采油分层注水论文分层注水技术Word文件下载.docx

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注水技术

第一章注水开采简介 1

1.1 注水开采 1

1.2 注水方式 1

1.3 注水过程中注意事项 2

1.4 注水地面系统 3

1.5 注入井投注程序 4

1.6目前注水工艺技术现状 5

第二章分层注水技术概述 6

2.1分层注水的原因 6

2.2分层注水的方法 6

2.3分层吸水能力及测试方法 7

2.3.1吸水能力差异原因分析 7

2.3.2吸水能力的研究与测试方法 10

2.4用指示曲线分析油层吸水能力的变化 10

2.5分层注水方法 11

2.5.1分层注水原理 11

2.5.2分层注水工艺 11

2.6分层注水工艺技术存在的问题及完善 12

2.6.1分注工艺存在的问题 12

2.6.2新分注工艺的实验及改进 12

2.6.3两种工艺试验中存在的问题 12

2.6.4两种工艺的改善与完善 13

第三章油田分层注水成效 15

第四章结论 16

致谢 17

参考文献 18

前言

当油田投入开采后，随着地下原油的不断产出，油层的压力也将随着下降，当油层压力降到饱和压力以下时，地下原油的性质就会发生变化，粘度增大，流动困难，最后将在油层留下大量的死油，无法采出。

要想将这些宝贵的原油采出，就必须提高油层压力，向地层补充能量，驱替油流产出。

向油层注入既不污染油层，又不损害原油性质的水，是提高油层最终采收率的一种经济而有效的方法。

这种开发方式，就称为油田的注水开发。

目前，华北油田已经进入中高含水期开发，层内、层间、平面矛盾日益突出，如何提高注水工艺技术水平，改善注水开发效果，已成为实现油田稳产需要解决的重要问题.由于油层各层系的不均质性，因而它们的吸水能力各不相同，只有采取分层注水的方法才能提高注水效率，实现油田长期高产稳产，提高最终采收率。

通过注水井向油层注水补充能量，保持油层压力，是在依靠天然能量进行采油之后或者油田开发早期为了提高采收率和采油速度而广泛采用的一项重要的开发措施。

目前，胜利油田已经进入中高含水期开发，层内、层间、平面矛盾日益突出，如何提高注水工艺技术水平，改善注水开发效果，已成为实现油田稳产需要解决的重要问题.由于油层各层系的不均质性，因而它们的吸水能力各不相同，只有采取分层注水的方法才能提高注水效率，实现油田长期高产稳产，提高最终采收率。

第一章注水开采简介

1.1注水开米

注水开采是指油田开发过程中，通过专门的注入井将水注入油藏，保持或复油层压力，使油藏有很强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。

20世纪20年代开始出现了采用人工注水开发油田的方法，多在油藏天然能量枯竭后注水，使油藏恢复压力，提高产量和采收率，称为二次采油法；

把前期依靠油藏天然能量开采阶段称为一次采油。

由于注水方法的推广应用，油田注水时间提前了。

苏联在40年代末开发乌拉尔新油区时在油田开发的初期即大规模注水，称保持压力注水。

此法在50年代得到广泛应用。

中国于50年代在玉门老君庙油田首先采用注水方法开采，60年代初大庆油田的开发采用了早期、内部、分层注水保持油层压力的开采方法,取得了很好的开发效果，80年代初，中国90%以上的原油产自注水开发的油田。

确定采用注水方法开采油田，通常要研究以下几个问题。

1.开始注水的时间和保持压力的水平问题

这直接影响油田建设和经济效益。

确定油层压力保持水平时，要充分利用天然能量，以实现用最简便、最经济的方法开发油田。

同时要使油藏保持的压力足以满足一定采油速率的要求，还要使油、气、水在地下的运动状态有利于提高采收率。

一般认为，在能达到要求的采油速率时，以油层压力降至饱和压力附近开始注水，较为适宜。

2.注水方式和井网问题

依据油藏的构造形态、面积大小、渗透率高低、油、气、水的分布关系和所要求达到的开发指标，选定注水井的分布位置和与生产井的相对关系，称注水方式，它确定了水驱油的方向和油井受效特点。

1.2注水方式

尽管注水工作近年来有很大的发展，但因受到注入水的体积波及系数和驱油效率的限制，许多油田的注水采收率，在目前的工艺技术条件下，难以超过50%。

因此，需要研究改进注水方法，并在注水后还需要采用的新的提高石油采收率的方法。

油田注水方式注水方式即是注采系统，其指注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系，可根据油田特点选择以下注水方式：

①边缘注水，其分为缘外注水、缘上注水和边内注水三种；

②切割注水；

③面积注水，可分五点法注水，七点法注水，歪七点法注水，四点法注水及九点法注水等。

（1） 对有边水活动、面积较小的油田，油水区间的传导性能较好时，往往沿油水边界附近布置注水井，形成环状注水，也叫边外注水；

（2） 对面积较大、储层连片较好、渗透率较高的油田，注水井排切割油藏，形成行列注水；

⑶对面积较大、储层连片情况较差、渗透率较低的油藏，生产井和注水井按照一定几何图案，互相间隔地排列，称面积注水。

另外，还有注水井分布比较灵活的点状注水、选择性注水等，这些方式也叫边内注水。

为使油井充分受到注水效果，达到所需要的采油速率和所要求的油层压力，还需确定井和井间的距离（井距），确定井距时，以大多数油层都能受到注水作用为原则。

注水井和油井的井数比例和分布形态，称为井网，如面积注水井网有五点法（注水井与生产井的比例为1:

1）、四点法（比例为1:

2）、反九点法（比例为1:

3）等。

依据油井的产油能力、注水井的吸水能力和要求达到的采油速率、采收率、开采年限等，来对比、分析注水强度不同和布井方式不同的各种注水井网的开发效果，从中选用最佳的井网式。

