注水井措施施工作业问题与对策分析

周爽

摘要：随着油田开发的不断深入，水井注水压力逐年上升，注入水水质不达标，泵压低，地层物性差，导致水井欠注量增加，加之高额的作业费用，致使作业水井出现管柱结垢、井筒出砂、套管损伤等导致卡管等复杂作业、报废井次明显增加，对水井卡管、报废等形成原因进行分析，从预防和治理两个方面对水井实施维护措施，从而减少水井维修复杂性，减少水井报废井次，降低作业维修费用。

关键词：注水井;作业;措施

根据近年内水井作业遇卡情况统计，注水井作业管柱遇卡现象相当普遍，注水井转大修的比率也一直居高不下。注水井完井作业过程中通常会遇到管柱中途遇卡的情况，这不但制约着修井速度，还会造成大量人力财力的耗费。本文从井下作业现场实际出发，对引起注水井管柱遇卡的原因进行了详细分析，并有针对性地提出了预防卡管的措施，为今后注水井完井作业提供了可靠借鉴。

1.油田水井作业原因

1.1管柱卡

管柱卡主要表现为如下现象：管柱堵塞、入井液在井筒内无法循环。进一步分析发现，注水水质、地层出砂、管柱结构等都对其产生影响。①注水水质：目前油田采用污水回注，从油站来水经过两次缓冲两次沉降一次过滤后注入井中，水质仍然存在机械杂质，随着污水回注时间的延长，沉淀物增加积累，卡管的风险增加。②地层吐砂：油田是以中高渗透为主的受构造控制的岩性油藏，其有埋藏浅、易出砂等特点。③管柱结构：油田分注井不经常动管柱维护，在卡管复杂维修水井中，分注井所占比例较大。在分注水井管柱中都含有封隔器、配水器等下井工具，这些下井工具设备外径较大，因而减少了环空间隙，增大了垢物在环空中的沉积堵塞几率。

1.2断管

断管复杂维修一般出现在因作业间隔时间过长（4年以上）的水井中，由于管柱的严重腐蚀，使管柱处于疏软状态，因而作业时极易造成油管断脱。

1.3套破

在注水过程中，水井套管也存在着严重的腐蚀现象，根据试验研究结果，套管腐蚀主要以SRB（硫酸盐还原菌）腐蚀为主，主要发生于井深在800m以上套管部位。油田套破复杂维修井，套破部位也主要发生在水井上部表套漏失，需换套恢复注水。

1.4套管弯曲影响

套管弯曲是造成卡管的主要原因之一。随着油田开发进入中后期，许多投注多年的老注水井经过长期注水，套管腐蚀严重，在注水压差的作用下，加之反复作业造成的影响，注水井套损率逐年升高。套管弯曲变形或者缩径严重影响着注水井完井作业施工，容易导致完井过程中管柱遇卡。

1.5结垢

油田注水井的注入水水质长期不达标、井深、作业周期长等原因造成注水井管柱结垢、堵塞、腐蚀穿孔等情况严重，造成作业时转大修几率高。据作业跟踪发现，水井管柱上部结垢轻微，中下部结垢严重，而且常规的注水井洗井对管柱壁的垢是去除不掉的，造成水井结垢越来越厚，甚至堵死油管及油套环型空间，造成油管卡。

1.6腐蚀

注水水质是制约整个注水系统的关键，注水水质不合格，将造成注水管网、注水井管柱结垢、注水井吸水指数下降。特别是污水回注后，污水的处理一直与中低渗透油田的指标要求有一定的差距，造成地层吸水指数逐年下降，同时地面管线、井下管柱腐蚀极为严重，从现场跟踪情况可以看出，水井油管腐蚀严重。因此，有必要从腐蚀机理方面来进行研究，以寻求合适的解决办法。①水质不达标悬浮固体含量严重超出三级标准，硫酸盐还原菌的含量普遍较高。硫酸盐还原菌是一种厌氧菌，在井筒无氧的环境中，参与阴极去极化作用，加速腐蚀过程。②采取正注注水。环空中水质流动性较差，尤其在实施分层注水后，使油套环空中水质成为“死水”，给细菌腐蚀创造了较好环境，同时，封隔器、配水器等的存在，也为环空中腐蚀产物的沉积堵塞提供了条件。因此，若不定期洗井，分注井在较短的时间内即可能出现卡管大修问题。

