注水井管理及分层注水.docx
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注水井管理及分层注水
注水井管理及考核办法
总 则
随着油田不断深入开发，全厂职工应该清醒认识到注水是原油生产的动力，只有注够水、注好水，才能保证原油生产的平稳性、持久性。
原则上全厂注水系统的管理归注水项目组负责，为了明确责任，保证注水工作的正常稳定开展，特制定本规定与考核办法，本文自下发之日起执行，相关单位若有异议请立即与注水项目组联系。
1. 全厂注水井管理规定与考核办法
1.1所有注水井必须严格按开发部门下达的配注量执行（分注井参阅分层注水井管理规定与考核办法），对不易控制的井，浮动不能超过上限的10%。
1.2注水出现不正常时，当班人员须分析原因并上报队部技术员，共同把问题落实清楚，要求两天内整改；对自己无法解决的问题，必须报注水项目组，由注水项目组协调解决。
1.3值班人员认真做好注水井的巡回检查，取全取准注水井资料，包括泵压、油压、套压、注水方式、水嘴规格、实际生产时间、注水量、洗井情况。
巡查过程中发现不正常应及时上报队部和注水项目组，做到当天发现问题当天解决。
1.4各采油区队必须做到全天平稳注水，不能忽大忽小，特别是调节阀或闸门控制的注水井。
1.5，注水井洗井周期为45天，各采油区队必须制定详细的月度及周洗井计划，严格按运行表时间洗井。
对吸水下降的井应及时加洗，对不能正常洗井的井要报技术单位，并说明详细原因。
洗井按注水井洗井标准执行。
1.6除注水井正常维护洗井外，停注24小时以上的井开注前必须洗井。
1.7对作业完的注水井或根据生产需要需洗井的注水井由技术单位以通知单的形式发给采油区队，采油区队接到通知单后按要求洗井。
1.8洗井前必须检查配水间、井口是否装有水嘴，若装有水嘴须取掉，若有调节阀或阀门控制洗井时需开至最大。
1.9注水井洗井时全部采用大排量反洗方式，要求如下：
E31油藏 ≥80方 洗至进出口水质一致为合格
N1-N21油藏 ≥60方 洗至进出口水质一致为合格
花土沟油田 ≥40方 洗至进出口水质一致为合格
油砂山油田 ≥20方 洗至进出口水质一致为合格
1.10月底必须把本月洗井情况以报表形式报给注水项目组，要求写明井号、洗井日期、洗井方式、洗井量、洗井瞬时流量、洗井前后注水量、备注（特殊情况说明）。
1.11采油区队洗井前后必须通知注水队，并说明具体情况，由注水队控制泵压在技术指标内。
原则上同一分水器上不得同时安排两口井洗井，若有两口以上井洗井时必须按序逐口进行。
1.12注水队接洗井通知后，要合理控制泵压，保证平稳注水。
1.13采油区队要定期对注水装置进行维护、保养，保证阀门的灵活性和流程的畅通性。
1.14表头无流量时由采油区队检查落实，与计量站配合共同整改，要求三天内恢复正常。
1.15对将要作业的注水井，采油区队必须认真检查注水井井口装置的完好性，对装置损坏的，在作业期间进行更换和维修，以免影响生产时间和给后序工作带来不便。
1.16注水大队因管线漏、换闸门或停电等原因需要停泵停注的必须通知注水项目组及采油区队，采油区队接到通知后必须关闭相关影响的注水井单井注水阀门。
注水系统恢复正常后立即通知注水项目组及采油区队，由采油区队及时开注。
1.17采油区队或个人不得无故停井，注水井若需要停注时（如钻井影响、措施作业等原因），必须以停注申请的形式由注水项目组签字认可后方能停注；可以开注时相关单位应立即通知注水项目组，由注水项目组通知采油区队开注。
1.18考核办法：
对违反以上规定第1.1—1.16项，处以500元/（井）次罚款，第1.17项处以1000元/（井）次罚款。
2. 分层注水井管理规定与考核办法
2.1分注井开注前的管理：
2.1.1分层注水井在分注、换封作业过程中，必须严格按设计要求下入分层注水管柱，确保卡封层段的准确性。
入井的井下工具各连接处必须上紧，防止工具脱落，影响座封造成返工。
作业完后井口必须配件齐全完好，各连接部位不渗不漏，若有问题应及时整改，以确保座封工作的顺利进行。
2.1.2注水井下封后，各采油队在开注前必须对该井的井口装置、回水流程及各种配件进行认真检查并对检查出的问题进行整改，自身不能整改的问题，应及时上报注水项目组，以便组织配件更换。
开注前必须确保分注井流程畅通，阀门灵活好用，油、套压表完好。
2.1.3采油区队在接到注水项目组洗井通知后应及时安排洗井。
