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油田分层注水技术讲座


油田分层注水技术讲座

主讲: 主讲:王法轩

油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 注水井分层注水、 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术

油田注水开发概述
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br />一、不注水开发油田思路

二、注水开发油田的思路

油田注水开发概述

油田为什么要注水开发? 油田为什么要注水开发? 注水开发油田是前苏联二十世纪三十年代 实施的一种开发模式,以美国为代表的西方 实施的一种开发模式, 国家一般不搞注水开发。 国家一般不搞注水开发。这是两种油田开发 思路。 思路。

油田注水开发概述
--不注水开发油田思路---不注水开发油田思路-不注水开发油田思路
是枯竭式的畧夺式的开采, 1. 是枯竭式的畧夺式的开采,也就是单靠地层的原始能量 地层压力)进行一次采油。 (地层压力)进行一次采油。这种方式只能采出地质储 量的5% 15%,大部分可采储量残留在地下, 5%- 量的5%-15%,大部分可采储量残留在地下,造成资源 浪费。 浪费。 西方国家认为,注水开发成本太高。要增加水源工程、 2. 西方国家认为,注水开发成本太高。要增加水源工程、水 处理工程、分注分采工程、加热脱水工程、 处理工程、分注分采工程、加热脱水工程、污水回注工 程等,这就带来了一系列油田生产难度, 程等,这就带来了一系列油田生产难度,使原油生产成 本不断升高。 本不断升高。

油田注水开发概述

一、不注水开发油田思路

二、注水开发油田的思路

油田注水开发概述
注水开发油田思路
1. 注水是对油田开发能量的补充 油田投入生产以后,油田地层能量(地层压力)随之下降, 油田投入生产以后,油田地层能量(地层压力)随之下降, 为使地层压力保持在饱和压力附近, 为使地层压力保持在饱和压力附近,为保持油井的旺盛生产 能力,需要注水补充地层能量。若不及时补充能量, 能力,需要注水补充地层能量。若不及时补充能量,靠原始 地层弹性能量,溶解气能量、边底水能量、 地层弹性能量,溶解气能量、边底水能量、气顶能量以及重 力能量等进行一次采油,待地层压力降到饱和压力以下时候, 力能量等进行一次采油,待地层压力降到饱和压力以下时候, 溶解在原油中的天然气就从原油中析出来, 溶解在原油中的天然气就从原油中析出来,使原油的粘度急 剧增加,流动性变差, 85%的原油留在了油层 的原油留在了油层, 剧增加,流动性变差,使85%的原油留在了油层,大大地降 低了采收率。 低了采收率。

油田注水开发概述
注水开发油田思路
注水开发也是有效利用水驱油的作用,长时间注水后, 2. 注水开发也是有效利用水驱油的作用,长时间注水后, 岩石孔隙表面的原油不断被水带走,致使岩石呈白色, 岩石孔隙表面的原油不断被水带走,致使岩石呈白色,说 明注水起到了有效的驱油作用。 明注水起到了有效的驱油作用。 从能量平衡出发,采油工程也需要补充能量。 3. 从能量平衡出发,采油工程也需要补充能量。有边水底 水的油藏,在自喷开采阶段,随含水上升, 水的油藏,在自喷开采阶段,随含水上升,井筒内液柱密 度不断增大,流压上升,要保持一定的生产压差, 度不断增大,流压上升,要保持一定的生产压差,就必须 提高地层的压力,所以靠注水提高压力是经济有效的。 提高地层的压力,所以靠注水提高压力是经济有效的。当 油井停喷后常使用人工举升的办法,降低生产流压, 油井停喷后常使用人工举升的办法,降低生产流压,放大 生产压差,使产液量不断得到提升, 生产压差,使产液量不断得到提升,以此保持原油产量的 稳定。 稳定。

油田注水开发概述
总结
由于注水开发能补充地层能量, 由于注水开发能补充地层能量,使油井保持旺盛的生产能 使采收率可以提高10% 25%, 10%- 力,使采收率可以提高10%-25%,加之注聚的三次采油 工艺,最终采收率可以达到50% 65%, 50%- 工艺,最终采收率可以达到50%-65%,比依靠自然能量 一次开采的采收率提高45% 55%。 45%- 一次开采的采收率提高45%-55%。因此我国和俄罗斯等 国家的油田,95%都采用注水方式开发 都采用注水方式开发。 国家的油田,95%都采用注水方式开发。我国现有采油井 18万口 注水井6万口, 万口, 约18万口,注水井6万口,但由于油田陆续进入三高开发阶 细分注水工艺的实施迫在眉睫。另外不少公司在美国, 段,细分注水工艺的实施迫在眉睫。另外不少公司在美国, 加拿大买断了一批枯竭油田,通过注水补充能量, 加拿大买断了一批枯竭油田,通过注水补充能量,单井产 量可达到3 10t/d,取得了可观的经济效益。 量可达到3-10t/d,取得了可观的经济效益。非洲的乍得 和苏丹等国家的油田,一开始就搞注水开发方案, 和苏丹等国家的油田,一开始就搞注水开发方案,这充分 说明注水开发油田模式已被人们认可。 说明注水开发油田模式已被人们认可。

油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 注水井分层注水、 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注

一、概要 二、剖面 三、三大矛盾

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
概要
本部分主要解决为什么对注水井实施分层分注、 本部分主要解决为什么对注水井实施分层分注、分层 调剖、分层增注的问题。 调剖、分层增注的问题。 对于注水井实施分注、调剖、 对于注水井实施分注、调剖、增注都是为了改善注水 井的吸水剖面,解决注水后,油田出现的三大矛盾, 井的吸水剖面,解决注水后,油田出现的三大矛盾,即: 层间、层内及平面,以此达到以下几个目的。 层间、层内及平面,以此达到以下几个目的。 控制各层水线的推进速度 控制受效油井的含水上升速度 提高油层的存水率 改善水井的吸水剖面和出油剖面

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注

一、概要 二、剖面 三、三大矛盾

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
剖面— 剖面 注水井的吸水剖面
在一口注水井中, 在一口注水井中,同时 在井口注水压力下, 在井口注水压力下,对多 个油层注水, 个油层注水,由于各油层 的物性不同, 的物性不同,因此各油层 的吸水量也不同。 的吸水量也不同。这就构 成了注水井的吸水剖面。 成了注水井的吸水剖面。
注水井吸水剖面图

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
剖面— 采油井的出油剖面(也叫产液剖面) 剖面
在一口油井中, 在一口油井中,同时合采多 个油层, 个油层,由于各层的油层物性不 即渗透率不同, 同(即渗透率不同,油层压力不 含油饱和度不同, 同,含油饱和度不同,水推进的 速度不同等) 速度不同等)因此储油层的采油 采液强度不同,含水高低也不同。 采液强度不同,含水高低也不同。 这就构成了油井的出油或产液剖 面。

采油井产液剖面图

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注

一、概要 二、剖面 三、三大矛盾

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾— 三大矛盾 层间矛盾
层与层之间由于渗透率差异达几百上千倍,注水后, 层与层之间由于渗透率差异达几百上千倍,注水后,各层 受效时间、地层压力、产油速度、含水率都不一样。 受效时间、地层压力、产油速度、含水率都不一样。

