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[摘 要]油田进入开发中后期，注采问题日益突出，开采难度加大，通过强化注水管理、完善注水工艺技术、配套工艺措施，实现减缓老油田产量递减、控制含水上升的目的。
[关键词]注水开发；工艺技术；低渗透；矿场应用
中图分类号：TE322文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
注水是保持油层压力，实现油田高产稳产和改善油田开发效果的有效方法之一，用注水（或注气）的方法弥补采油的亏空体积，补充地层能量进行采油，采收率一般在30%-50%。油田要及时注水保持地层能量，还要通过调整注采强度和驱油方向，提高水驱波及体积，才能保持油井较高的生产能力。随着油田开采程度的不断提高和开采强度的加大，综合含水和自然递减率均有上升趋势，特别是近几年含水上升率和自然递减率增速加快，各种问题和矛盾不断暴露出来，弥补产量递减和含水上升对产量造成的影响越来越难，严重影响油田开发效果和经济效益。
1 注水开发面临的问题
（1）油田进入开发中后期，注水矛盾突出，水驱动用储量不均匀、油层出砂严重、部分水井注水压力高注入困难、部分油井因机械杂质堵塞产能低、分注级别低。（2）注入水与地层水不配伍引起的地层伤害注入水与地层水不配伍或者注入水中含有可以产生沉淀的不稳定盐类，由于注入过程中温度、压力和配比的变化，使得沉淀物在油藏内和井筒中析出，从而造成堵塞，这种情况在采油厂注清水、注污水井中都存在。（3）注入过程及注入方式引起的地层伤害。注水过程中，由于动态调配的需要，往往减少配注水量，虽可以大大缓解区块相邻受效油井的含水的上升，减少油层注水指进现象的发生，但是储层岩石渗透率具有压力敏感性，由于油藏类型各异，地层所受到的压力敏感性伤害程度也不同，储层渗透率一旦受到压力敏感性伤害，当地层压力恢复到原始值时，储层渗透率有一定的恢复，但不可能恢复到原始渗透率值，存在一定的不可恢复量。储层性质不同，不可恢复量亦不同。由此判断，稳定注水形成的注水微裂缝通道会发生闭合，再次增压注水往往较难恢复原来的水平，因此注入过程及注入方式都会引起地层结构的变化。（4）作业过程中造成的伤害作业过程中，在实施某项中间工序时，所加入的外来入井液与地层不配伍，引起地层结垢、粘土膨胀、微小固体颗粒堵塞注水层引起地层不吸水等现象时有发生，此外，酸化、压裂措施中，酸液使用不当，排液不彻底等会对油层造成伤害。
2 注水工艺配套技术与应用
要精细分层注水，改善注水工艺及其配套工艺技术，提高油田采收率，实现二次采油，普遍采用单井或井组高压注水措施。同时推广应用酸化解堵技术、气动力深穿透解堵技术；水力震荡解堵也得到一定发展，它利用高速水射流产生的脉冲波作用于地层，起到解堵增注作用；平衡注水井网压力，提高系统效率；研发多脉冲加载压裂解堵增注技术，并在现场得到了应用。另外还有强磁增注、水力深穿透射孔工艺、堵水工艺、化学调剖调驱、小型压裂技术以及氟硼酸解堵技术等。
2.1 欠注井酸化工艺