1.7封隔器中途坐封

分层注水管柱由多级封隔器组成，封隔器外径略小于套管内径，因此下放管柱的过程中，封隔器不可避免地与套管内壁反复摩擦，产生摩擦阻力，与此同时，油管高速下行的过程中会在油管内外产生较大的水击压差，在摩擦力与水击压差的双重作用下封隔器销钉被剪断，活塞上行压缩胶筒坐封，管柱遇卡。除了强机械力的作用，销钉质量不合格或者装配不合理，也会导致封隔器在较小的机械力的作用下提前坐封。

1.8施工作业不规范

起原井管柱前，如果不进行洗井，就强行上提管柱，容易造成封隔器不解封，导致胶皮卡;在解卡打捞过程中，负荷过大或者打捞工序不合理，都会加大对套管的损伤。

2.油田水井作业问题预防对策

2.1强化注水井管理，推行定期洗井制度

加强对地层出砂严重的注水井的日常管理，定期安排洗井，及时将地层出砂排出井筒，避免在井底沉积。完井作业前要进行探砂面，核实清楚砂柱高度，冲砂至人工井底，满足作业要求。排出水井洗井周期大表，严格执行定期洗井制度。对地面设施无法满足洗井要求的水井，可以用洗井车洗井;对常规洗井效果不好的水井，可考虑用酸液对管柱及井筒附近地层清洗，既可以清除管柱内的结垢物，同时又对水井的近井地带有一定的解堵作用，实施酸洗结果较好。

2.2完井作业前进行通井

注水井完井作业前应采用长度和直径规格满足要求的通井规进行通井至人工井底，确保套管的弯曲度不会影响到完井管柱下放。如果通井规在某一深度遇阻，发现套变，要及时转大修进行整形修复。

2.3减小或消除水击压差作用

减小水击压差有以下措施：（1）降低管柱下放速度能够减少油管内外水击压差的作用;（2）对现有的球座进行改进，在挡球下端安装一弹性装置，使挡球关闭速度减缓，这样能在很大程度上减小水击压差的大小。彻底消除水击压差的措施是在水井完井管柱的底部安装一个活堵，封闭油管底端。这样在下放管柱的过程中，井筒中的流体就不会进入到油管内部，这样就不会产生水击现象。当管柱下放到设计要求位置后，用来水打压，活堵释放，堵头掉落到尾管中。

2.4加大水井检换管柱频率

制定出注水井检换管柱的合理周期，并对结垢严重的水井同时用酸液对管柱及地层进行清洗除垢。鉴于注水井井下结垢及地层返砂严重，建议缩短水井检换管柱周期。

2.5对完井设计进行优化

在注水井进行设计时要详细标明历次施工情况和目前井下管柱状况、套损情况、历史出砂情况。作业前，设计人员和井下作业人员要进行详细的技术交底，交代清楚施工难点、技术要点。采油队技术人员要进行现场作业监督，尤其对有遇卡记录的井，应结合历次施工总结分析遇卡原因并制定相應对策。编制设计时尽量采用不带卡瓦的工具，管柱配套也应尽量简化。

2.6规范施工现场操作，加强作业监督

严格规范冲砂、打捞、打印铅模、完井等关键工序的施工操作，特别对有套变、出砂严重、起原井时封隔器不解封的注水井，上提管柱时要加强监督和跟踪，遇到卡管现象时要及时停止施工制定有效措施，切不可高负荷强行上提。

3.结论与认识

改善注水水质，进行定期洗井，定周期检换管等措施，可有效减少水井修井次数，并防止大修的产生，全面做好预防注水井返砂工作，加强注水井管理是防止水井大修情况产生的重要内容。

参考文献：

[1]康相千，刘清志，史骥.油田井下作业项目管理探讨[J];价值工程;2013 年 23 期.

[2]陈沫，张海三.油田井下作业中的环保技术分析[J];科技资讯;2011 年 15 期.