常规注水井解堵增注提高石油采收率

丁伟阳++王峰

摘 要：注水开采油田，由于注水井水质变差，油层堵塞问题突出，严重影响了油田开发效果。因此，必须采用合理的保护油气层措施，防止地层损害。对已经堵塞的注水并必须分析堵塞原因，采用相应的解堵增注技术措施。

关键词：低渗透； 注水井；解堵增注；注水

一、注水井解堵的意义

在注水过程中引起吸水能力下降的原因可能是固体息粒、机械杂质或化学沉淀、结垢等造成的堵塞。也有可能是油污、细菌或毛细管现象造成的堵塞。由于堵塞性质不同在采用解堵措施时，应针对具体情况选择合适的解堵技术。目前，巳开发的解堵技术有两大类，一类是物理解堵法，一类是化学解堵法，每种方法都有自己的特点和适用范围，必须正确使用。否则不仅注水能力无法恢复，还可能产生更严重的堵塞现象。

通过注水井向油层注水，是保持油层压力，提高油藏采油速度和采收率而被广泛采用的一项重要的开发措施。但是不合格的注入水水质能使注水井吸水能力下降，注水压力下降，注水压力上升，油田生产注采失衡，油层亏空加剧，导致原油产量下降。水中腐性气体及微生物对设备、管线的腐蚀不仅增加采油成本，影响正常生产，而且腐蚀产物会进一步加剧油层堵塞。

二、注水过程中油层伤害的因素

注水引起油层伤害的主要原因是注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。

（一）注入水与地层水不配伍

1.注入水与底层直接生成CaCO3、CaSO4沉淀，或BaSO4、SrSO4沉淀或兼而有之。

2.注入水中溶解氧对金属腐蚀，使不溶解的铁化物发生沉淀。

3.水中的硫化氢（H2S）引起沉淀。

4.水中CO2引起Ca2+、Fe2+、Ba2+、Sr2+生成相应的碳酸盐

沉淀。

（二）注入水与储层岩石不配伍对地层的伤害

主要表现在以下三个方面：

1.矿化物敏感引起储层中水敏物质的膨胀、分散与运移。

2.PH值变化引起的微粒脱落、分散与运移。

3.注水与岩石润湿反转。

（三）注水与岩石润湿反转

1.流速的影响：低注入速度有利于细菌的生长和垢的形成；高注入速度将加剧腐蚀反应；高渗流速度加剧微粒的脱落、

运移。

2.温度变化的影响：在注水过程中，随着底层温度逐渐下降，流体粘度上升、流体阻力增加，岩石水润湿性上升，吸水能力下降；温度变化导致沉淀生成，温度上升有利于吸热沉淀生成，温度下降有利于放热沉淀生成；温度变化导致储层孔喉变温；应力敏感，且降低温度將导致蜡的析出。

3.压力变化的影响：压力变化会导致应力敏感（特别是双重介质油藏）和储层结构损害及沉淀的析出。

（四）不溶物造成地层堵塞

1.注入水中外来的机械杂质即悬浮物堵塞底层。

2.注水系统中的腐蚀产物如溶解氧对金属的腐蚀产物H2S对金属的腐蚀产物，对金属的腐蚀产物，细菌对金属的腐蚀产物。各种环境下生长的细菌表现为细菌繁殖堵塞流通道、流体粘度上升并派生无机物沉淀。

3.注入水中的油及其乳化物表现为液锁、乳滴吸附喉道表面，堵塞或减小喉道。

三、注水井油层特定堵塞机理

油层伤害主要表现为注水井油层堵塞或吸水能力下降，在众多的堵塞因素中，以下被忽视的特定因素应高度重视。

（一）铁的沉淀

在油田注水过程中往往发现注入水在水源、净化站或注水站出口含铁量很低，但经过地面管线到达井底过程中，含铁量逐渐增加。含铁量上升表明注入水对管壁产生了腐蚀，腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。

氢氧化铁沉淀的生产机理：电化学腐蚀原理，铁的二价离子Fe2+进入水中，生成Fe（OH）2，注入水中的氧进一步将Fe（OH）2氧化生成Fe（OH）3。此外，当注入水中含有铁菌时，铁菌的代谢作用也会产生Fe（OH）3。

硫化亚铁沉淀的生产机理：当注入水中含有硫酸盐还原菌时，SO42+被这种细菌还原成H2S↑，而硫化氢与二价铁Fe2+生成硫化亚铁沉淀。当注入水含有硫化氢H2S时，其腐蚀变得更加严重。一些注水井内排出的水为黑色，并带有臭鸡蛋气味就是含有H2S和FeS的缘故。

（二）碳酸盐沉淀

当注入水溶解有碳酸氢钙、碳酸氢镁等不稳定盐时，注入地层后，由于温度变化而析出生成沉淀。水中游离的二氧化碳、碳酸氢根及碳酸根在一定的条件下，保持着一定的平衡关系：

CO2+H2O+CO32-→2HCO3-

当水注入油层后，由于温度升高，将使碳酸氢盐发生分解，平衡左移，溶液中CO32-的浓度增大。当水中含有大量的钙离子Ca2+时，在一定条件下CaCO3从水中析出。此外，在水中硫酸盐还原菌的作用下，有以下反应也会生成白色的CaCO3沉淀。

（三）细菌堵塞

注入水中含有的细菌（如硫酸盐还原菌、铁菌等）在注水系统和地层中繁殖出菌体本身造成堵塞外，还由于它们的代谢作用生成的硫化亚铁及沉淀物堵塞油层。由于注入水与所含细菌一起进入油层，而在一定范围内生长繁殖，其活泼发育半径约为36m。因此，菌体和代谢产物对油层造成的堵塞不只是在井壁渗滤表面，还会在近井地带。

（四）粘土膨胀

许多砂岩油层均存在着粘土夹层，而岩石胶结物亦含有一定数量的粘土。由于不同油层岩石粘土含量与组成不同，以及注入水性质不同，因此粘土的膨胀程度及对注水井能力的影响程度也有所不同。通常淡水比盐水更容易使粘土膨胀，地层水含盐高，因而一般注地层表水引起的粘土膨胀要小，粘土中小颗粒含量愈多，膨胀性愈大。

四、结论

综上所述，注水过程引起的油层伤害完全取决于油层自身岩性及所含流体特性与注入水水质两个方面。前者是客观存在的，是引起油层伤害的哦潜在因素；后者是诱发油层伤害的外部

条件。

因此，努力改善注入水的水质可以有效的油层伤害，注入水的水质是决定注入水的成败关键。为了确定符合油层特性的注水水指标，必须高度重视岩性分析和地层水分析资料及油层伤害评价，这是油田注水开发的基础。