针对各类油藏油层堵塞类型的不同以及堵塞的特点，通过优选酸液配方，优化施工工艺，逐渐形成了完善的增注工艺体系。（1）有机缓速酸增注工艺——基质酸化，提高渗流能力。有机酸含有甲醛、氟化铵、有机羧酸盐等组分，其中的甲醛与氟化铵在一定条件下经多级反应生成氢氟酸和六次甲基四胺，生成的氢氟酸在地层中消耗后促使该多级反应向正方向进行，从而不断提供氢氟酸以保持酸液的活性，实现深部酸化。同时有机羧酸盐与地层中的钙、铁离子络合，防止在地层中产生CaF2、Fe（OH）3等二次沉淀。（2）有机土酸酸化工艺技术——减少二次伤害，延长酸化有效期。有机土酸是由盐酸、氢氟酸、乙酸及多功能添加剂组成，通过调整盐酸、氢氟酸的比例并优选适当的添加剂，减小酸化过程中酸液对油层造成的损害，达到提高酸化效果的目的。（3）氟硼酸酸化工艺技术——稳定粘土。对于水敏性地层，采用氟硼酸酸化工艺，氟硼酸进入地层时能缓慢水解生成HF，因而在酸液耗尽之前可深入地层内部较大范围，达到深部处理的效果，此外，氟硼酸还可使任何不溶解的粘土微粒产生化学溶化，溶化后的微粒在原地胶结，使得处理后因流量加大而引起的微粒运移受到限制，并且通过不相溶流体的接触，用氟硼酸处理过的粘土敏感性下降，不易膨胀或分散。（4）盐酸除垢工艺——解除结垢堵塞。近年来随着注水油田的不断开发，由于注入水与地层水矿化度的差异以及地层颗粒运移及矿物中钙、镁离子成分等的影响，导致部分水井炮眼附近及近井地带结垢严重，堵塞了渗流通道，造成水井欠注，针对这种情况，我们采取以盐酸为主的增注工艺，即用常规盐酸辅以添加剂解除近井地带结垢及井筒结垢（酸溶性垢）、碳酸盐岩地层酸化解堵；盐酸可溶物大于20%的砂岩地层酸化等。这类增注工艺应用7井次。
2.2 多脈冲加载压裂技术
多脉冲加载压裂技术应用于注水井可降压增注，对能有效降低地层破裂压力，诱导裂缝走向，尤其是针对深井、中深高温井特殊岩层，为水力压裂、酸化压裂的施工，提供更为有利的地层环境，该技术具有连续多脉冲的作用，延长了对地层的压裂作用时间，使地层产生多条不受地层主应力约束的多条裂缝，并能形成较长的裂缝体系，并选择能产生较高热量的多种复合药剂，对地层产生较强的热化学作用，有效提高地层的渗透导流能力。多层段多脉冲加载压裂技术应用于薄层以及跨距较大的层段处理，具有较好的增产增注效果。
2.3 化学调剖调驱
为调整吸水剖面，改善高含水期油田注水开发效果，加大调剖力度，扩大深部液流转向深部调剖调驱的实施，减少注水低效无效循环，提高差油层动用程度，保持产量递减稳定或减小、含水上升速度稳定或减小、采收率提高。针对注水存在的问题，注入水沿高渗层或裂缝方向窜进，造成纵向各层和平面各向油井受效不均；小剂量的化学调剖封堵半径较小，后续注水很快绕过封堵屏障，措施有效期大大缩短。提出了区块整体调驱措施，以使层内高渗透带受到控制，提高注水压力，扩大波及体积，使相对较低的渗透带得到动用，层内吸水矛盾得到缓解，吸水剖面改善和一线油井产量增加，稳油控水效果明显。
2.4 压裂解堵技术
对于低渗油田，其储层不压裂不出油或只出少量的油，当前，压裂工艺技术发展也较快，在解决各类低渗透油层时，都发挥了重要的作用。压裂工艺不仅对油层一次改造增产有效，而且，可以进行多次重复压裂有效。对酸化不见效区块进行小型压裂增注试验，开展了气动力深穿透解堵技术，通过引发主药剂反应，产生大量高温、高压气体，压开岩石产生裂缝，压裂解堵技术有效解决了不同井况堵塞、欠注或注不进的问题，保证地质配注方案的有效执行。
2.5 地层配伍性评价分析工作，保证注水水质达标。
加强转注前区块敏感性分析评价、油层保护和预处理技术研究，强化注入水质的配伍性监测工作，保证注水质量和注入水与油层的配伍性。新投注的区块应该先开展配伍性评价试验，水质检测指标重点在颗粒粒径中值、细菌含量。采用物理与化学相结合方法杀菌，进一步降低成本。优化注水压力设计，低渗透新区对注水管网早期按超高压注水压力设计，减少使用井口增注泵和后期调改措施工作量，以精细污水处理，保证注水水质要求。
参考文献
[1] 王永兴.现代油田高效开采实用关键技术[M].北京：石油工业出版社， 2005.118～150.
