王二虎

（延長(zhǎng)油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 716000）

引言

吳起采油廠低滲透油藏資源儲(chǔ)量高、開(kāi)發(fā)潛力大，是采油廠實(shí)現(xiàn)原油穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的最現(xiàn)實(shí)陣地。由于低滲透油藏儲(chǔ)層物性的特殊性，導(dǎo)致不同類型低滲透油藏埋藏地質(zhì)特征具有明顯差異，初期開(kāi)發(fā)采用的常規(guī)注水工藝技術(shù)，雖然取得了一定的效果，但是由于水驅(qū)油藏類型多樣，存在的主要注采矛盾也不盡相同，導(dǎo)致不同區(qū)塊油藏開(kāi)發(fā)程度差異大，影響了油藏采收率，因此，必須要進(jìn)行油藏堵塞機(jī)理研究，明確注采主要矛盾點(diǎn)，并采取針對(duì)性的工藝技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)低滲透油藏的高效開(kāi)發(fā)[1-2]。

1 低滲透油藏欠注機(jī)理分析

低滲透油藏欠注導(dǎo)致油井壓力降低，產(chǎn)量遞減快，同時(shí)長(zhǎng)期高壓注水易導(dǎo)致套變。這是導(dǎo)致低滲透油藏堵塞的主要體現(xiàn)。針對(duì)低滲透油藏欠注的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)采油廠典型低滲透欠注區(qū)塊進(jìn)行剖析，分析影響低滲欠注的主要因素，主要體現(xiàn)在以下方面：

1）由于水質(zhì)中懸浮物、含油、腐蝕物等外部因素造成欠注。

2）由于儲(chǔ)層孔喉大小以及黏土礦物含量高造成欠注，低滲粘土礦物含量一般在9%以上，個(gè)別區(qū)塊達(dá)到15%，欠注嚴(yán)重。

3）注水過(guò)程中主要是由于結(jié)垢、含油造成近井地帶堵塞，現(xiàn)場(chǎng)也表明，比如部分區(qū)塊主要是由于結(jié)垢造成的堵塞，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)酸化就可以解除堵塞、避免欠注。

4）隨著注水的進(jìn)行，遠(yuǎn)井地帶會(huì)存在由于乳化、賈敏效應(yīng)等因素導(dǎo)致堵塞，導(dǎo)致注水壓力進(jìn)一步上升。

低滲透欠注是一個(gè)系統(tǒng)多種因素綜合影響的結(jié)果，其根本原因是注入水與儲(chǔ)層性質(zhì)內(nèi)外因相互作用導(dǎo)致的堵塞。因此從源頭水質(zhì)控制是保持注入能力的關(guān)鍵，并能大幅度降低后期解堵的投入，提高總體經(jīng)濟(jì)效益。

2 低滲透油藏高效注采工藝技術(shù)

2.1 低滲透油藏污水高效精細(xì)處理技術(shù)

按照相關(guān)注水水質(zhì)推薦標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)油層不同滲透率，將注水分為5 級(jí)注水標(biāo)準(zhǔn)。而低滲透油藏對(duì)注入水質(zhì)要求較高。常規(guī)的一級(jí)或兩級(jí)介質(zhì)過(guò)濾出水難以滿足處理要求?！笆濉币詠?lái)，為達(dá)到不同級(jí)別注水指標(biāo)，針對(duì)不同水性和不同地層的水質(zhì)需求，開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)和推廣應(yīng)用，基本形成了適應(yīng)采油廠低滲透油藏精細(xì)開(kāi)發(fā)需求的各種污水水性的五大系列8 項(xiàng)主導(dǎo)處理工藝。

目前采油廠低滲透油藏精細(xì)水處理是在多介質(zhì)濾料過(guò)濾的基礎(chǔ)上，增加一級(jí)膜過(guò)濾精細(xì)處理，目前以金屬膜為主，水質(zhì)基本滿足了Ⅱ級(jí)水質(zhì)（oil≤6 mg/L，SS≤2 mg/L，粒徑中值≤1.5 μm）,但受制造工藝和加工精度影響，出水無(wú)法穩(wěn)定達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（oil≤5 mg/L，SS≤1 mg/L，粒徑中值≤1 μm）。

另外，油田開(kāi)展了陶瓷膜、生化+雙膜脫鹽等精細(xì)處理工藝試驗(yàn)，形成了“高效除油+精細(xì)過(guò)濾”及“生化+雙膜脫鹽技術(shù)”等低滲透污水處理回用工藝。

2.1.1 “多介質(zhì)過(guò)濾＋金屬膜過(guò)濾”處理主導(dǎo)工藝

“多介質(zhì)過(guò)濾＋金屬膜過(guò)濾”處理主導(dǎo)工藝技術(shù)流程，該工藝可以實(shí)現(xiàn)總進(jìn)口（含油≤20 mg/L、懸浮固體≤20 mg/L）至總出口（含油≤5 mg/L、懸浮固體≤1 mg/L、懸浮物粒徑中值≤1μm）的技術(shù)指標(biāo)，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率在91%左右，特點(diǎn)是出水可穩(wěn)定達(dá)到2 級(jí)以上水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但是難以穩(wěn)定達(dá)到Ⅰ級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用后期容易出現(xiàn)堵塞且反洗再生效果差。

