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油田注水


油田注水
备课笔记:2009 年 10 月 21 日 注水是油田开发过程中向地层补充能量、提高油田采收率的重要手段之一。注水井管理技术水平的高 低决定着油田开发效果的好坏,同时也决定着油田开发寿命的长短。 本章主要介绍注水系统、分层注水技术、注水井管理等内容,熟练管理注水井。 第一节 油田注水知识

一、注水基础知识 (一)油田注水的原因 油田投入开

发后,随着开采时间的增长,就要不断地消耗油层本身能量,油层压力就会不断下降,使 地下原油大量脱气,粘度增加,油井产量大大减少,甚至会停喷停产,造成地下残留大量死油采不出来。 为了弥补原油采出后所造成的地下亏空, 保持或提高油层压力, 实现油田高产稳产, 并获得较高的采收率, 必须对油田进行注水。 (二)注水井 用来向油层内注水的井叫注水井。 注水井的注水方式主要有: 1、正注:从油管往井内注水叫正注。 2、反注:从套管往井内注水叫反注。 3、合注:从油管和套管同时往井内注水叫合注。 4、笼统注水(混注):在注水井上不分层段,在相同的压力下进行注水的注水方式叫笼统注水。 5、分层注水:在注水井上对不同性质的油层区别对待,应用封隔器、配水器为主组成的分层配水管 柱,用不同压力定量注水的方式叫分层注水。 (三)洗井 把注水井井底和井筒的腐蚀物、杂质等沉淀物冲洗出来,达到井底和井筒清洁的一种措施叫洗井。分 为正洗井和反洗井。 1、正洗:洗井液(一般用水)从油管进入井筒,从油套管环形空间返回地面。正洗对井底的冲力比 较大 (油管截面积一般小于油、 套管环形空间的截面积, 所以在油管中的流速大于在油套环形空间的流速) , 有利于冲起井底积存的污物。 2、反洗:洗井液从油、套管环形空间进入井筒,从油管中返出井口。反洗携带脏物上升的能力强, 有利于将井中的脏物带到地面。 在实际工作中,应根据被洗井的具体情况,决定正洗或反洗。一般情况下,正注井采取正洗—反洗— 正洗方式,洗井合格后仍进行正注;对于反注井,采取反洗—正洗—反洗的方式,洗井合格后仍进行反注。 有封隔器的井只能反洗井。 二、水质的基本要求 在注水过程中,往往刚开始注水时,地层的吸水能力较好,注一段时间之后,地层吸水能力明显下降。 其原因是注入水水质不合格,造成地层堵塞,使地层的吸水能力下降,所以制定油田注水的水质标准是保 证油田正常注水的关键。注入水对油气藏造成的损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类。因此,对注入水的 基本要求是:机械杂质不堵塞地层孔隙,不与地层及流体发生沉淀反应,不腐蚀管线,具有良好的洗油能 力。 三、注水工艺流程 注水站的工艺流程为:来水进站—汇水管—高压泵—流量计—分水器—输水管路。 四、配水间 配水间是用来调节和控制注水井注水量的操作间。 结合现场具体情况,分为单井配水间和多井配水间两种:单井配水间是用来调节和控制一口注水井注

