水平井注水工艺在采油中的应用

邱雁博

摘 要：随着我国经济社会的迅猛发展，各行业对化石能源需求的进一步增加，对石油开采企业提出了更高要求，不仅要求企业具备一定的开采工艺，而且还能够科学开采能源。在石油开采过程中，水平井注水工艺不仅能够提升油田的开发水平，提高采油的工作效率，并促使石油企业能够获取更多的石油产品。为此，本文所研究的课题，对水平井注水工艺的提升具有重要意义，对促进石油企业的发展具有现实性作用。

关键词：水平井；注水工艺；采油工程；应用

1 采油工程中水平井注水工艺的优势

1.1 注水井段长

采用水平井注水工艺可以使注水井段得到延长，提高油井注水的效率，使注水工艺能够更好地发挥作用。注水井段延长后主要具有如下好处：首先，可以增加注水面积，使注水量能够得到提高，这样可以提高注水渗透的效率，使水分能够更好地分布在油井中，降低油井压力对注水过程的影响；其次，可以提高油井的吸水能力，对油井内部的压力进行有效的控制，为注水过程提供良好的条件，使注水工艺更加地具有效率；最后，有利于对水驱波及系数进行控制，使油井压力的分布合理，保障水流可以在油井中更好地流动，进而提高注水速率[1]。

1.2 热裂缝丰富

热裂缝是油田中的重要结构，可以为油井的渗透性提供保障，降低油井内部压力对油田注水过程的影响。通常情况下，热裂缝的数量越多，油井的渗透性也就越好，油田注水过程也就更加顺利。由于水平井注水工艺使得注水井段得到延长，这样便可以使同一井段内热裂缝的数量增多，可以有效地改变油井的渗透性，进而提高油田注水的效率。此外，可以通过注水工艺额外增加热裂缝的数量，为此需要将水流垂直进行注入，这样便可以主动形成热裂缝，使注水效率能够得到进一步提高。

1.3 渗油均匀性好

通过水平井注水工艺可以使渗油具有良好的均匀性，使油井之间渗油处于均衡状态，进而保障油田注水过程能够更好地进行推进。实施水平井注水过程中，注水压力值之间不会重合，这样可以在很大程度上提高渗油压力分布的均匀性，使渗油效果利于控制，进而保障油田注水过程能够顺利地进行。因此，水平井注水工艺具有显著的优势，在提高油田开采效率的同时，可以降低油井开采的难度，为企业节约大量的成本。

2 采油工程中水平井注水工艺应用问题及对策

2.1 结垢

2.1.1 结垢问题及成因

在采油过程中应用水平井注水工艺，很容易出现结垢等问题。结垢会严重影响低渗透性油藏的地面集输系统，如果集输系统管壁中的结垢过多，不仅会影响油藏测试的有效性，还会加快管壁的腐蚀速度，无形之中增加了水平井的调配难度。如果地层下面管网的结垢问题严重，会直接影响水平井注水工艺的正常运作，严重的还会导致地层污染，降低低渗透油藏的开采量，甚至影响地层的注入能力。大量实践研究证实，外界进入流体与地层中原有流体之间产生的化学变化，是导致水平井结垢的主要原因[2]。另外，在原油输送过程中，因外界环境的变化，原油的化学性质会发生一些变化，进而出现结垢等问题，一旦发生结垢，则很难清理。

2.1.2 结垢问题解决对策

为了更好地预防结垢问题对水平井注水工艺的影响，必须针对结垢的内因和外因，合理采取预防对策。水平井的地表水质以及地下水质会直接导致水井结垢等问题，故而，必须加强对低渗透性油田周围的水质管理与控制，预先采用净水系统，保证进入到油井中的水质达标，预防出现结垢问题。如果水平井出现了结垢问题，但是结垢没有沉积，应及时采取有效措施清除结垢。笔者建议，可通过采取化学措施与物理措施来清除结垢。化学措施是指先分析结垢的化学性质，在此基础上合理选择化学试剂，通过溶解化学反应来清除结垢[3]。一般来说，结垢均属于混合物，所以单一的化学试剂往往无法取得良好效果，必须对结垢的性质进行分析，针对性选择化学试剂。如果未准确分析结垢成分，会造成选用的试剂无法将结垢完全溶解，很容易出现二次污染，这是因为化学试剂自身也会对周边环境以及网管产生影响。物理措施是指通过机械设备去除结垢，如通过柱塞泵进行水流加压，经由特定喷嘴直接作用到管网结垢上面。还可以进行碎石除垢，在高压水中携带碎石，通过这种方式加大结垢与碎石之间的摩擦力，将结垢彻底冲刷干净。通常情况下，物理除垢方式简单且易于操作，经济性良好。另外，在条件允许的情况下，可选择防结垢、防腐蚀的新型注水管网材料，从而有效降低结垢产生的几率。