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾— 三大矛盾 平面矛盾
一口注水井要对应两口以上的油井注水, 一口注水井要对应两口以上的油井注水,由于沉积相 的影响,各油井受效情况差异很大。 的影响,各油井受效情况差异很大。

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾— 三大矛盾 层内矛盾
在同一油层内,由于油层的非均匀质存在, 在同一油层内,由于油层的非均匀质存在,影响该层的注 水采收率。 水采收率。

大厚油层层内矛盾

岩性变压的层内矛盾

注水井分层注水、 注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾
这三大矛盾, 这三大矛盾,使所有注水开发的油田都是躲不过绕不开 的问题。因此,地质家和工程师都在忙此事。 的问题。因此,地质家和工程师都在忙此事。解决这三大矛 盾的关键是:就如何改善出油剖面和调整吸水剖面, 盾的关键是:就如何改善出油剖面和调整吸水剖面,以达到 稳产、增产、提高采收率的目的。 稳产、增产、提高采收率的目的。 因此在注水井中,对各油层要进行分层定量注水, 因此在注水井中,对各油层要进行分层定量注水,即分 层注水;对完不成配注的个别层要进行分层改造( 层注水;对完不成配注的个别层要进行分层改造(压裂或酸 );对特高渗透层除实行分层配注手段外 对特高渗透层除实行分层配注手段外, 化);对特高渗透层除实行分层配注手段外,还要进行单独 注调剖剂,限制水的推进进度, 注调剖剂,限制水的推进进度,同时达到提高存水率和扩大 波及体积的目的。 波及体积的目的。 为解决三大矛盾,也要同时在油井上采取分层堵水、分 为解决三大矛盾,也要同时在油井上采取分层堵水、 层压裂、分层酸化、分层采油等技术措施。 层压裂、分层酸化、分层采油等技术措施。

油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 注水井分层注水、 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术

注水井的试注与投注

一、排液 二、洗井 三、试注

注水井的试注与投注
排液
排液的目的 一是排出钻井、完井过程中对地层伤害和堵塞物; 一是排出钻井、完井过程中对地层伤害和堵塞物; 二是使井底的油层附近造成低压区,为注水创造条件。 二是使井底的油层附近造成低压区,为注水创造条件。 排液要求 一是排液强度以不伤害油层孔隙结构为原则,含砂≦0.2%; 一是排液强度以不伤害油层孔隙结构为原则,含砂≦0.2%; 二是排液体积,一般排液界限为2倍井筒容积再加上10 10倍的地 二是排液体积,一般排液界限为2倍井筒容积再加上10倍的地 层伤害体积,计算公式: 层伤害体积,计算公式:

V = HπR φ
2

式中

V H R φ

——伤害体积,m3; 伤害体积, 伤害体积 ——地层有效厚度,m; 地层有效厚度, ; 地层有效厚度 ——伤害半径,m;( 伤害半径, ;( ;(0.5m-1.5m) 伤害半径 - ) ——地层孔隙度,%; 地层孔隙度, ; 地层孔隙度

注水井的试注与投注

一、排液 二、洗井 三、试注

注水井的试注与投注
洗井
1、首先下入带有筛管和套管刮腊器的洗井管柱,边下边用 首先下入带有筛管和套管刮腊器的洗井管柱, 密 1.18的盐水反冲洗井内的死油和污垢 的盐水反冲洗井内的死油和污垢, 度1-1.18的盐水反冲洗井内的死油和污垢,并落实人 工井 底。 起出井内管柱,按地质方案要求下入分层测试管柱, 2、起出井内管柱,按地质方案要求下入分层测试管柱,并 座好井口。 后面介绍分层测试管柱) 座好井口。(后面介绍分层测试管柱) 3、洗井,用泵站供给的高压合格水进行反洗井,洗井排量由 洗井,用泵站供给的高压合格水进行反洗井, 小到大, 15m3/h、20m3/h、30m3/h, 小到大,即15m3/h、20m3/h、30m3/h,三个排量都要到达 水质进出口一致为洗井合格。 水质进出口一致为洗井合格。

注水井的试注与投注
分层测试管柱 (1) 分层启动压力测试重要性
① 能真实认识各层吸水能力 多年来,跨层系开发、合注、笼统措施, 多年来,跨层系开发、合注、笼统措施,使分层监 测不到位,搅乱了层系之间的压力系统;地质分析困难, 测不到位,搅乱了层系之间的压力系统;地质分析困难, 认识不清,控制层分开后,反而不吸水; 认识不清,控制层分开后,反而不吸水;带来分层很大 的盲目性,造成后期返工、反复调配工作量大。 的盲目性,造成后期返工、反复调配工作量大。 ② 可以确定最高注水压力界限 为管柱合理配置(锚定) ③ 为管柱合理配置(锚定)提供依据 ④ 减少大量的后期调配工作量 ⑤为注水系统地面建设提供设计依据

注水井的试注与投注
分层测试管柱 (2) 管柱结构
封隔器 定泄压阀 阀座 筛管 丝堵

注水井的试注与投注
分层测试管柱 (3) 工作原理
管柱到位后首先打压使封隔器坐封, 管柱到位后首先打压使封隔器坐封,然后继续打压 将最下面一级定压阀打掉,其余定压阀均处于密封状态, 将最下面一级定压阀打掉,其余定压阀均处于密封状态, 实现最下一个层段资料的录取,待最下一级资料录取完 实现最下一个层段资料的录取, 毕后,从井口投球实现上一层段资料的录取, 毕后,从井口投球实现上一层段资料的录取,依次类推 逐步实现上部各层段资料的录取。 逐步实现上部各层段资料的录取。

2007.5 号层3.1/1 S3上4,1号层3.1/1 2010.6 2019.8 号层5.5/1 S3上4,4号层5.5/1 2025.3 2042.1 号层1.4/1 S3中1,5号层1.4/1 2043.5 2049.6 2062.3 筛管 丝堵 2062 2065 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 定压阀 阀座 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2030

10号层 号层9.3/5 S3中1,6-10号层9.3/5 S3中2,11-13号层4.5/3 11-13号层 号层4.5/3

2007.5 S3上4,1号层3.1/1 号层3.1/1 2010.6 2019.8 S3上4,4号层5.5/1 号层5.5/1 2025.3 2042.1 S3中1,5号层1.4/1 号层1.4/1 2043.5 S3中1,6-10号层9.3/5 10号层9.3/5 号层 S3中 S3中2,11-13号层4.5/3 11-13号层4.5/3 号层 2049.6 2062.3 筛管 2062 丝堵 2065 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 定压阀 阀 座 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2030

2007.5 S3上4,1号层3.1/1 号层3.1/1 2010.6 2019.8 S3上4,4号层5.5/1 号层5.5/1 2025.3 2042.1 S3中1,5号层1.4/1 号层1.4/1 2043.5 S3中1,6-10号层9.3/5 10号层9.3/5 号层 S3中 S3中2,11-13号层4.5/3 11-13号层4.5/3 号层 2049.6 2062.3 筛管 2062 丝堵 2065 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 定压阀 阀 座 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2030

