环境，因此，通过定期洗井，可冲洗出井筒内的大量污物，减少腐蚀环境；（3）设计完井时适当增加水泥返高，可减少水井套破、套变的发生。

总之，分层注水产生垢卡的可能性比较大；水的流速会明显地影响结垢的趋势和SRB细菌的腐蚀速度；改善水质，定期洗井可有效减少和防止水井大修的发生；建立完善的油管鉴定和管理体系，严把材质关，杜绝劣质油管入井，确保水井安全。

参考文献：

[1]赵永青.注水井大修原因分析及预防措施.2022.

[2]沐浩宇.注水井生产系统工况分析理论与技术研究.2021.