反注井

反注井，是指在有液量的井中加入不同濃度的硫酸鈉溶液，導致地層粘度升高而形成井壁堵塞層。由于酸堿作用產生酸沉積物，通過酸井回注和高堿井間歇回注造成地層壓力下降而形成反注井。井壁堵塞層一般為1~2 m,根據井徑大小及地層酸腐蝕程度的不同，有1~4 m和5~8 m兩種規格。其中最大直徑為1 m的最大井厚為10~15 mm。常規注水有酸液滲透性好、壓力低和低產等特點，在高含硫化氫或高含硫地層(C2)中應用效果更好。但該注水方式一般不具備高效開采的條件，如井筒腐蝕嚴重、地層含水率高、儲層非均質性強等。而反注井是指在已注滿硫酸鈉溶液或高堿井間歇回注的條件下，對其地層進行人工造孔以生產天然氣和硫化氫氣體的一種注水方式。目前在國內較成熟的是一種自流式開發方式，即利用水力壓裂技術使生產井與水平巖相連通，在油藏內形成含水層進行開采。該種方法雖然不具備高效生產的條件，但在長慶油田卻已廣泛應用于開發中。

反注井是長慶油田油氣生產的主要技術之一。由于該油田開發較早，目前處于低滲透開發階段，地層內含硫化氫氣體含量高及原油粘度低的特點使該油藏開采不能達到常規注水水平和效益開發水平。而其生產工藝條件相對簡單、成本較低等特點已被廣泛應用于反注井開發中。長慶油田的大部分反注井是通過注入油砂或井壁堵塞層實現生產的。因此長慶油田的反注井基本為水平巖井，部分反注井因注入酸含量較低不能形成有效生產。雖然反注井可以實現一定程度的開采作用，但其注水受酸堿度限制和地層中含有一定量硫酸鹽影響，導致開采效果不佳而影響油氣產量。長慶油田在水平巖反注井中采用兩種反注酸堿方式供選用:1.采用兩種不同濃度的不同組分酸堿濃度的酸液作為緩沖液來調整酸堿濃度。2.采用兩種不同比例的硫酸鈉溶液作為硫化氫氣體的補充劑，其作用效果與酸堿濃度成正比。這種酸堿混合溶液通過硫酸鈉與酸含量的不同比例變化來實現對井內地層壓力的調節作用。雖然這種方法對地層要求較高，但卻可以有效解決油井高產低產的問題。鄉15-10-3井是一口典型例子，該井自2006年7月投產以來累計產氣33萬 m3，累計產油7.8 t,日產氣量最高達到24.4 t。

油氣層的能量主要來源于裂縫對油氣層的影響。裂縫是由許多斷裂帶形成的，其結構一般為斷裂帶的“S”形形狀，其寬度和深度隨斷裂帶的發育和巖性的變化，裂縫越長、越寬或越窄其長度和深度越大。我國儲層分布范圍較廣，一般厚度約為40~200 m。根據油藏研究結果及儲層物性特征，結合油氣成藏理論可知，油氣層受到沖擊后會產生裂縫變形，破壞油田裂縫系統。影響裂縫形成的因素主要有：地層裂縫寬度；巖心受力情況；裂縫的位置；巖芯結構情況和巖芯材料等因素。裂縫形成與巖石物理性質和巖芯結構密切相關。根據石油天然氣行業標準規定：“裂縫深度小于10 mm時不應視為裂縫”，因此對于厚度小于10 mm的裂縫應視為裂縫。因此，從目前國內外已生產投產的大量油井來看，裂縫對油氣層沖擊的作用主要是裂縫和孔隙物的作用。反注井瞬時壓裂處理后，由于裂縫變寬了，油氣層受到了一定程度的沖擊作用，但也給油氣層保護帶來一定的難度。

反注井和常規壓裂工藝的主要區別在于：第一個區別是：常規壓裂工藝是通過壓裂液向井筒注入不同濃度的酸來完成壓裂作業，其過程

中存在嚴重的酸蝕問題。反注井由于注入酸就能達到目的層從而避免酸蝕問題。其反注井操作過程中酸液進入氣層時的排放速率大于常規壓裂工藝過程中進入氣層時的排放速率，因此對二氧化碳和一氧化碳的排放很少。而常規壓裂工藝則相反，酸的腐蝕問題主要由酸引起。因此在常規壓裂工藝設計中反注井操作中不能采用酸進行酸洗操作。第二個區別是：常規壓裂工藝中注入酸液會引起地層酸蝕的現象，而反注井不會出現這種現象。反注井酸腐蝕主要由酸蝕造成，因此在酸化過程中不會對壓裂作業產生影響，并且可以很好地解決碳酸鹽類儲層的酸性反應問題。第三個區別是：常規壓裂工藝一般只適用于單井生產階段，反注井則適合于一口井或者一段油藏生產階段。所以在反注井技術設計時需要考慮兩個方面：一方面是油田不同地質特征下的地層特性不同，如碳酸鹽巖儲層的孔隙度普遍較高，碳酸鹽巖儲層酸解吸率高達80%以上，使得反注井酸蝕問題比較嚴重；另一方面是反注工藝要求注水期間不能與酸井或高堿井酸水有沖突。

長慶油田已成功開發的反注井主要為長慶油田水平井和定向井等類型。其中長慶油田水平井占所有反注井的70%以上。與常規酸井相比，使用反注井后儲層的非均質性更強。對于低滲儲層采用反注井可有效提高油藏采收率和天然氣產量。但由于該方法在一定條件下具有較強的儲層非均質性與高含硫地層不匹配特性，故在低滲儲層或低硫地層應用效果不理想。因此，需要配套相關技術對反注井儲層進行配套技術改造，從而提升自流式自驅式開采條件下的天然氣產量。目前國內外反注井所用藥劑主要有硫酸鈉、硫酸鈉溶液、氯酸鈉溶液、有機氯化物等。其主要優點是不需要鉆井工具或壓裂液等作為輔助材料，只需利用井下專用設備即可實現反注作業。其缺點是需要投入大量人力物力，僅適用于鉆井成本低、施工周期短及環境要求不高等情況下。

與常規注水方式相比，反注井不僅提高了油藏的采收率，而且由于采用了壓裂技術，不但延長了井組生產時間，還大大提高了單油產量。在正常情況下，一個月的水力壓裂井口增油效果是常規注水井液的3~4倍。反注井不僅可以使儲層連通，提高儲層產量（不包括酸壓）還能顯著降低原油中含水。通過控制含水水平（含水20%)和產氣量（含水80%)的大小，可以將油藏采收率由目前的不足10%提高到30%以上。與常規注井相比，反吸注氣生產所需時間較短、產氣量更大、經濟效益和社會效益顯著等優點使得它得到國內外學者們的廣泛關注。目前世界上約有一半以上的油田使用雙套注水法開采原油。雙套注水方法具有操作簡單、成本低、產量高、出水質量好等優點。雙套注水法所需設備較少，操作簡單便捷；雙套液壓裂過程中使用的高壓液體用量少、成本低；雙套液壓裂技術可達到單井日產氣量8~12m3/d (相當于常規注井液）。而單套液壓裂過程中有一個特殊問題使其采收率大幅度降低——采用雙套液壓裂技術時需加酸來溶解地層堵塞層。雙套液壓裂是目前油藏開發中應用最多的自流式開發方式之一。但該技術仍存在著一些問題。