2.2 出砂

2.2.1 出砂问题

水平井注水工艺在采油注水作业过程中，会持续向油井中注水，一般不会出现出砂等问题。但是，若机械设备存在腐蚀或管线老化等问题，很容易导致注水管网停泵或注水站渗透、穿孔等，一旦出现上述情况，必须立即停井。暂停井内注水会严重影响注水量，甚至导致泵压异常波动。这不仅会影响地层压力波动，还会增加地层出砂几率。地层出砂主要分为两种情况：①短时间出砂。如果地层短时间出砂，会持续掩盖油层；②长时间出砂。如果长时间未处理出砂，砂石会导致套管整体结构出现变形、破坏，进而严重影响水井的运作效率。

2.2.2 出砂问题解决对策

在采油过程中应用水平井注水工艺时，必须合理防治出砂问题，只有这样才能保证采油的顺利进行，全面提升水平井产量。为了更好地预防出砂问题，必须加强工作人员管理，将各项操作流程化、规范化。第一，在开展水平井注水工艺作业前，必须详细记录水平井油压及注水量等指标，对各项数据进行动态分析，合理掌握水平井变化，预防出现出砂问题。第二，在应用水平井注水工艺的过程中，还需要合理分析井下状态，动态统计并分析水平井油压及注水量等指标。如果油压与套压两者之间呈现正比例变化，说明水平井套压和油压指标比较合理，这样能有效预防出砂问题。第三，在应用该项工艺的过程中，需要根据注水层的注水量和注水压力绘制曲线图，及时判断水平井出砂问题。

2.3 套管破损

2.3.1 套管破损问题

水平井注水工艺很容易出现套管破损的问题，究其原因如下：①在开展注水作业的过程中，尤其是高压高排量注水作业中，随着注入压力的增加以及压力的波动，套管应力也会发生变化，进而很容易出现导管破损等问题。②在机采或自喷过程中，若生产压差比较大或生产参数不合理，将直接导致套管破损等问题。③在开展钻井作业的过程中，若遇到地应力复杂的区域，将会直接影响固井质量，导致套管损坏。另外，套管参数不合理、质量不达标以及下套管的过程中缺乏严密监管，很容易导致套管接箍隐伤，进而出现套管损坏等问题。④在开展压裂作业的过程中，如果施工压力比较高，加之固井质量差、区域应力变化大，很容易导致套管损坏或变形。

2.3.2 套管破损解决对策

为了更好地预防并解决套管破损的问题，必须强化对泥岩层的治理与管控，合理控制注入水流的压力，预防水流侵蚀软夹层，从而更好地保护套管不受损伤。与此同时，应严把套管采购关，选择信誉良好、产品质量优秀的套管生产商，并加强对套管质量的抽检，全面提升套管质量。另外，还可以选择性能优异的套管材料，通过新技术、新材料的使用，全面提高套管抗挤压能力，降低套管破损概率。最后，对油井进行进一步加固，以避免水平井套管的破损。

结束语

综上所述，通过水平井注水工艺可以有效地控制油田的含水率，使油田开采的速度得以提升，使采油周期能够得到较大的缩短。因此，需要严格按照工艺要求进行油田开采，使采油过程具有较高的质量和效率，保障油水井具有良好的连通性，提高采油率。

参考文献

[1]胡杨曼曼，鲍渊，田小燕.油田注水开发后期提升采油率的技术措施[J].化工设计通讯，2022，48(01):44-46.

[2]杨振策.低渗透油田注水采油开发技术研究[J].天津化工，2021，35(06):72-75.

[3]李雨蒙.采油注水工艺技术相关问题探析[J].化学工程与装备，2021(03):158+161.

[4]王梦喆.采油厂注水水质问题研究[J].化工设计通讯，2020，46(08):239-240.

作者简介：张建军，1976.8.17.男，汉族，陕西省延安市人，大学本科。主要研究方向：石油注水工程。