2007.5 S3上4,1号层3.1/1 号层3.1/1 2010.6 2019.8 S3上4,4号层5.5/1 号层5.5/1 2025.3 2042.1 S3中1,5号层1.4/1 号层1.4/1 2043.5 S3中1,6-10号层9.3/5 10号层9.3/5 号层 S3中 S3中2,11-13号层4.5/3 11-13号层4.5/3 号层 2049.6 2062.3 筛管 2062 丝堵 2065 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2047 定压阀 阀 座 Y341-114封隔器 Y341-114封隔器 2030

注水井的试注与投注
分层测试管柱 现场试验情况
XH5-114测试录取的分层启动压力资料 XH5-114测试录取的分层启动压力资料
序 号 1 2 3 4 厚度/ 厚度/ 层数 3.1/1 5.5/1 1.4/1 13.8/8

注水层位 S 3 上4 1 S 3 上4 4 S 3 中1 5 S3中16.7.8.9.10 S3中2 11.12.13

测试层段 2007.52007.5-2010.6 2019.82019.8-2025.8 2042.12042.1-2043.5 2049.62049.6-2084.2

启动压力(MPa) 启动压力(MPa) 22.25 12.7 18.68 16.79

注水井的试注与投注
分层测试管柱 XH5-114井分层启动压力测试结果 XH5-114井分层启动压力测试结果

层间启动压 力相差最高 9.55MPa

注水井的试注与投注
分层测试管柱 XH5 114吸水剖面 XH5-114吸水剖面

启动22.25MPa 启动22.25MPa 启动18.68MPa 启动18.68MPa 启动12.7MPa 启动12.7MPa

启动16.79MPa 启动16.79MPa 启动16.79MPa 启动16.79MPa

注水井的试注与投注

一、排液 二、洗井 三、试注

注水井的试注与投注
试注
1、放大注水,放大注水量基本接近排出的地下体积为合适, 放大注水,放大注水量基本接近排出的地下体积为合适, 也可以用连续三天稳定注水的方法控制, 也可以用连续三天稳定注水的方法控制,也就是在同一个 压力下,全井的注水量基本稳定, 压力下,全井的注水量基本稳定,说明地层的吸水量为真 实吸水量。 实吸水量。 2、测全井和分层指示曲线。测绘井和分层指示曲线的点3- 测全井和分层指示曲线。测绘井和分层指示曲线的点3 每个压力点稳定注水20 30min。 20- 4 个,每个压力点稳定注水20-30min。

注水井的试注与投注
试注
3、测试手段:一般测全井和分层指示曲线时,均下入分层 测试手段:一般测全井和分层指示曲线时, 测试管柱,采用吊球或投球方法, 测试管柱,采用吊球或投球方法,测得各分层的指示曲 线。通过分层的指示曲线,按地质要求的各层配水量, 通过分层的指示曲线,按地质要求的各层配水量, 选择各层的水嘴。 选择各层的水嘴。 4、起出测试管柱,下入分层注水管柱,洗井一个排量合 起出测试管柱,下入分层注水管柱, 格,蹩压10-15Mpa释放封隔器,然后正常转注。 蹩压10-15Mpa释放封隔器,然后正常转注。 10 释放封隔器

油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 注水井分层注水、 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术

分层注水工具及管柱

一、分注管柱分类原则 二、井下分注工具介绍

分层注水工具及管柱
分注管柱分类原则 先按注水层数确定管柱的大类,分为“顶封管柱” ★ 先按注水层数确定管柱的大类,分为“顶封管柱”、“一
级 二段分注管柱” 管柱” 二段分注管柱”、“二级三段 管柱”等; 然后按工具的外径划分,分为: Ф114系 ★ 然后按工具的外径划分,分为:“Ф114系 列”或 “Ф110系 Ф110系 列”等; 其次,再按不同的外径系列区分不同的耐压的技术指标。 ★ 其次,再按不同的外径系列区分不同的耐压的技术指标。 如高压( 25MPa)、常压 系列(18 25MPa)。 (18如高压(≥25MPa)、常压 系列(18-25MPa)。 )、

分层注水工具及管柱
分注管柱分类原则
主要分注管柱
① Ф114、Ф112系列顶封管柱 Ф114、Ф112系列顶封管柱 ② 一级二段分注管柱 : Y241-112系列油套分注管柱 № Y241-112系列油套分注管柱 Y221-114(110)系列油套分注管柱 № Y221-114(110)系列油套分注管柱 常规偏心(上提) № 常规偏心(上提)一级二段管柱 常规偏心(下放) № 常规偏心(下放)一级二段管柱 № 一级二段长效分注管柱 ③ 三级以上分注管柱 ④ 4″套管分注管柱 引进的管柱: ⑤ 引进的管柱:江汉分注管柱

分层注水工具及管柱

①管柱结构

保护层段
防沉 垢 水力锚

组成:防沉积水力锚 组成: Y341封隔器 封隔器+ +Y341封隔器+ 撞击式导流器 +单向阀 指标:耐压35MPa,耐 35MPa, 指标:耐压35MPa,耐 130℃,外径 温130℃,外径 Φ112mm、 Φ112mm、114mm

Y341

注水层段

导流器

单向球座

分层注水工具及管柱
②主要工艺用途
A.卡封隔离上部套漏井; A.卡封隔离上部套漏井; 卡封隔离上部套漏井 B.高压注水下的上部套管保护 高压注水下的上部套管保护; B.高压注水下的上部套管保护; C.停注上层 单注下层。 停注上层, C.停注上层,单注下层。

③使用技术条件
Ф114系列管柱主要用于 Ф114系列管柱主要用于: 系列管柱主要用于: 7.72mm、9.17mm套管井 51/2 x 7.72mm、9.17mm套管井 Ф112系列管柱主要用于 系列管柱主要用于: Ф112系列管柱主要用于: x10.54mm或7.72mm、9.17mm微套变井 51/2 x10.54mm或7.72mm、9.17mm微套变井

分层注水工具及管柱

座封
保护层

压力指示
验管 压力

2.0 15 MPa MPa

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱
压力指示 保护层
2.0 15 MPa MPa 验管 压力

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱
压力指示 保护层
2.0 15 MPa MPa 验管 压力

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱
压力指示 保护层
2.0 15 MPa MPa 验管 压力

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱
压力指示 保护层
2.0 15 MPa MPa 验管 压力

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱
压力指示 保护层
2.0 15 MPa MPa 验管 压力