[关键词]注水开发；工艺技术；低渗透；矿场应用
中图分类号：TE322文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
注水是保持油层压力，实现油田高产稳产和改善油田开发效果的有效方法之一，用注水（或注气）的方法弥补采油的亏空体积，补充地层能量进行采油，采收率一般在30%-50%。油田要及时注水保持地层能量，还要通过调整注采强度和驱油方向，提高水驱波及体积，才能保持油井较高的生产能力。随着油田开采程度的不断提高和开采强度的加大，综合含水和自然递减率均有上升趋势，特别是近几年含水上升率和自然递减率增速加快，各种问题和矛盾不断暴露出来，弥补产量递减和含水上升对产量造成的影响越来越难，严重影响油田开发效果和经济效益。
1 注水开发面临的问题
（1）油田进入开发中后期，注水矛盾突出，水驱动用储量不均匀、油层出砂严重、部分水井注水压力高注入困难、部分油井因机械杂质堵塞产能低、分注级别低。（2）注入水与地层水不配伍引起的地层伤害注入水与地层水不配伍或者注入水中含有可以产生沉淀的不稳定盐类，由于注入过程中温度、压力和配比的变化，使得沉淀物在油藏内和井筒中析出，从而造成堵塞，这种情况在采油厂注清水、注污水井中都存在。（3）注入过程及注入方式引起的地层伤害。注水过程中，由于动态调配的需要，往往减少配注水量，虽可以大大缓解区块相邻受效油井的含水的上升，减少油层注水指进现象的发生，但是储层岩石渗透率具有压力敏感性，由于油藏类型各异，地层所受到的压力敏感性伤害程度也不同，储层渗透率一旦受到压力敏感性伤害，当地层压力恢复到原始值时，储层渗透率有一定的恢复，但不可能恢复到原始渗透率值，存在一定的不可恢复量。储层性质不同，不可恢复量亦不同。由此判断，稳定注水形成的注水微裂缝通道会发生闭合，再次增压注水往往较难恢复原来的水平，因此注入过程及注入方式都会引起地层结构的变化。（4）作业过程中造成的伤害作业过程中，在实施某项中间工序时，所加入的外来入井液与地层不配伍，引起地层结垢、粘土膨胀、微小固体颗粒堵塞注水层引起地层不吸水等现象时有发生，此外，酸化、压裂措施中，酸液使用不当，排液不彻底等会对油层造成伤害。
2 注水工艺配套技术与应用
要精细分层注水，改善注水工艺及其配套工艺技术，提高油田采收率，实现二次采油，普遍采用单井或井组高压注水措施。同时推广应用酸化解堵技术、气动力深穿透解堵技术；水力震荡解堵也得到一定发展，它利用高速水射流产生的脉冲波作用于地层，起到解堵增注作用；平衡注水井网压力，提高系统效率；研发多脉冲加载压裂解堵增注技术，并在现场得到了应用。另外还有强磁增注、水力深穿透射孔工艺、堵水工艺、化学调剖调驱、小型压裂技术以及氟硼酸解堵技术等。
2.1 欠注井酸化工艺
针对各类油藏油层堵塞类型的不同以及堵塞的特点，通过优选酸液配方，优化施工工艺，逐渐形成了完善的增注工艺体系。（1）有机缓速酸增注工艺——基质酸化，提高渗流能力。有机酸含有甲醛、氟化铵、有机羧酸盐等组分，其中的甲醛与氟化铵在一定条件下经多级反应生成氢氟酸和六次甲基四胺，生成的氢氟酸在地层中消耗后促使该多级反应向正方向进行，从而不断提供氢氟酸以保持酸液的活性，实现深部酸化。同时有机羧酸盐与地层中的钙、铁离子络合，防止在地层中产生CaF2、Fe（OH）3等二次沉淀。（2）有机土酸酸化工艺技术——减少二次伤害，延长酸化有效期。