2.1.2 “高效除油+精細(xì)過(guò)濾”處理工藝

針對(duì)低滲透油藏精細(xì)水處理采用的金屬膜存在膜孔徑大，易堵塞，反洗再生效果差，導(dǎo)致金屬膜難以長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的實(shí)際提出了“高效除油+精細(xì)過(guò)濾”的兩段式精細(xì)處理技術(shù)。其中“高效除油”技術(shù)的本質(zhì)就是阻截除油，原理是通過(guò)對(duì)有機(jī)材料表面改性，強(qiáng)化其親水憎油的特性，研究開(kāi)發(fā)了高效阻截除油技術(shù)，利用置換滲透作用，在一定壓力下水分子與締合水分子置換透過(guò)介質(zhì)，油被阻隔，從而實(shí)現(xiàn)油水分離。具有化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械強(qiáng)度高、耐油污性強(qiáng)、除油效率高的特點(diǎn)；而“精細(xì)過(guò)濾”則是利用經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)的陶瓷材料研制開(kāi)發(fā)的陶瓷分離膜耐高溫、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、硬度高、過(guò)濾精度高的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)采用動(dòng)態(tài)“錯(cuò)流過(guò)濾”方式，膜孔徑最低至幾個(gè)納米。兩種技術(shù)有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了處理水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到Ⅰ級(jí)指標(biāo)。

2.1.3 “生化+雙膜脫鹽技術(shù)”處理工藝

針對(duì)高礦化度的采出污水，利用生化法深度除油，確保RO 進(jìn)水TOC≤10 mg/L，預(yù)防膜污染，經(jīng)RO膜除硬，達(dá)到低滲回注或鍋爐用水水質(zhì)要求，該技術(shù)原理就是通過(guò)生化處理技術(shù)徹底除油。能都達(dá)到可將污水含油處理到2.0 mg/L 以下，為超濾工藝的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障；去除大部分游離二氧化碳，地面上結(jié)垢，降低油藏結(jié)垢趨勢(shì)；降解污水COD，去除污水中有機(jī)物，減輕回注水的沿程惡化；處理成本低，不添加化學(xué)藥劑、無(wú)二次污染問(wèn)題的技術(shù)指標(biāo)。

2.2 低滲透油藏精細(xì)注入工藝技術(shù)

通過(guò)攻關(guān)應(yīng)用高溫高壓分注技術(shù)，注水“三率”大幅度提高；但低滲油藏增效開(kāi)發(fā)主要以水驅(qū)開(kāi)發(fā)方式為主（產(chǎn)能占比92.8%），注水“三率”總上還是偏低，欠注現(xiàn)象普遍嚴(yán)重。而造成此問(wèn)題的原因主要有兩個(gè)，一是：高溫高壓造成水井分注率低；二是深井、高溫、高壓等外因加劇管柱蠕動(dòng)，坐封、洗井等措施也會(huì)造成封隔器膠筒磨損、老化失效，影響分注管柱效果和壽命。為此，通過(guò)對(duì)影響低滲透油藏注水開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行分析，攻關(guān)應(yīng)用了高溫高壓錨定補(bǔ)償分注技術(shù)以及低滲透增注工藝技術(shù)，保證了低滲透注水開(kāi)發(fā)效果。

2.2.1 測(cè)調(diào)一體化+錨定補(bǔ)償分注技術(shù)

測(cè)調(diào)一體化+錨定補(bǔ)償分注技術(shù)其原理是采用兩級(jí)錨定強(qiáng)制固定封隔器卡封位置，補(bǔ)償器消除管柱蠕動(dòng)，實(shí)現(xiàn)低滲透油藏高溫高壓井分注。其適用范圍為：井深≤3 500 m；注水壓力≤35 MPa；井溫≤130 ℃；井斜≤60°。該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了低滲透油藏分注率從16.7%到31.1%的巨大提高，最深井深3 700 m。

同時(shí)，在推廣應(yīng)用錨定補(bǔ)償分注技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)高溫高壓條件下封隔器密封壽命短，測(cè)調(diào)困難，小流量測(cè)調(diào)精度低等問(wèn)題，重點(diǎn)攻關(guān)了高溫高壓長(zhǎng)效密封技術(shù)、高溫高壓一體化測(cè)調(diào)技術(shù)、小流量測(cè)調(diào)一體化技術(shù)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完善高溫高壓測(cè)調(diào)一體化分注技術(shù)。有效實(shí)現(xiàn)了分注率提高10%，層段合格率提高15%的目標(biāo)，提高低滲油藏水驅(qū)開(kāi)發(fā)效益。

2.2.2 低滲透油藏降壓增注工藝技術(shù)