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱

注水
保护层

压力指示
验管 压力

2.0 15 MPa MPa

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱

反洗
保护层

压力指示
验管 压力

2.0 15 MPa MPa

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱

解封
保护层

压力指示
验管 压力

2.0 15 MPa MPa

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱

解封
保护层

压力指示
验管 压力

2.0 15 MPa MPa

35 MPa

注水层

注水站来水

解封
保护层

压力指示
验管 压力

2.0 15 MPa MPa

35 MPa

注水层

注水站来水

分层注水工具及管柱 ①Y241-112系列 Y241-112系列 油套分注管柱
A.管柱结构 A.管柱结构 : 水力锚+Y241 +Y241封隔器 水力锚+Y241封隔器 泄压滑套+ +泄压滑套+丝堵 B.主要工艺用途: B.主要工艺用途: 主要工艺用途 用于水井油套分注工艺 C.使用技术条件: C.使用技术条件: 使用技术条件 51/2套管通用

分层注水工具及管柱 ②Y221-114(110) 221- 系列油套分注管柱
A.管柱结构: A.管柱结构: 管柱结构 水力锚+Y221封隔器+ +Y221封隔器 水力锚+Y221封隔器+喇叭口 B.主要工艺用途: B.主要工艺用途: 主要工艺用途 用于5 用于51/2套管及微套变水 井油套分注工艺。 井油套分注工艺。 C.使用技术条件: C.使用技术条件: 使用技术条件 51/2套管通用

分层注水工具及管柱 ③常规偏心(上提解封 常规偏心( 式)一级二段管柱
A.管柱结构: A.管柱结构:见右图 管柱结构 B.主要工艺用途: B.主要工艺用途: 主要工艺用途 用于井下可调配、 用于井下可调配、测试的一级二 段分注工艺。 段分注工艺。 C.使用技术条件: 使用技术条件: Ф114系列管柱主要用于: Ф114系列管柱主要用于:124mm 系列管柱主要用于 121mm套管井 套管井。 和121mm套管井。 Ф112系列管柱 系列管柱: Ф112系列管柱:5-1/2套管通用

分层注水工具及管柱 ④常规偏心(下放解封 常规偏心( 式)一级二段管柱
A.管柱结构: A.管柱结构:见右图 管柱结构 B.主要工艺用途 B.主要工艺用途 用于井下可调配、测试、 用于井下可调配、测试、出 砂严重的一级二段分注工艺 C.使用技术条件: 使用技术条件: φ124mm和121mm套管井 φ124mm和121mm套管井

分层注水工具及管柱 ⑤一级二段长效分注管柱
A.管柱结构: A.管柱结构:见右图 管柱结构 B.主要工艺用途 B.主要工艺用途: 主要工艺用途: 用于井下调配的一级二段分 注工艺。 注工艺。 C.使用技术条件 C.使用技术条件 1/2in套管通用 5-1/2in套管通用

分层注水工具及管柱 (Ф114、 (Ф114、112 、110系列多级 110系列多级 分注管柱) 分注管柱)
A.管柱结构: A.管柱结构:见右图 管柱结构 B.主要工艺用途 B.主要工艺用途
用于井况较好、井下调配、测试的多 用于井况较好、井下调配、 级分注工艺。 级分注工艺。

C.使用技术条件: C.使用技术条件: 使用技术条件
Ф114、112系列管柱主要用于: Ф114、112系列管柱主要用于:124mm 系列管柱主要用于 121mm套管井 和121mm套管井 Ф110系列管柱 系列管柱: 套管通用。 Ф110系列管柱:5-1/2套管通用。

分层注水工具及管柱 4″套管分注管柱
A.管柱结构: A.管柱结构:见右图 管柱结构 B.主要工艺用途: B.主要工艺用途: 主要工艺用途
用于4in套管井一级二段分注工艺 用于4in套管井一级二段分注工艺 4in

C.使用技术条件:4in套管通用 C.使用技术条件:4in套管通用 使用技术条件 D.技术原理: D.技术原理: 技术原理
当井口注水压力达到设定值时封隔 器自动座封, 器自动座封,座封后注入水沿配水芯 子的上、下水嘴进入封隔器的上、 子的上、下水嘴进入封隔器的上、下 两层实现分层注水。 两层实现分层注水。

分层注水工具及管柱 引进江汉多级分注管柱
A.管柱结构 A.管柱结构 :见右图 B.主要工艺用途: B.主要工艺用途: C.使用技术条件: C.使用技术条件: 5 1/2套管通用

分层注水工具及管柱

一、分注管柱分类原则 二、井下分注工具介绍

分层注水工具及管柱 1. 关于封隔器的型号和含义
封隔器类型的划分方法封隔器类型的划分方法
分类法: 分类法 Z-自封式 Y-压缩式 K-扩张式 组合式 固定格式 ①尾管支撑式 ②单向卡瓦式 ③悬挂式 ④双向卡瓦式 ⑤锚瓦式 座封方式 ①下放管柱 ②转动管柱 ③自封座封 ④液压座封 ⑤下工具座封 解封方式 ①提放管柱 ②转动管柱 ③钻铣 ④液压解封 ⑤下工具解封 ⑥热力解封

分层注水工具及管柱 1. 关于封隔器的型号和含义
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨

Y541-115:压缩式 Y541-115:压缩式 锚瓦固定 液压座封 提放管柱 Y221-114:压缩式、单向卡瓦式、下放管柱、 Y221-114:压缩式、单向卡瓦式、下放管柱、提放管柱 压缩式 K344-114:扩张式、悬挂固定、液压座封、 K344-114:扩张式、悬挂固定、液压座封、液压解封 扩张式 Y341-114:压缩式、悬挂固定、液压座封、 Y341-114:压缩式、悬挂固定、液压座封、提放管柱 压缩式 :压裂封隔器 自封压缩组合式、单向卡瓦式、下放管柱、 压裂封隔器、 ZYY221 :压裂封隔器、自封压缩组合式、单向卡瓦式、下放管柱、提放管柱 Y241-112:压缩式、单向卡瓦式、液压座封、 Y241-112:压缩式、单向卡瓦式、液压座封、提放管柱 压缩式 Y221-114:压缩式 单向卡瓦式、下放管柱、 Y221-114:压缩式 、单向卡瓦式、下放管柱、提放管柱 ZYY211自封压缩组合式、单向卡瓦式、下放管柱、 ZYY211-110: 自封压缩组合式、单向卡瓦式、下放管柱、提放管柱 Y111-114:压缩式、尾管支撑固定、下放管柱、 Y111-114:压缩式、尾管支撑固定、下放管柱、提放管柱 压缩式

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理 (1)、Y541-115静液压封隔器 (1)、Y541-115静液压封隔器

结构:五部分组成。 结构:五部分组成。 水力锚:承受封隔器下部压差产生的上顶力。 水力锚:承受封隔器下部压差产生的上顶力。 封隔件:封隔上、下层位。 封隔件:封隔上、下层位。 下卡瓦:承受上压差产生的下推力。 下卡瓦:承受上压差产生的下推力。 座封锁紧机构:压缩封隔件,张开下卡瓦,同时锁定, 座封锁紧机构:压缩封隔件,张开下卡瓦,同时锁定, 使之处于工作状态。 使之处于工作状态。 解封机构:起解封作用。 解封机构:起解封作用。 用途:用于定向井、直井的分采,试油,卡堵水等, 用途:用于定向井、直井的分采,试油,卡堵水等,靠液压座封