水量的,流程比较简单;多井配水间能调节和控制 2 口及以上注水井的注水量,其流程比单井配水间流程 复杂,泵站来水是通过分水器分到各注水井中。 配水间的主要设备:总闸门、汇集管、上流闸门、下流闸门、注水压力表、孔板法兰、流量计 (或水 表)等组成。 五、分层配水 (一)划分注水层段的方法 1、划分注水层段时,要做到油、水井所划分的层段相互对应。 2、对主要见水层及高渗透层要控制注水。 3、对厚油层中的高含水层应划分出来,控制注水。 (二)分层配注的含义及目的 所谓分层配注就是在注水井内下封隔器,把油层分隔成几个注水层段,对不同注水层段装有不同直径 水嘴的配水器,这种注水工艺叫分层配注。 注水井分层配注是为了解决层间矛盾,把注入水合理地分配到各层段,从而保持地层压力。对渗透性 好、吸水能力强的层控制注水;对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水。使高、中、低渗透性的地层都能 发挥注水作用,实现油田长期高产稳产,提高最终采收率。 (三)注水井调整 分层配注井,常因地层情况变化而改变注水方案,如注水层段改变,配注量改变或卡点位置改变;管 柱失效(包括油管刺漏,井下工具损坏,失灵)或者出现水嘴堵、水嘴刺大、水嘴掉等都需要进行调整,才 能达到合理有效注水目的。 第二节 注水井结构及生产原理 一、注水井结构 注水井结构通常指在完井基础上,在井筒套管内下 入油管、配水管柱,再配以井口装置,以上称为注水井 结构 (如图 11-1 所示)。 (一)套管规范:即下入套管的直径与壁厚。 (二)油管规范及下入深度:油管规范指下入油管的 直径与壁厚。 (三)注水管柱深度及级数:即下入管柱有几级几段 封隔器。 (四)油层中部深度: 主力油层深度至方补心的距离。 单位为:米。 (五)井口装置:所采用的采油树型号(常用 KZS25/65)。 二、生产原理 地面动力水通过井口装置从油管(正注)进到井下配 水器对注水层段进行注水。其注水能量传递过程关系:

p井口 ? H井深 ? r注入水 ? p损失 ? P 油层
式中: p井口 —注水井井口注水压力,MPa

H 井深 —注水井油管下入油层中部深度,m
r注入水 —注入水密度 p损失 —注水井管损与水头压力损失,MPa P 油层 —注入油层中部压力,MPa

图 11-1 注水井井身结构图

三、分层注水管柱 分层注水的工艺方法较多,如油套管分层注水、单管分层注水、多管分层注水等。 (一)单管分层注水管柱 单管分层注水,是在井中只下一根管柱,利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段,每 个层段都装有配水器。注入水从油管入井,由每个层段配水器上的水嘴控制水量,注入到各层段地层中。 按配水器结构可分为固定式配水管柱、活动式配水管柱和偏心式配水管柱。 1、固定式配水管柱 主要由油管、封隔井筒的水力压差式封隔器、控制注水用的配水器、用于投球测注水量的测试球座以 及底部单流阀等组成。 2、空心活动配水管柱 空心活动配水管柱(如图 11-2 所示)是由油管将封隔器、空心活动配水器及底筛堵等井下工具串接而 成。 3、偏心配水管柱 偏心配水管柱(如图 11-3 所示)是由封隔器、偏心配水器、撞击筒、底部单流阀及油管等组成。

图 11-3 偏心配水管柱 图 11-2 空心活动配水管柱 1—封隔器;2—空心活动配水器; 3—底筛堵;4—注入层;5—停注层 1,3,5—偏心配水器;2,4—封隔器;6—撞击筒; 7—底部阀;8——人工井底;9,10,11—油层

四、 注水井的 投注程序 新钻的注水 井, 一般都要经过 排液、洗井、试注 和投注等工作程 序后, 才能够转为 正常注水。 1、排液 所谓 “排液” , 就是采用短时间 的放喷,或气举、 抽汲等方法, 将井 底脏物和井底附 近油层内的堵塞 物质, 随同井内液 体一起排出井外 的工作。 其目的是: ( 1 )清除井 底脏物和油层内 的钻井液等堵塞 物质。 ( 2 )排出井 底周围油层内的 大部分液体, 使其 成为低压区, 以便 于注水。 2、洗井 在排液达到 要求后, 就应进行

洗井。 洗井的目的是: (1)将套管内壁和油管内外粘附的砂、蜡等脏物冲干净。 (2)将井底和注水层的渗滤表面冲洗干净。 3、试注 经排液、洗井合格后的注水井开始进行试注。 其目的是为了了解注水层吸水能力的大小。一般情况下,试注时间在 3~5 天。 4、转注(或投注) 所谓转注就是转入正常注水。 若油井转注,就不必进行排液。但必须经过洗井、试注合格后,再进行配水,待达到配水要求后,才 能转为正常注水。


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