1.3注水过程中注意事项

（1） 调整吸水剖面

注水过程中要经常调整注水井的吸水剖面，改造吸水少的中、低渗透层，控制影响其他层吸水的特高吸水层，使更多的油层按照需要吸水，以提高注入水的体积波及系数，采油井也要定期监测产油剖面，了解各油层工作状况，以便采取措施减少井筒内的层间干扰，发挥中、低渗透率油层的作用。

（2） 提高注入水利用率

随着对注水采油认识的加深，近年来又发展了各种提高注入水的体积波及系数的方法，并减少注入水的采出量，提高注入水的利用率。

如对非均质性严重或带有裂缝性的油层，将连续注水改为周期性注水；

对高含水地区改变注水井的分布，从而改变水驱油的液流方向等，已取得很好的试验效果。

（3）注入水的水质和污水回注

注入油层中的水，如含有机械杂质，易使油层堵塞；

含腐蚀物质，易使注水设备和注水管柱损坏，腐蚀物的堆积也易使井底油层堵塞；

水中含有细菌和具有细菌生存的条件，会加剧腐蚀和结垢；

这些都将妨碍注水工作的顺利进行。

必须依据油田的孔隙结构、矿物成分、地下水性质等，对注入水进行过滤、除铁、脱氧、杀菌以及加缓蚀剂等处理。

生产井中排出的含油污水，一般应回注油层以保护环境和节约用水。

注入污水的处理原则和上述相同，但需增加脱油装置。

（4）注水设备和流程

注水时要求注入压力高于油藏压力。

所用的高压泵有两类：

①多级离心泵，排量大，但在高压下效率稍差,通常注水压力较平稳，维修量小；

②多缸柱塞泵（三缸或五缸），排量小，但调节范围大，整机效率高，但维修工作量较大。

注水井的吸水能力主要取决于油层渗透率和注水泵压，为使油层正常吸水，注水泵压应低于油层破裂压力。

泵型的选择要根据油田具体情况和技术经济综合效益考虑。

处理过的水经注水泵加压，再经配水间分到各个注水井，注入水的流量在配水间进行计量。

为防止设备和管线腐蚀，除在水中加入缓蚀剂外，还常在输水管线中加上水泥砂浆内衬或其他涂料的涂层，注水井中的油管也常增加涂料内涂层。

1.4注水地面系统

从水源到注水井的注水地面系统通常包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。

水源水经处理后达到油田注水水质标准后，被送到注水站。

注水站的主要作用是将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。

站内注水工艺流程主要考虑满足注水水质、计量、操作管理及分层注水等方面的要求。

其工艺流程为：

来水进站一计量一水质处理一储水罐一泵出。

配水间用来调节，控制和计量一口注水井的注水量，其主要设施分为水器、正常注水和旁注水井

通备用管汇、压力表和流量计。

配水间一般分为单井配水间和多井配水间这两种。

注入水从地面进入地层的通道，井口装置与自喷井相似；

不同点是无清蜡闸门，不装油嘴，同时承压高。

除井口装置外，注水井内还根据注水要求（分注、合注、洗井）下有相应的注水管柱。

1.5注入井投注程序

注水井从完钻到正常注水，一般要经过排液、洗井、试注之后才能转入正常的注水。

排液的目的是清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为注水创造有利的条件，并利用部分弹性储能，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于注水井排位拉成直线。

注水井在排液之后需要进行洗井。

洗井的目的是吧井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞，影响注水。

洗井方式有两种：

一种是正洗，另一种是反洗。

试注的目的是确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数资料，根据要求注入量选定注入压力。

因此，试注时要进行注水井测试，求出注水压力和地层吸水能力。

注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，并绘出注水指示曲线，再经过配水就可以转为正常注水。

1.6目前注水工艺技术现状

目前注水工艺现状如表

工艺类别

工艺特点

存在问题

同心集成

一套工具同时配注两个层段，解决卡距限制，最多满足4个注水层段配水；

一次可同时测试两个注水层段，测调效率提高

存在结垢卡堵塞器、同

位素测试困难问题

两小一防

改变相邻配水器导向体角度，使其相互不受影响，解决卡距限制问题，卡距可缩至2m

测试通用性较高，投捞

测试效率没有提高

桥式偏心

偏心配水器上设计了桥式通孔，使用双皮碗座封测试，实现了单层资料录取

不能实现细分，投捞测

试效率没有提高

直读测调联动分层配水

利用电缆下入电动控制工具及测试监控仪器，通过井下电控工具对可调式堵塞器水嘴调整

提高了测试效率，但投

入成本高

恒流量配

水

利用预压缩弹簧平衡水嘴前后压力，保证通过水嘴的流量为恒定流量

在小排量及高压注水井

上调节精度不好

偏心集成

没有卡距限制，减少下井工具数量，可直接取得单层段测试资料，提高资料真实性

测调效率提高幅度不大

偏封一体

偏心配水器和封隔器集成一体，减

少下井工具数量

试验井数较少，需进一

步验证

存储分层

水量自动调

节

钢丝下入测调仪器，在地面预设，通过井下电控工具对可调式堵塞器水嘴调整

入成本较高

第二章分层注水技术概述

2.1分层注水的原因

如果一个油田地下的油层有多个，而且分层厚度不大，为节约资金，多采取油井和注水井同时、多层采注的方式开发。

给多个油层注水的注水井，是否需要分层注水，是由这些油层的差异决定的。

由于各油层都是独立封闭的储油体，它们在形成油层的地质时期形成的条件不同，有的油层看上去像馒头，孔隙很大。

有的油层看上去像砖头，虽然能吸水但看不出有孔隙。

而且各油层含油气组分、原始压力和温度