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
座封:油管憋压(5~10MPa),压力作用到控制活塞上, 座封:油管憋压(5~10MPa),压力作用到控制活塞上,剪断剪 (5 钉,活塞上行,锁块脱离约束,活塞带动锁紧机构、外中心管、 活塞上行,锁块脱离约束,活塞带动锁紧机构、外中心管、 水力锚向下移动,张开下卡瓦并卡住套管内壁,压缩封隔, 水力锚向下移动,张开下卡瓦并卡住套管内壁,压缩封隔,同 时锁紧机构将封隔器锁定在座封位置。 时锁紧机构将封隔器锁定在座封位置。

最大外径: 最大外径:115mm 长 度:1423mm 工作压力: 工作压力:25MPa 两端连接螺纹: 两端连接螺纹:2 7/8TBG

最小通径: 最小通径:50mm 121~ 内 径:121~124mm 工作温度: 工作温度:120℃ 适用井斜:45° 适用井斜:45°

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理 )、Y211 114封隔器 Y211(2)、Y211-114封隔器

1-上接头 2-调节环 6-中胶筒 7-中心管 111211- 楔形体 12-防松螺钉 161716-固定螺钉 17-连接环 212221-弹簧 22-锁环套 262726-扶正体 27-压环 3132-轨道销钉 31-滑环 32-

3-“O”型圈 O 型圈 8-楔形体帽 1313-限位螺钉 1818-小卡瓦档块 2323-档球套 2828-摩擦块 3333-防松螺钉

4-边胶筒 9-档环 1414-卡瓦 1919-防松螺钉 2424-档球 2929-压簧 3434-下接头

5-隔环 1010-防松螺钉 1515-大卡瓦档环 2020-护罩 2525-顶套 3030-限钉压环

用途:分层采油、卡堵水、 用途:分层采油、卡堵水、找水等

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
坐封:按坐封高度上提管柱,然后下放管柱, 坐封:按坐封高度上提管柱,然后下放管柱,扶正器则沿中 心管轨迹槽运动, 心管轨迹槽运动,轨道销钉从原来的短槽上死点到达长槽上 死点的坐封位置。由于顶套的作用,挡球套被顶开解锁, 死点的坐封位置。由于顶套的作用,挡球套被顶开解锁,从 而使卡瓦被锥体撑开,并卡在套管内壁上。同时, 而使卡瓦被锥体撑开,并卡在套管内壁上。同时,在管柱重 量作用下,下行压缩胶筒,使胶筒直径变大, 量作用下,下行压缩胶筒,使胶筒直径变大,封隔油套环形 空间。 空间。 解封:上提管柱,上接头、调节环和中心管一起上行, 解封:上提管柱,上接头、调节环和中心管一起上行,轨道销 钉又运动到下死点,锥体退出卡瓦。同时由于扶正器的摩擦力, 钉又运动到下死点,锥体退出卡瓦。同时由于扶正器的摩擦力, 产生一个向下的拉力,从而卡瓦准确回收及锁球复位, 产生一个向下的拉力,从而卡瓦准确回收及锁球复位,挡球套 在弹簧的作用下,自动复位,锁紧装置恢复。与此同时, 在弹簧的作用下,自动复位,锁紧装置恢复。与此同时,胶筒 收回解封。 收回解封。

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
最大外径:114mm 最小通径: 最大外径: 最小通径:50mm 工作温度: 长 度:2123mm 工作温度:120℃ 连接螺纹: 连接螺纹:2 7/8TBG 坐 距:700mm 坐封载荷:80~ 坐封载荷:80~100KN 上压25MPa 下压8MPa 工 作压 差:上压25MPa 下压8MPa 扶正块外径:张开136mm 缩小114 扶正块外径:张开136mm 缩小114 mm

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理 K344-114封隔器 (3) K344-114封隔器

1-上接头 2-“O”型圈 6-中心管 7-胶筒座

3、 4-硫化芯子 8-滤网罩 9-下接头

5-胶筒

用途:用于注水、酸化、挤堵、 用途:用于注水、酸化、挤堵、找串和封串

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
从油管内加液压,液压经滤网罩,下接头的孔眼和中心 从油管内加液压,液压经滤网罩, 管的水槽作用在胶筒的内腔,使胶筒胀大, 管的水槽作用在胶筒的内腔,使胶筒胀大,封隔油套环形 空间。放掉油管压力,胶筒即收回解封。 空间。放掉油管压力,胶筒即收回解封。

最大外径:114mm 最大外径: 总 长:910mm 工作压力: 工作压力:25MPa

最小通径:62mm 最小通径: 坐封压力:0.5~ 坐封压力:0.5~0.7MPa 工作温度: 工作温度:120℃

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理 Y341-114注水封隔器 (4) Y341-114注水封隔器

1-上接头 6-内中心管 11-卡瓦座 16-连接头

2-“O”型圈 7-胶筒 12-卡瓦 17-下接头

3-洗井阀 8-隔环 13-锁套

4-顶套 9-密封环 14-解封套

5-外中心管 10-防座剪钉 15-活塞

结构:座封部分、密封部分、 结构:座封部分、密封部分、洗井部分 用途:主要用于分层注水, 用途:主要用于分层注水,并可用于酸化和挤堵

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
座封:从油管内加液压,通过连接头的小孔作用在上、 座封:从油管内加液压,通过连接头的小孔作用在上、下 活塞上,使活塞推动锁套和密封环上行,压缩胶筒, 活塞上,使活塞推动锁套和密封环上行,压缩胶筒,使胶 筒直径变大,封隔油套环形空间, 筒直径变大,封隔油套环形空间,同时液压通过上接头的 小孔作用在洗井阀上, 小孔作用在洗井阀上,使洗井阀下行与外中心管的内锥面 密封,封闭内外中心管的环形空间。放掉油管压力,因卡 密封,封闭内外中心管的环形空间。放掉油管压力, 瓦和锁套上的内外齿相互啮合在一起,使胶筒不能返回。 瓦和锁套上的内外齿相互啮合在一起,使胶筒不能返回。 洗井:从套管内加液压, 洗井:从套管内加液压,通过顶套上的侧孔进入内外中心管 和的环形空间, 和的环形空间,经锁套上的侧孔进入下层

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
解封: 上提管柱,上接头带动内中心管,连接头上行, 解封: 上提管柱,上接头带动内中心管,连接头上行,而外 中心管、锁套和卡瓦座、卡瓦等部件, 中心管、锁套和卡瓦座、卡瓦等部件,连接头上行使解封套 上升,件的内锥面内抱卡瓦,使卡瓦和锁套分离, 上升,件的内锥面内抱卡瓦,使卡瓦和锁套分离,则锁套和 密封环等部件在胶筒的弹力作用下下行,从而胶筒恢复。 密封环等部件在胶筒的弹力作用下下行,从而胶筒恢复。

长 度:1235mm 最小通径: 最小通径:55mm 工作温度: 工作温度:120℃

最大外径:114mm 最大外径: 工作压力: 工作压力:25MPa 两端连接螺纹: 两端连接螺纹:2 7/8TBG

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理 Y341-114高压注水封隔器 (5) Y341-114高压注水封隔器

