油田注水井垢成因及洗井方法

油田注水井垢的成因及洗井方法

摘要:本文通过对油田注水井垢的成因分析,提供出相应的洗井方法。

关键词:油田注水井井垢洗井方法

中图分类号:te358.5 文献标识码:a 文章编

号:1674-098x(2011)06(c)-0055-01

油田注水质量的好坏将直接影响油田的开发效果,而对于目前水井压裂、酸化等增注措施效果差,有效期短的现状,注水井的日常洗井工作尤为重要,洗井工作质量的好坏,将直接影响到注水井的注水质量。

1 注水井垢的成因

长期以来,人们对水质与结垢的关系研究的较多。在管道结垢方面,其结垢的原因主要是水在流动过程中以物理条件的改变造成结垢腐蚀为主,人们研究的较早,也较透彻。

而对于地层结垢,由于地层条件的复杂性与技术上的难度,对于注水过程中,地层内水化学特征却较少涉及。事实上,在油田注水开发过程中,由于注入水与地层水的不相容性,淡水对储层岩石的溶解作用等,水洗地层产生结垢问题是存在的。并且结垢不仅发生在近井地带,而且在距井眼相当远的地方也存在结垢。

在注水开发的过程中,当注入水进入地层中时形成水、油气及地层岩石等组分构成的复杂多相体系。在这里除了注入水与地层水、原油的混合外,还有注入水与岩石的溶解反应,不相容水产生的沉

淀与溶解、气体的分配与逸出,粘土的膨胀运移等,严重破坏了地层各相间的平衡,从而造成了注入水与地层复杂的化学反应。

注入水与岩石的相互作用中,首先是水对岩石的滤蚀(溶解),如

岩石中石膏、方解石、白云石的淡水溶解。在地层水中 ca2+、so42-、co32-与岩石处于稳定的平衡状态,而淡水的注入,使平衡遭到破坏,使得岩石中盐类向溶解的方向转化。通常水洗倍数为3～5倍时,即使岩石的石膏含量<1％,也可使水完全成为硫酸钙的饱和溶液。

目前已发现水中能产生的垢大约有 120余种,但一般认为,油田

生产过程中最为常见的垢主要为baso4、caco3、caso4等,而且大都为混合垢,很少见到单一的垢型。因此,我们根据垢的结合类型将其分为两大类:硫酸盐垢和碳酸盐垢。

2 注水井洗井的方法

(1)正洗井:即洗井液从油管中进,从套管中返出的洗井过程。该洗井方法由于受井下工具的制约,只适用于下入光油管的井。

(2)反洗井:即洗井液从套管中进,从油管中返出的洗井过程。这种洗井方法是目前广泛使用的一种方法。

(3)吐水法:由于井下管柱的特点,不能进行正、反洗井,而是靠注水井自身的地下能量,将井下的脏水返吐到地面的过程。这种洗井方法适用于井下安装不可洗井封隔器的注水井。

3 不同阶段洗井特点

由于受洗井水量、洗并时间的影响,存在着一定的差别,主要表现在:

3.1 油田洗井以洗井液外排为主,这阶段洗井特点

(1)洗井时间长、洗井总进口、总出口、溢流量都较大。洗井效果较为理想。(2)由于洗井用水量较大,洗井成本高,在一定程度上造成经济浪费。同时造成—定的环境污染。

3.2 由于企业对环保的重视,进入罐车洗并阶段

这—阶段特点是:

(1)洗井时间短、洗井总进口、总出口、溢流量较小。洗井效果较差。(2)洗井过程不连续。由于采用罐车洗井,中途经常出现暂时停止的现象,由于洗井过程不连续,容易造成刚被带到井口附近的脏物又沉到井底。(3)由于受车况、路况、天气的影响,洗井工作较难协调,容易造成洗井不及时现象。(4)由于采取罐车回收,减少对环境的污染。

3.3 尽管各时期洗井方式及操作上存在差异,但不管是何种洗井方式,所要求洗井合格的一项重要标准,那就是进出口水质一致,而从现场洗井来看,达到进出口水质一致时,进口水量达到20m3左右即可实现,但是这时的洗井效果并不理想

分析原因是(1)在我们看来进出口水质一致时,实际出口水质与进口水质还是存在着一定的差别,因为目前洗井监测水质是采用目视比浊法观察的,在水质相差不大时,用肉眼是很难界定的。(2)由于洗井进口总量的限制,再加上出口每小时溢流量有明文限制,从而使井底的脏水很难在短时间被洗出。

4 新方法的提出依据

4.1 洗并前吐水量、洗井中的溢流量应进一步增加

(1)吐水量应适当增加:目前洗井前采取洗井规定中所规定的是洗前先要吐水10min,然后再进行分阶段洗井。而吐水10rain按下入不可洗井封隔器井的吐水要求(即最大排量不超过10m3/h)来计算,也仅是1.7m3,而一口套管规范为/139.7mm,为1100m井深入∮62mm油管的井来说,其油管内存水近3.3m3油套环形空间内存水为9.1m3由此可见,目前洗井前所要求的吐水量与井筒内所存水的差距较大。(2)溢流量(地层内)应适当增加,目前洗井过程中所要求溢流量控制在1～3m3/h以内,按洗井时间4h计算,溢流量按2m3/h计算,也仅仅是8m3,通过计算这部分水仅存在于射孔井段0.77m半径内,而半径为l米内射孔井段的存水量为13.8m3。

要想使井深为1100m,射孔井段内半径为1m内的存水洗出,再加上井筒内的存水,洗井溢流量最少要在25m3以上,洗井才能见到一定效果。由于受目前洗井喷量(溢流量)的限制,不能将地层内的脏水带到地面上,建议在洗井过程中,可适当提高出口水量,依据有以下两点:

①不可洗井封隔器注水井放溢流吐水,放溢流量要由小到大,平衡操作,最大排量不超过10m3/h。所以说,正常洗井过程中,也可将洗井的溢流量增加到6m3/h以上。

②洗井溢流量的适当增加,可有效缩短洗井时间,减少洗井成本。例如:以前正常洗一口井需12h,溢流量在24m3,如果将溢流量提高1倍,则洗井时间减少一半,同时,洗井液也少用一半,即节约了时间,

又减少了洗井成本。

③适当提高溢流量,更有利于目前的罐车洗井方式。

4.2 洗井排量可进一步提高

地面洗井排量控制的大小,表现在地下水流速度的大小,现实经验表明,水流速度越大,那么所产生的冲刷力量也就越强,所能携带的脏东西也就越多。另外,由于水流速度的增大,在射孔井段内的射孔枪眼附近所产生的负压也就越大,这样能够使近井地带的更多脏水被携带出来。

4.3 必要时结合测试拔水咀后,再进行洗井

由于管柱长时间在井下服务,励口上目前水质状况并不理想,很容易造成井下管柱管壁上附着污物,这些污物很难被冲刷掉,相反这些脏东西还会经常造成水咀堵塞,这就是测试过程中由于启下测试仪器的操作经常带来注水压力,注水量的大幅度变化的原因。因此,在现场实际中,即使大排量长时间洗井,但洗井效果依然不理想的一个重要原因。