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浅析低渗油田注水能力下降成因及对策

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：衣晓辉

[导读] 社会发展和经济进步使得社会各个行业对油气能源的需求急剧增大，油气能源作为推动社会进步的动力作用越来越突出。

中石化胜利油田分公司石油开发中心青东采油管理区山东东营衣晓辉 257000

摘要：社会发展和经济进步使得社会各个行业对油气能源的需求急剧增大，油气能源作为推动社会进步的动力作用越来越突出。油气资源开发至今，难度越来越大，开发方向也向低渗透油田转变。低渗透油田开发至今已有几十年的历史，随着开发的进行，注水能力下降明显。为更好的开发低渗透油田，首先必须对注水能力下降的原因进行分析，进而制定针对性的对策，推动油田开采的有序进行，促进低渗透油田的高效开发。文章对引起低渗透油田注水能力下降的原因进行了探讨，认为造成注水能力下降的主要原因有注入水机杂含量高、粒径较大，储层中黏土物质遇水会发生膨胀和运移，在对原因认识清楚的基础上制定了相应的对策。
关键词：低渗油田；注水能力；对策
        一、低渗油田注水能力下降的原因
        低渗油田在开采时需要通过注水来提高采收率，但是注水能力下降制约着采收率的提高，究其原因除了低渗油田本身渗透率低这一本身特性以外，还存在着以下原因影响着油田注水能力。
        1、注水杂质颗粒直径大阻塞孔隙通道
        低渗油田进行注水是提高采油率和采油量的必然措施，但是往往所注入的水里会有大量机械杂质，在矿井中这些杂质与井壁发生碰触以及在地层中运动都会留有颗粒或是残渣，有的杂质颗粒大就会对井壁和地层的渗透形成堵塞，例如在井壁处形成外滤饼，在地层内部形成桥堵带，最终会导致油管的孔隙通道被堵，其对注水的吸收能力自然下降。注入水中含有的杂质含量超标也会在油管和地层底部形成沉积，降低渗透率，从而导致吸收能力下降。所以注水中的杂质颗粒大及含量超标堵塞油管孔隙是低渗油田注水能力下降的一个重要因素。
        2、储层中的黏土矿物质遇水膨胀和微粒运移
        低渗油田的开采需要通过注水来提高采油量，但是低渗油田注水后经过水体作用会引起油田储层的载土矿物质膨胀，一经膨胀载土矿物质的体积就会迅速变大，堵塞采油井的开采孔隙，必然导致油井生产能力降低；随着注水进入储层，储层内部的微粒也开始加速了其运动速率，部分颗粒聚集在一起容易堵塞油层，造成注水能力下降。
        3、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。
        二、解决低渗油田注水能力下降的策略研究
        1、酸化方式解决堵塞问题
        通过酸化工艺往地下注入酸液，可以明显改善低渗透油藏的渗透率，对于解除地层污染、提高注水井吸水能力具有较好效果。矿场上讲的酸化指将强酸（盐酸、硝酸、氢氟酸）等以处理液的形式注入地层，通过酸液在近井地带和黏土物质的反应，可以溶解形成的有机垢和其它颗粒堵塞，造成注水能力下降的胶质和沥青质也可以溶解，注水井渗透率将得到显著提升。酸化解堵工艺在矿藏上得到了广泛应用和普及，也取得了显著增注效果。因此，可以说，酸化方式对于改善近井地带的污染，提高近井地带渗透率具有突出效果，也得到了大规模应用。

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        2、高能气体压裂解决堵塞难题
        高能气体压裂技术引用的是火箭推进剂燃烧所产生的高温、高压气体，作用于低渗油田油气层，通过强大的压裂作用使得地层中形成一道渗透所需的缝隙，来提高低渗油田的渗透性，解决堵塞造成的渗透相差问题。目前很多的油田在解决渗透性问题时都采用的是这一新的方法，经过实践证明该方法应用简便、投入少且效果良好，所以这也是低渗油田改善渗透性的良策。
        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，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，综合应用上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。
        4、加强低渗油田精细注水技术的应用
       （1）采用分层的方式来实现注水。分层注水的好处之一就是可以增大层间的含水量，还可以控制注水的速度。分层注水还能够避免过大的层间差异，在对不同类型的油藏进行区别的时候，还需要进行因地制宜，这样才可以实现注水开发，优化配置资源。低渗油田的渗透性很差，孔隙结构的复杂度也很高。所以在注水的时候，要时刻注意注水的质量，防止堵塞地层的问题出现。
       （2）需要进行周期注水。进行周期性的油田注水也是精细注水的措施。将长期注水转换成周期性注水，可以体现压力场的良好效应，连注水的范围都拓宽了。如果运用这种周期性的油井注水措施，会迅速提升整体上的采收率。周期注水是有利于保持优良的油田开发效果的，需要定时进行周期性的注水。
       （3）要提高压力进行注水。适当的提高注水压力，保证压力大于孔隙的启动压力，从而提高波及的效率和体积，增加采油量。提高压力注水将会有利于提高单井的注入量，连注水效果都会改变，促进了地层能量的补充，地层压力的下降速度也降低了，保证原油顺利流入井底，提高油井采出的油气量。
       （4）改善注入水的质量。对于低渗油田这一块，注入水的质量对于渗透率有很重要的影响，因为储层的孔隙度会比较低，如果有杂质多或者无机盐多的注入水的话，就会和腐蚀油管或者井下设备，很容易和储层岩石发生反应然后堵塞孔隙，造成储层的渗透率降低，影响注入水的波及效率进而影响油井的采出量。所以，针对低渗油田，就应该使用高质量的水注入储层，防止注入水堵塞岩石孔隙，把储层的污染程度降低下来。所以，在注水之前，务必要严格的监测水质，采用正确的注水办法。
        结束语
        油田进入中高含水期后，即使产液量不降低，但产油量却迅速降低，而且注入压力逐年增高，欠注、注不进现象依然较为普遍。随着开发时间的延长，注入井的增多，精细注水的推广，水井上需要开展的工作也越来越多。因此，提高注水能力需要从源头入手，逐环节、逐节点的细致开展分析研究工作，一切以有效注水为核心开展，逐步解决低渗油田注水能力下降这一关键问题。
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[3]袁士义，王强.中国油田开发主体技术新进展与展望[J].石油勘探与开发，2018，45（4）：657-668.

作者简介：衣晓辉，男，山东省烟台市人，汉族，大学本科学历，工程师，研究方向为油气田开发工作。