1-上接头 5-隔环 9-卡瓦 13-上活塞

2-外中心管 3-胶筒保护环 6-密封环 7、14、16-“O”型圈 10-卡瓦座 11-内中心管 15、17-聚四氟乙烯环 18-下活塞

4-胶筒 8-防座锁钉 12-锁套 19-下接头

用途:主要用于高压分注, 用途:主要用于高压分注,并可用于酸化和挤堵

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
座封:从油管内加液压,内中心管上的进液孔作用在上、 座封:从油管内加液压,内中心管上的进液孔作用在上、下 活塞和上,推动锁套和密封环,压缩胶筒, 活塞和上,推动锁套和密封环,压缩胶筒,使胶筒和胶筒保 护环直径变大,封隔油套环形空间, 护环直径变大,封隔油套环形空间,同时由于上活塞的外球 形面紧贴锁套的内锥面,内外中心管的环形空间也被封闭, 形面紧贴锁套的内锥面,内外中心管的环形空间也被封闭, 放掉油管压力,因卡瓦和锁套上的齿形扣啮合在一起, 放掉油管压力,因卡瓦和锁套上的齿形扣啮合在一起,使胶 筒不能反弹。 筒不能反弹。 洗井:从套管内加液压,水流通过外中心管的侧孔进入, 洗井:从套管内加液压,水流通过外中心管的侧孔进入,经 内外中心管的环形空间推动上活塞下行, 内外中心管的环形空间推动上活塞下行,通过上活塞和锁套 让出的位置进入下层。 让出的位置进入下层。

分层注水工具及管柱 1、封隔器结构原理
解封:上提管柱,上接头1带动内中心管和下接头上行, 解封:上提管柱,上接头1带动内中心管和下接头上行, 锁套相对不动,卡瓦座失去内支撑使得密封环、 锁套相对不动,卡瓦座失去内支撑使得密封环、卡瓦和锁 套在胶筒弹力作用下离开卡瓦座一起下行, 套在胶筒弹力作用下离开卡瓦座一起下行,从而胶筒复原 。

长 度:1180mm 最小通径: 最小通径:55mm 工作温度: 工作温度:120℃

最大外径: 最大外径:114mm 工作压力: 工作压力:35MPa 两端连接螺纹: 两端连接螺纹:2 7/8 TBG

分层注水工具及管柱 2、水力锚结构原理 KMZ-115 115水力锚 (1) KMZ-115水力锚

1-本体 5-锚爪

2-扶正块 6-扶正块套

3-“0”型盘根 0 型盘根 7-固定螺钉

4-弹簧

用途: 用途:利用水力锚爪的咬合力来克服分层作业中油管所受 的拉力或压力。 的拉力或压力。

分层注水工具及管柱 2、水力锚结构原理
当油管压力大于套管压力时, 当油管压力大于套管压力时,油套之间的压差作用在锚爪 上,就产生一个液压作用力,当这个作用力大于弹簧的弹力 就产生一个液压作用力, 时,锚爪就压缩弹簧向外凸出,并咬合在套管内壁上,以防 锚爪就压缩弹簧向外凸出,并咬合在套管内壁上, 止管柱上、下窜动。油套压差愈大,锚爪的咬合力愈大。 止管柱上、下窜动。油套压差愈大,锚爪的咬合力愈大。当 油管压力不大于套管压力时, 油管压力不大于套管压力时,锚爪就在弹簧的作用下恢复原 位。

分层注水工具及管柱 2、水力锚结构原理

(1) 应根据管柱的受力大小选用合适的水力锚,不渗不漏 应根据管柱的受力大小选用合适的水力锚, 者才能用。 者才能用。 (2) 水力锚下井位置应处于水泥环返高范围之内,防止因 水力锚下井位置应处于水泥环返高范围之内, 压力过高造成套管变形卡死水力锚。 压力过高造成套管变形卡死水力锚。 (3) 水力锚有防砂装置可下入在管柱底部,如无防砂装置 水力锚有防砂装置可下入在管柱底部, 下入位置应在最上一级封隔器的上部,以防砂卡。 ,下入位置应在最上一级封隔器的上部,以防砂卡。

分层注水工具及管柱 2、水力锚结构原理

钢体外径:115mm 钢体外径: 锚爪直径:50mm 锚爪直径: 总 长:440mm

钢体内径:40mm 钢体内径: 适用套管:140mm 适用套管: 两端连接螺纹:27/8TBG 两端连接螺纹: 15MPa-15MPa--187KN --187KN 25MPa-25MPa--289KN --289KN

理论啮合力:5MPa-理论啮合力:5MPa-- 57KN 20MPa-20MPa--230KN --230KN

分层注水工具及管柱 2、水力锚结构原理 (2) 普通水力锚结构及原理
? 结 构 如 图 ? 技术指标 钢 体 外 径:Φ114mm Φ110mm 114mm 110mm 690mm 690mm 总 长: 690mm 690mm 54mm 50mm 内 通 径:Φ54mm Φ50mm 锚爪启动压力: 2MPa 锚爪启动压力: 35MPa 30MPa 耐 压 差: 35MPa 30MPa

分层注水工具及管柱 2、水力锚结构原理 (2) 普通水力锚结构及原理

锚定 解锚

分层注水工具及管柱 3、补偿器结构原理 KHC-1145管柱缓冲器构原理 KHC-1145管柱缓冲器构原理 1145

1-上接头 5-内伸缩管 12-连接头

2、3、6、8、11-“”型圈 7-锁块 9-活塞 13-外连接套 14-拉环

4-外伸缩管 10-销钉 15-下接头

用途: 用途:与水力压缩式封隔器配套使用,减少因注水压力波动 而造成管柱伸缩对封隔器的影响。

分层注水工具及管柱 3、补偿器结构原理
1、关闭:组装试压后处于关闭状态,下井时,内外伸缩管和 关闭: 锁块、活塞固定,不产生相对运动。 开启: 2、开启:油管弊压,液压从内伸缩管的小孔作用在活塞上, 当压力达到一定值后(封隔器座封后),剪断销钉,活塞上行, 锁块退出锁槽,从而内外伸缩管可产生相对运动。 工作: 3、工作:封隔器座封后与套管内壁相对固定,当油管压力下 降时,整个管柱伸缩,由于内外伸缩管可产生相对运动,整个 管柱的收缩力不再作用在封隔器上。

分层注水工具及管柱 3、补偿器结构原理

长 度:995mm 行 程:280mm 最大外径: 最大外径:Φ114mm 最小内径: 最小内径:Φ48mm 工作压力: 工作压力:25KPa 工作温度: 工作温度:120℃

分层注水工具及管柱 4、支撑卡瓦结构原理 KGA-114 114支撑卡瓦 KGA-114支撑卡瓦

1-锥体 2-卡瓦 3-箍簧 4-上限位环 5-内压簧 6-下限位环 7-摩擦块 8-外压簧 9-防松螺钉 10-扶正座 11-滑环销钉 12-滑环 13-托环 14-中心管 15-下接头 16-固定螺钉 17-垫圈