有机土酸是由盐酸、氢氟酸、乙酸及多功能添加剂组成，通过调整盐酸、氢氟酸的比例并优选适当的添加剂，减小酸化过程中酸液对油层造成的损害，达到提高酸化效果的目的。（3）氟硼酸酸化工艺技术——稳定粘土。对于水敏性地层，采用氟硼酸酸化工艺，氟硼酸进入地层时能缓慢水解生成HF，因而在酸液耗尽之前可深入地层内部较大范围，达到深部处理的效果，此外，氟硼酸还可使任何不溶解的粘土微粒产生化学溶化，溶化后的微粒在原地胶结，使得处理后因流量加大而引起的微粒运移受到限制，并且通过不相溶流体的接触，用氟硼酸处理过的粘土敏感性下降，不易膨胀或分散。（4）盐酸除垢工艺——解除结垢堵塞。近年来随着注水油田的不断开发，由于注入水与地层水矿化度的差异以及地层颗粒运移及矿物中钙、镁离子成分等的影响，导致部分水井炮眼附近及近井地带结垢严重，堵塞了渗流通道，造成水井欠注，针对这种情况，我们采取以盐酸为主的增注工艺，即用常规盐酸辅以添加剂解除近井地带结垢及井筒结垢（酸溶性垢）、碳酸盐岩地层酸化解堵；盐酸可溶物大于20%的砂岩地层酸化等。这类增注工艺应用7井次。
2.2 多脈冲加载压裂技术
多脉冲加载压裂技术应用于注水井可降压增注，对能有效降低地层破裂压力，诱导裂缝走向，尤其是针对深井、中深高温井特殊岩层，为水力压裂、酸化压裂的施工，提供更为有利的地层环境，该技术具有连续多脉冲的作用，延长了对地层的压裂作用时间，使地层产生多条不受地层主应力约束的多条裂缝，并能形成较长的裂缝体系，并选择能产生较高热量的多种复合药剂，对地层产生较强的热化学作用，有效提高地层的渗透导流能力。多层段多脉冲加载压裂技术应用于薄层以及跨距较大的层段处理，具有较好的增产增注效果。
2.3 化学调剖调驱
为调整吸水剖面，改善高含水期油田注水开发效果，加大调剖力度，扩大深部液流转向深部调剖调驱的实施，减少注水低效无效循环，提高差油层动用程度，保持产量递减稳定或减小、含水上升速度稳定或减小、采收率提高。针对注水存在的问题，注入水沿高渗层或裂缝方向窜进，造成纵向各层和平面各向油井受效不均；小剂量的化学调剖封堵半径较小，后续注水很快绕过封堵屏障，措施有效期大大缩短。提出了区块整体调驱措施，以使层内高渗透带受到控制，提高注水压力，扩大波及体积，使相对较低的渗透带得到动用，层内吸水矛盾得到缓解，吸水剖面改善和一线油井产量增加，稳油控水效果明显。
2.4 压裂解堵技术
对于低渗油田，其储层不压裂不出油或只出少量的油，当前，压裂工艺技术发展也较快，在解决各类低渗透油层时，都发挥了重要的作用。压裂工艺不仅对油层一次改造增产有效，而且，可以进行多次重复压裂有效。对酸化不见效区块进行小型压裂增注试验，开展了气动力深穿透解堵技术，通过引发主药剂反应，产生大量高温、高压气体，压开岩石产生裂缝，压裂解堵技术有效解决了不同井况堵塞、欠注或注不进的问题，保证地质配注方案的有效执行。
2.5 地层配伍性评价分析工作，保证注水水质达标。
加强转注前区块敏感性分析评价、油层保护和预处理技术研究，强化注入水质的配伍性监测工作，保证注水质量和注入水与油层的配伍性。新投注的区块应该先开展配伍性评价试验，水质检测指标重点在颗粒粒径中值、细菌含量。采用物理与化学相结合方法杀菌，进一步降低成本。优化注水压力设计，低渗透新区对注水管网早期按超高压注水压力设计，减少使用井口增注泵和后期调改措施工作量，以精细污水处理，保证注水水质要求。
参考文献
[1] 王永兴.现代油田高效开采实用关键技术[M].北京：石油工业出版社， 2005.118～150.