[发明专利]海上油田注水井在线单步法酸化技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及海上油田井下作业工程中的注水井酸化技术，特别涉及一种旨在高效、快速降低井口注入压力，提高注水井吸水能力的在线单步法酸化技术。

技术背景

海上油田开采平台寿命有限（一般为20年），为了高效开发油田，在平台寿命期内尽量多的采出地层原油，采取注水开发方式提高采收率、缩短开发时间。

随着注水时间的增加，海上油田注水井逐渐发生近井地带堵塞，导致地层吸水能力下降，注入压力升高，注入量下降。如中海油渤中25-1S油田、康菲蓬莱19-3油田等，注水初期注水压力低，随着注水过程进行，近井地带受到注入水中悬浮物、水中含油、腐蚀产物、细菌及其代谢产物的堵塞，导致注水量急剧下降，达不到油藏配注要求；注入压力逐渐上升，很多井注入压力上升到接近甚至超过地层破裂压力的水平。这种严重欠注、超压注入的现象存在着多种弊端：1）注入压力高，设备运行能源消耗量大，浪费能源；2）采油平台注水流程高压运行，安全隐患大；3）注入压力高，容易压破储层，可能导致原油沿裂缝泄露至海水中，造成严重的环境污染，如蓬莱19-3油田溢油事件；4）严重影响开发效果，无法实现油田高效快速开发。因此，为了高效快速开发海上油田，必须进行对注水井进行解堵作业以改善储层吸水能力，降低注入压力。

海上油田注水井堵塞物的主要成分为固体悬浮物、腐蚀产物（主要为碳酸亚铁）、结垢、水中含油和细菌及其代谢产物等，这主要是海上油田注入水水质不能达到行业标准而导致的结果。水质不达标的原因主要是：1）海上采油平台甲板空间狭小，承重能力有限，注入水处理设备少，水处理流程简单而且短，处理效果有限，导致注入水水质普遍较差；2）海上平台远离陆地，使用生产污水以及其他层位地层水混合后作为注入水水源，而采出地层水水型与注入层的水型一般不同（如采出层为NaHCO₃水型，注入层为CaCl₂、MgCl₂水型），二者混合后一般都会发生结垢现象；3）目前海上油田油套管及注水管网材质多为普通碳钢，抗腐蚀能力有限，在受到注入水腐蚀后腐蚀产物进入注入水，也使得水质变差。

酸化解堵可以有效除去堵塞成分，改善储层吸水能力，降低注入压力，增加注入量，保障油田高效开发。因此，海上油田注水井解堵常采取酸化解堵。

对于砂岩储层注水井酸化解堵使用最广泛的处理液是土酸（氢氟酸与盐酸的混合物）、氟硼酸以及其它能缓慢产生HF的缓速酸液体系，通过主体处理酸液溶解固体悬浮物、腐蚀产物和结垢等。为了有效解除堵塞物，同时防止二次伤害，在实际酸化施工时，往往采用四段液体即四步法处理工艺，即现有海上油田注水井酸化工艺整个施工工序为：注前置液→注处理液→注后置液→注顶替液。其中前置液用于溶解碳酸盐岩、隔离地层水、维持较低pH值，防止沉淀产生；处理液为溶解堵塞物的主要酸液；后置液用于净化反应带，防止二次沉淀，保证酸化效果；顶替液用于将井筒中酸液顶替至地层深部。

然而，在目前海上油田注水井大规模出现近井地带堵塞、注入压力过高的情况下，现有的“注前置液→注处理液→注后置液→注顶替液”施工工序暴露出一些对海上油田适应性差的弊端：1）酸液体系复杂，酸液罐及其它辅助设备多，占用船舶、平台空间多，动迁麻烦，耗时耗力；2）施工工序较为复杂，劳动强度较高；3）作业独占性强，酸化作业时无法进行其它作业，即无法实施交叉作业；4）处理液规模优化设计难度大，规模选择不合适容易造成解堵效果不彻底或浪费酸液；5）难以大规模实施酸化解堵作业；6）作业费用高。

为了保证油田高效开发，针对海上油田特点，开发出真正快速、简便的注水井酸化解堵技术具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供海上油田注水井在线单步法酸化技术，通过在线施工，实现海上油田注水井高效、快速、规模化解堵，降低注水压力，提高注水量。

为达到上述技术目的，本发明提供以下技术方案。

通过使用一种新型高效单一酸液（称为单步酸）代替传统技术中使用的前置液、处理液、后置液和顶替液四种功能不同的液体，极大地简化酸液配方和施工工序，缩短施工时间；使用专门设计的注入系统，实现在不停注水流程的条件下将酸液注入地层（在线施工），在酸化的同时保持注水生产，最大程度地降低酸化作业对平台的占用以及对其它作业的影响，可实施交叉作业，极大地简化施工程序，缩短施工时间，允许多层集中处理，实现规模化效益。

海上油田注水井在线单步法酸化技术的关键在于：