用途:接在封隔器的下部,作管柱的下支点, 用途:接在封隔器的下部,作管柱的下支点,用于坐封隔器 和克服封隔器因上压所产生的下推力。 和克服封隔器因上压所产生的下推力。结蜡严重和死油多的 井不宜使用。 井不宜使用。

分层注水工具及管柱 4、支撑卡瓦结构原理
扶正器依靠弹簧的弹力,造成摩擦块与套管的摩擦力 扶正器依靠弹簧的弹力, 扶正器通过滑环销钉,就能沿中心管的轨道槽运动。 ,扶正器通过滑环销钉,就能沿中心管的轨道槽运动。座 按所需坐卡高度上提管柱后下放, 卡:按所需坐卡高度上提管柱后下放,就从中心管的轨道 槽的短槽上死点运动到长槽上死点, 槽的短槽上死点运动到长槽上死点,卡瓦就被锥体撑开而 卡牢套管。解卡:上提管柱, 11就从中心管的长槽上死 卡牢套管。解卡:上提管柱,件11就从中心管的长槽上死 点回到下死点,则卡瓦2就在箍簧3的作用下收回。 点回到下死点,则卡瓦2就在箍簧3的作用下收回。

总长: 总长:1050mm 通径: 通径:50mm

最大外径:114mm 最大外径: 防 坐 距:350mm

分层注水工具及管柱 5、配水器结构原理 (1) KPX-114偏心配水器 KPX-114 114偏心配水器

1-工作筒

2-堵塞器

用途:主要用于分层注水。 用途:主要用于分层注水。

分层注水工具及管柱 5、配水器结构原理
正常注水时,堵塞器靠其主体的Φ22mm台阶坐于工作筒 正常注水时,堵塞器靠其主体的Φ22mm台阶坐于工作筒 Φ22mm 主体的偏孔上,凸轮卡于偏孔上部的扩孔处( 主体的偏孔上,凸轮卡于偏孔上部的扩孔处(因凸轮在打捞 杆的下端和扭簧的作用下,可向上来回转动, 杆的下端和扭簧的作用下,可向上来回转动,故堵塞器能进 入工作筒,被主体的偏孔卡住而飞不出),堵塞器主体上、 ),堵塞器主体上 入工作筒,被主体的偏孔卡住而飞不出),堵塞器主体上、 下两组各两根“ 型圈封住偏孔的出液槽, 下两组各两根“O”型圈封住偏孔的出液槽,注入水即以堵 塞器滤罩、水嘴、 塞器滤罩、水嘴、堵塞器主体的出液槽和工作筒主体的偏孔 进入油套环形空间后注入地层。 进入油套环形空间后注入地层。投捞堵塞器的工作原理详见 投捞器的工作原理说明。 投捞器的工作原理说明。

分层注水工具及管柱 5、配水器结构原理 KKX-106 106配水器 (2) KKX-106配水器

1-上接头 2-调节环 6、7-“O”型圈 8-启开阀

3-垫圈 9-水嘴

4-弹簧 10-芯子

5-工作筒 11-下接头

结构: 结构:由活动和固定两部分组成 用途:主要用于分层注水,还可用于找水、 用途:主要用于分层注水,还可用于找水、挤堵和酸化

分层注水工具及管柱 5、配水器结构原理

油管加压经水嘴作用在启开阀上, 油管加压经水嘴作用在启开阀上,当液压力大于压簧的弹力 启开阀压缩弹簧,阀打开, 时,启开阀压缩弹簧,阀打开,水流经过油套环形空间注入地 调节环用来调节压簧的松紧,以控制启开阀的启开压力。 层。调节环用来调节压簧的松紧,以控制启开阀的启开压力。 捞出芯子,就可更换水嘴以调节水量。 捞出芯子,就可更换水嘴以调节水量。 特点:不能任意投捞,捞应从上而下, 特点:不能任意投捞,捞应从上而下,投应从下而上逐级进 行。 一般只能用三级,最高不超过四级。 一般只能用三级,最高不超过四级。

分层注水工具及管柱 5、配水器结构原理

最大外径:106mm 最大外径: 401 外径:58mm 外径: 402 外径:55mm 外径: 403 外径:51mm 外径: 404 外径:47mm 外径:

长度:540mm 长度: 内径:49mm 内径: 内径:44mm 内径: 内径:39mm 内径: 内径:32mm 内径: 测试球直径:52mm 测试球直径: 测试球直径:47.5mm 测试球直径: 测试球直径:42mm 测试球直径: 测试球直径:35mm 测试球直径:

配水器芯子直径大小分为4 配水器芯子直径大小分为4级:

油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 注水井分层注水、 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术

分层配水技术 1、固定配水管柱
结构:由扩张式封隔器( K344型 结构:由扩张式封隔器(如K344型) 及固定配水器。 及固定配水器。 技术要求:各级配水器(节流器) 技术要求:各级配水器(节流器)放 开压力必须大于0.7Mpa 0.7Mpa。 开压力必须大于0.7Mpa。 存在问题:更换嘴子时必须起出管柱 存在问题: 测试用钢丝吊球即可。 测试用钢丝吊球即可。

分层配水技术 2、活动配水管柱
结构:由扩张封隔器及空心配水器组成。 结构:由扩张封隔器及空心配水器组成。 技术要求: 技术要求:空心配水器的直径自上而下逐 级从大到小。打捞是自上而下打捞。 级从大到小。打捞是自上而下打捞。 存在问题: 存在问题:最多五级 测试:空心配水器下贷“104” 测试:空心配水器下贷“104”浮子流量计 可测试每个层的注水量。 ,可测试每个层的注水量。

分层配水技术 3、偏心配水管柱
结构 :由可洗井压缩式封隔器、偏心配水器和球座等组成 由可洗井压缩式封隔器、 若深度在2000m以下深井,注水管柱应加油管补偿器, 2000m以下深井 。若深度在2000m以下深井,注水管柱应加油管补偿器,水 力锚、水力卡瓦等。 力锚、水力卡瓦等。 技术要求:坐封压力必须在15Mpa以上,用投送器, 15Mpa以上 技术要求:坐封压力必须在15Mpa以上,用投送器,将水嘴 堵塞器投送到各级工作筒内。 堵塞器投送到各级工作筒内。用打捞器打捞各级水嘴堵塞器 。 测试: 可用106 106浮子流量计测试各层的吸水量 测试:a可用106浮子流量计测试各层的吸水量 用电磁或超声波流量计, b用电磁或超声波流量计,在偏心管柱的任何层段都 可以测试。 可以测试。

分层配水技术

分层配水技术 分层注水指示曲线、 分层注水指示曲线、
分层注水指示曲线是注水层 段的注水压力和注水量的相 关曲线。 关曲线。它反映各层的吸水 能力。 能力。每条曲线和压力轴的 交汇处为该层段的启动力。 交汇处为该层段的启动力。
分层指示曲线

