低渗透油田注水井吸水能力下降原因研究

发表时间:2021/3/29   来源:《工程管理前沿》2021年第1期   作者:王猛
[导读] 注水是提高采油率的主要措施之一,但在注水一段时间后,常出现注水井吸水能力下降的现象,
        王猛
        大港油田采油二厂地质研究所 天津 300280
        摘要:注水是提高采油率的主要措施之一,但在注水一段时间后,常出现注水井吸水能力下降的现象,外部因素都将影响吸水能力,降低开发效果。影响因素各不相同,只有通过研究,采取对应措施,才能改善吸水能力。因此,本文就低渗透油田注水井吸水能力下降因素展开了研究,首先阐述了影响低渗透油田注水井吸水能力的因素,然后阐述了提高低渗透油田注水井吸水能力的策略,以期充分发挥注水井的作用,实现采油增效。
        关键词:低渗透油田;注水井;吸水能力;下降因素
        1、低渗油田注水能力下降原因分析
        低渗透油田常常采用注水开发方式,在注水进行一段时间后,通常会出现注水能力下降的现象,影响油田开发效果。为认清制约低渗透油田注水能力的因素,笔者进行了大量文献调研,对其原因进行了总结归纳,主要有:
        1.1水质中的某些物质产生化学反应
        在注水过程中,温度和压力都会产生变化,导致油层生成沉淀。当注入水中含有不稳定盐类时,注入地层后,这些溶解盐会因为温度变化,而生成沉淀,产生堵塞,从而使吸水能力降低。注水过程中,注入水与地面发生化学反应,形成沉淀也会造成堵塞。注入水质没有经过科学的过滤,水质不干净,常含泥砂和某些微生物就会导致地层堵塞。有些细菌常常存在于注入水,这类细菌适应性强,能够在油层中大量繁殖,导致地层堵塞,从而降低了吸水能力。由于正常注入水中都会含氧,因此细菌繁殖难以控制。细菌随着注入水进入地层进行繁殖,造成堵塞,使得作业变得十分困难。低渗透油田注水常见该现象,不同程度的杂颗粒粘附在井壁上,达到一定程度后造成堵塞,降低了注水能力。
        1.2温度、压力影响胶质和蜡质的形成
        根据采油工程理论,在油层被钻开之前,原油中的胶质和蜡含量处于动态平衡状态,当油层钻开投产后,地下流体和采出的原油会影响储油构造附近的温度和压力,进而地层内部的温度和压力也会发生相应变化,在温度和压力变化时,开始处于平衡阶段的胶质和蜡含量平衡状态会被打破,然后建立新的物质平衡。胶质和蜡含量平衡被打破后,会产生一系列的物理和化学反应进而形成新的动态平衡,在地层中和油管壁上产生新的有机垢,由于有机垢的依附作用,也会造成低渗透油田注水能力的降低。反之,若地下温度下降至一定程度时,还将产生蜡沉积现象,造成油管壁堵塞,引起注水能力的下降。
        1.3储层中的猫土矿物质遇水膨胀和微粒运移
        低渗透油田通过注水提高地层能量,在注人水进人地层以后,受配伍性影响,会造成储层的钻土物质膨胀,在膨胀至一定体积后,会迅速变大,堵塞采油井的开采孔隙,必然导致油井生产能力降低;随着注水的进行,储层内部物质的也会产生微粒运移,部分颗粒聚集在一起容易堵塞油层,造成注水能力下降。
        1.4油藏压力上升
        根据低渗透油田的生产情况,可以判断地层压力升高是否对吸水能力产生了影响。地层的压力会随着油层的不断注水而不断升高,在注水压力不变时,注水量也会下降。因此,某些物质含量的严重超标会带来腐蚀,产生堵塞。

在油层被钻开之前,原油中的某些物质处于相对的平衡状态中,当开始开产油层后,地下流体和采出的原油会影响周围的温度和压力,平衡状态被打破,地层内部也会发生变化,然后建立新的平衡,产生化学反应,所产生的反应物质会产生沉淀,造成低渗透油田注水能力下降。
2、提高注水井吸水能力的措施
        2.1堵塞问题
        我们需要根据不同原因造成的吸水能力下降,进行采取有效措施,主要以预防为主,一方面,尽可能避免油层堵塞,务必确保水质达标,超标的水质需要及时采取相应的解决措施,保证入层水质是合格的,不含大的颗粒和杂质,过滤好入层水。另一方面,加强日常管理,提高工作人员的专业素养,确保日常管理工作做到位。此外,还需要保障注水压力平稳,避免因为压力的上升而破坏到油层结构。一定要制定好科学合理的洗井制度,工作人员需要按照要求进行冲洗,时刻保证井内的清洁。当油层已经被堵塞时,我们需要采取积极的措施进行及时解堵,解除其附近的污染。注入水造成的地层堵塞通常分为,细菌堵塞和泥土类颗粒堵塞两大类。细菌随着注入水进入地层,因其特有的性质和极强的适应性,大量繁殖后能够导致地层堵塞,细菌的代谢产物也会造成堵塞。我们需要采取相应的杀菌措施进行有效杀菌,但该类措施无法清理代谢产物,细菌的代谢产物通常是沉淀下来,我们可以采用酸处理来处理沉淀,一般都是将两种措施联合使用。其他类型的堵塞物通常可用盐酸来进行处理。泥质物不溶于盐酸,但溶于其它混合酸液中,我们需要采取对应方法进行处理。
        2.2压裂
        当前很多油田都会采取压裂手段进行增产增注,针对注水压力高、油层层内差异性大等情况,通过压裂方式能够有效改善层之间的矛盾。一些油田其地层的粘土含量高,所以注水时需要预防水敏效应,通常采用防膨剂防止粘土膨胀和运移,缺点是时效非常短。在实际工作中,没有一种可以通用的防膨剂,粘土性质不同,防膨剂适用性不强,因此,需要在实际的采油作业当中不断进行尝试,在防膨剂之前需要进行大量试验。通常是从岩石中取样,模拟压力强度,再加入含有防膨剂的水当中,通过观察选出最佳的防膨剂配方。
        2.3水力震荡解决堵塞现象
        水力震荡方法主要通过特殊的震荡装置对低渗透油田的井壁和地层孔隙产生振动波,通过强烈的机械震荡使得沉积的颗粒物质和污垢脱落,提高注水通道空隙度,增强注水能力。水力振荡解决堵塞技术在许多低渗透油田得到了普及和应用,效果也较为明显。相对于酸化解堵,高能气体压裂和水力震荡解堵应用范围更广,在酸化方式无法应用的领域也可以采用,如水力震荡可以解除管道底部长期沉积下来通过酸化无法达到增注目的的污垢。大量现场实践表明,综合应用这两种方法能够增强油田的渗透性、提高液流体积、清除沉积的污垢,并且在操作上,这两种方法相对简单易行,且成本较低。在具体手段或者工艺的选择上,需要结合具体油藏特征进行,只有选择合适的工艺和手段,才能收到较好的效果。
结语:综上所述,开发低渗透油田通常采用注水开发,注入水进入油储层后会破坏其原始的平衡,发生新的改变,反应产物沉淀后会使地层堵塞。注入水水质问题,细菌含量超标,粘土矿物含量高等都会对注水能力产生影响。本文对注水能力下降原因进行了相关研究和探讨,并提出了一些解决对策,希望低渗透油田的注水开发工作变得更好。注水井吸水能力对注水开发工作至关重要,通过采取措施确保注水井能够达到理想效果,实现油田的高产和稳定开发。
参考文献:
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