低滲透油藏降壓增注工藝技術(shù)的核心是針對(duì)油藏后期堵塞及物性差欠注通過(guò)進(jìn)一步完善表活劑降壓增注體系，深化工藝適應(yīng)性研究，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工藝參數(shù)，降低成本提高效果，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；祲涸鲎⑼茝V應(yīng)用和降本增效。主要包括常規(guī)（土酸等）酸化、稀酸增注（或酸洗）、（緩速酸）酸化縮膨聯(lián)作、雙子表面活性劑降壓增注、分子膜降壓增注等。這其中針對(duì)低滲透油藏因注水過(guò)程中乳化油堵塞以及注水摩阻大等因素導(dǎo)致欠注矛盾，攻關(guān)形成的雜雙子及分子膜兩種增注工藝技術(shù)效果最佳，在采油廠相關(guān)區(qū)塊整體實(shí)施后注水壓力明顯降低，注水日增加顯著，年自然遞減降低明顯且有效期長(zhǎng)。

2.3 低滲透油藏舉升工藝技術(shù)

低滲油藏油層埋藏深、液面低、供液能力差。常規(guī)有桿泵深抽產(chǎn)量低、效率低、加深泵掛難度大，而電泵深抽投入高、能耗大、壽命短。針對(duì)低滲油藏開(kāi)發(fā)矛盾，為滿足油井深泵掛、大載荷、不同排量舉升需求，通過(guò)開(kāi)展集成配套研究，形成了小泵深抽配套技術(shù)以及有桿泵減載深抽技術(shù)。

2.3.1 小泵深抽配套技術(shù)

小泵深抽配套技術(shù)主要有“游梁機(jī)+普通桿+小泵”配套模式和“皮帶機(jī)+連續(xù)桿+小泵”配套模式兩種，其中“游梁機(jī)+普通桿+小泵”配套模式用于小排量深井采油，在提高生產(chǎn)參數(shù)情況下可取得較好的增產(chǎn)效果?！捌C(jī)+連續(xù)桿+小泵”配套模式在提高泵效方面優(yōu)勢(shì)明顯，其與普通桿柱組合相比，桿重減輕10%；長(zhǎng)沖程（5～8 m）、低沖次。

2.3.2 有桿泵減載深抽技術(shù)

1）有桿泵助力深抽提液技術(shù)。利用油套間液柱壓力作用于大、小柱塞面積差，產(chǎn)生向上液壓舉升力，從而降低抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷。

2）碳纖維連續(xù)抽油桿深抽技術(shù)。碳纖維連續(xù)抽油桿具有密度?。ㄤ摋U的1/4）、強(qiáng)度高（鋼桿的3 倍）、耐腐蝕等特點(diǎn)，在深抽方面具有降載節(jié)能、提高產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)深抽提液技術(shù)，通過(guò)進(jìn)一步完善對(duì)接裝置、專用抽油泵等配套技術(shù)；開(kāi)展有桿泵舉升系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等技術(shù)研究，有效提高了油井系統(tǒng)效率，延長(zhǎng)了檢泵周期。

3 技術(shù)井場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例

3.1 污水高效精細(xì)處理技術(shù)應(yīng)用

以“先進(jìn)實(shí)用、高效安全、清潔低耗”為技術(shù)發(fā)展方向，優(yōu)化研究經(jīng)濟(jì)高效低滲透污水精細(xì)處理技術(shù)，在采油廠某集中處理站開(kāi)展了產(chǎn)水2～4 m3/h“生化-氧化”+雙膜資源化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，產(chǎn)水率40%，水質(zhì)優(yōu)于以往常規(guī)水處理的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。

3.2 低滲透油藏精細(xì)注入工藝技術(shù)應(yīng)用

通過(guò)在某區(qū)塊應(yīng)用雜雙子降壓增注技術(shù)，滲透率1.27×10-3μm2，降壓率為34.7%，實(shí)施后注水壓力降低6 MPa，注水日增加93 m3，年自然遞減降低6.7%，有效期12 個(gè)月。

3.3 低滲透油藏舉升工藝技術(shù)應(yīng)用

采油廠某井該井無(wú)注水能量補(bǔ)充，液面低，泵掛下深受限，供液明顯不足。通過(guò)應(yīng)用碳纖維連續(xù)抽油桿深抽技術(shù)桿柱（碳1800+鋼1200）質(zhì)量下降54%，電機(jī)裝機(jī)功率由45 kW 降低至30 kW。泵掛下深增加988 m，泵效提高26.3%，系統(tǒng)效率提高31.3%，百米噸液耗電降低1.78 kW·h，累計(jì)增油582 t，效果十分明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

強(qiáng)化低滲透油藏注水系統(tǒng)工程優(yōu)化，構(gòu)建油藏、井筒、地面三位一體的注水大格局，對(duì)影響注水效果的各種要素進(jìn)行優(yōu)化組合，配套優(yōu)化水質(zhì)處理、井筒分層與舉升、增注等工藝，優(yōu)化研究高效低能耗的低滲透油藏高效注采工藝技術(shù)，并制定低滲透注水系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，降低工藝成本，提高效果及效率，提高技術(shù)適應(yīng)性和針對(duì)性，為低滲透油藏高效注水開(kāi)發(fā)提供保障。