分层配水技术
嘴损曲线:此曲线表达配水尺寸、 嘴损曲线:此曲线表达配水尺寸、注水量通过配水嘴的 节流损失三者之间的定量关系。 节流损失三者之间的定量关系。

PS114G配水器嘴损曲线(固定配水器使用) 配水器嘴损曲线(固定配水器使用) 配水器嘴损曲线

分层配水技术 分层配水嘴选配

PS114K配水器嘴损曲线(活动配水器使用) 配水器嘴损曲线(活动配水器使用) 配水器嘴损曲线

分层配水技术 分层配水嘴选配

PS114P-A配水器嘴损曲线(偏心配水器使用) 配水器嘴损曲线(偏心配水器使用) 配水器嘴损曲线

分层配水技术
管损曲线:管损曲线表示油管深度、 管损曲线:管损曲线表示油管深度、注水量和沿程压力损失三 者之间的定量关系。 者之间的定量关系。

φ 73mm

油管管损曲线

分层配水技术
1. 分层配水嘴选配方法 绘制分层指示曲线,根据分层配注量,查出井口注水压力P 2. 绘制分层指示曲线,根据分层配注量,查出井口注水压力P配; 根据全井配注量及油管深度从管损曲线查出P 3. 根据全井配注量及油管深度从管损曲线查出P管损; 确定井口注水压力P 一般是高压注水的来水压力); 4. 确定井口注水压力P井(一般是高压注水的来水压力); 计算嘴损压力: 5. 计算嘴损压力:P嘴损=P井-P配-P管损 ; 根据各层的配水量及嘴损,在嘴损曲线上查出各层水嘴尺寸。 6. 根据各层的配水量及嘴损,在嘴损曲线上查出各层水嘴尺寸。 7. 调配水嘴 式中

d 2 = d1

Q1 Qo

d2 d1 Q1

—需调整水嘴直径; 需调整水嘴直径; 需调整水嘴直径 —原用水嘴直径; 原用水嘴直径; 原用水嘴直径 —配注水量; 配注水量; 配注水量

—原配注水量。 原配注水量。 原配注水量 Qo

油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 注水井分层注水、 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术

注水水质及防膨技术 注水水质推荐标准
根据各油田的储层物性,注水水质质量可参照“中国石 根据各油田的储层物性,注水水质质量可参照“ 油天然气行业标准水质指标(参考SY 5329-94) SY油天然气行业标准水质指标(参考SY-5329-94)”。 (1)悬浮物固体含量及颗粒直径、含油量、平均腐蚀率 悬浮物固体含量及颗粒直径、含油量、 硫酸盐还原菌(SRB)、铁丝菌、腐生菌(TGB) )、铁丝菌 、硫酸盐还原菌(SRB)、铁丝菌、腐生菌(TGB)和膜滤 系数指标见上表; 系数指标见上表; (2)总铁含量应小于0.5mg/L; 总铁含量应小于0.5mg/L; 0.5mg/L (3)溶解氧小于0.05mg/L,国际溶解氧要求小于 溶解氧小于0.05mg/L, 0.05mg/L 0.005mg/L; 0.005mg/L; (4)游离二氧化碳含量小于10.0mg/L; 游离二氧化碳含量小于10.0mg/L; 10.0mg/L (5)硫化物(指二价硫)含量应小于10.0mg/L; 硫化物(指二价硫)含量应小于10.0mg/L; 10.0mg/L (6)当注入水质不到要求时,必须定期洗井。 当注入水质不到要求时,必须定期洗井。

注水水质及防膨技术
石油天然气行业标准水质指标(推荐C 标准,参考SY 5329-94) SY表 石油天然气行业标准水质指标(推荐C1标准,参考SY-5329-94)
注入层平均空气渗透率, 注入层平均空气渗透率, ?m2 标准分级 悬浮固体含量, 悬浮固体含量, mg/L 悬浮物颗粒直径中 值,?m 控 含油量, 含油量,mg/L 溶解氧, 溶解氧,mg/L ≤1.0 ≤5.0 0.05 ≤1.5 ≤6.0 ≤2.0 ≤8.0 ≤2.0 ≤8.0 ≤2.5 ≤10.0 ≤3.0 ≤15.0 ≤3.0 ≤15.0 ≤3.5 ≤20 ≤4.0 ≤30 A1 ≤1.0 <0.10 A2 ≤2.0 A3 ≤3.0 B1 ≤3.0 0.1~0.6 B2 ≤4.0 B3 ≤5.0 C1 ≤5.0 >0.6 C2 ≤7.0 C3 ≤10.0



平均腐蚀率, 平均腐蚀率,mm/a <0.076 A1,B1,C1 级:试片各面都无点腐蚀 点腐蚀 A2,B2,C2 级:试片有轻微点蚀 A3,B3,C3 级:试片有明显点蚀 SRB 菌,个/ml 铁细菌, 铁细菌,个/ml TGB,个/ml , 膜滤系数 0 <10 n×102
2 n×10 2





<25

0

<10 n×103
3 n×10 3

<25

0

<10 n×104
4 n×10 4

<25

≥20

≥15

≥10

1<n<10;( 清水水质指标中去掉含油量;( 溶解氧参考国际标准建议取0.01mg/L以下。 ;(2 ;(3 0.01mg/L以下 注: (1) 1<n<10;(2)清水水质指标中去掉含油量;(3)溶解氧参考国际标准建议取0.01mg/L以下。

防膨技术
注水开发油田,油层大部分都是含粘土砂岩油层, 注水开发油田,油层大部分都是含粘土砂岩油层,而粘土 成份中,往往会有伊绿石和蒙脱石矿物, 成份中,往往会有伊绿石和蒙脱石矿物,这种矿物的最大特点 是遇到水后产生水敏膨胀,速敏运移, 是遇到水后产生水敏膨胀,速敏运移,致使孔隙喉道半径缩小 或堵塞,造成吸水量降低。 或堵塞,造成吸水量降低。 粘土防膨剂可分为无机盐类、无机物表活剂、 粘土防膨剂可分为无机盐类、无机物表活剂、有机物表活 以及无机盐与无机物离子表面活性剂复配物。 剂、以及无机盐与无机物离子表面活性剂复配物。

注水水质及防膨技术 防膨剂的筛选
初选:将油层岩屑粉碎过筛后放入含有防膨剂的水中, 初选:将油层岩屑粉碎过筛后放入含有防膨剂的水中,测 出一定时间内体积和重量变化,从而得出最佳防膨配方。 出一定时间内体积和重量变化,从而得出最佳防膨配方。 渗流防膨效果评价,初选的配方混合到注入水中, 渗流防膨效果评价,初选的配方混合到注入水中,经岩心 模拟试验,测定渗透率的变化。 模拟试验,测定渗透率的变化。 防膨的使用 对于注水,一般是周期性注入加防膨剂的段赛。 对于注水,一般是周期性注入加防膨剂的段赛。也可连续 注入。浓度一般在0.5 1.0%。 0.5注入。浓度一般在0.5-1.0%。

讲座结束 谢谢大家


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