分层注水井开注前要彻底洗井，洗井前后必须通知注水队。
洗井具体要求见第1.9项和第1.11项。
2.2分注井的座封：
采油区队接注水项目组座封通知后，安排技术人员或大班协同注水项目组按如下要求进行座封：
2.2.1关闭井口注水阀门，打开回水阀、套管阀门，对套管卸压至零。
要求注水压力必须达到额定压力，（深层25MPa、中浅层20MPa、油砂山及花土沟用水泥车）。
2.2.2注水压力达到额定压力时，打开注水阀门，观察油、套压变化，若油压为正常注水压力，套压迅速下降至零，油套环空不返水压，即蹩压座封成功，缓慢关闭洗井回水阀门。
2.2.3座封时必须有注水项目组技术人员在场，由注水项目组技术人员监督指挥，严禁违规操作。
座封工作由采油区队和注水项目组共同完成。
2.3分注井的管理和维护。
2.3.1采油区队当班工人日常巡井要检查井口装置是否齐全、完好、有无刺漏跑水等现象。
2.3.2采油区队当班工人日常巡井要检查注水井口油压、套压，分析井下封隔器座封情况。
2.3.3各采油区队检查配注间注水泵压及注入量，发现注入量超（欠），不在配注量范围内，应及时与注水项目组联系，由注水项目组安排测试大队进行水嘴调配，确保注水符合率。
2.3.4各采油区队认真填写真实的资料，内容包括：
泵压、油压、套压、注水方式、水嘴规格、实际生产时间、注水量、洗井情况等相关再生产数据。
2.3.5采油区队若发现异常情况，应及时处理并向注水项目组反映。
正常情况下，任何单位及个人不得随意关、停注水井，在管理观念上应视水井与油井同等重要。
2.4考核办法：
违反以上管理规定处以500元/项（次）罚款，造成严重后果的处以1000元及以上罚款。
3. 分层注水井的投捞调配管理规定与考核办法。
3.1分注、换封的注水井，在下封前，由注水项目组以通知单的形式通知测试大队按分注、换封设计要求，认真作好投捞、测试仪器的检查和调试工作。
进入现场作业的试井车辆必须提前将所用仪器、仪表等器具配备齐全后方可上井，以免耽误作业进度。
3.2对新分注、换封的注水井，由测试大队安排技术人员到现场进行地面投捞检查工作，地面投捞检查应反复三次以上。
检查主要针对配水器、堵塞器和投捞器三者之间的配合状况进行检查。
确保无隐患后并记录好堵塞器编号和与层位相对应的层段号与水嘴规范后才能将分注工具交作业队下井。
3.3分注井座封后，如需调配、测试，则由注水项目组以通知单形式通知测试大队。
测试大队接到调配通知单后在规定时间内按设计配注要求，根据投捞测试台帐记录并按配注要求对各层段进行投捞、测试。
3.4测试大队在作业前和作业后必须通知水井所属采油区队调度，在该区队当班工作人员的协助、配合下开、关井，不得擅自随意开、关井。
作业后必须及时通知该井所属队、站以便及时开井生产。
3.5采油区队必须配合测试大队做好投捞调配工作，以保证作业成功率，减少不必要的停注时间及关、开井次数。
如遇特殊情况及时通报主管部门以便协调解决，不得无故推诿，耽误正常作业。
3.6分层注水井进行投捞、测试、检查水嘴等作业的资料，必须在当天反馈给注水项目组。
如有异常情况要在报表上注明。
3.7注水项目组根据各采油区、队洗井周期运行情况，安排测试大队按厂规定每45天为一周期，对分层注井井下水嘴进行检查、活动并作好检查、活动记录。
3.8分注井水嘴投捞工作按《水井投捞操作规程》执行；分注井流量测试按《水井流量测试操作规程》执行。
3.9考核办法：
违反以上管理规定处以500元/项（次）罚款，造成严重后果的处以1000元及以上罚款。
3.10水井投捞操作管理规定与考核办法。
3.10.1施工工序。
3.10.1.1有计划完成季度分层投捞调配任务。
3.10.1.2厂下达的临时性投捞任务按通知单要求及时施工。
3.10.1.3所有投捞作业均要求按投捞设计进行。
3.10.2投捞器保养。
每次投捞完后，将仪器擦干净，并将带扣的每个地方涂抹黄油，以确保各调节和连接部位灵活好用。
3.10.3地面投捞。
由专人负责同一投捞工具，在地面与每只新选配水器进行投入和捞出试配三次，若有遇卡现象，现场分析确定出问题所在，然后在地面予以解决，杜绝将问题带入井下。
3.10.4常规投捞操作事项。
3.10.4.1下井打捞堵塞器时对投捞器的检查。
3.10.4.1.1各活动部件动作灵活，各处弹簧完好并有足够弹力。
3.10.4.1.2主副爪张开尺寸应在96—106mm之间，收拢后最大外径不大于45mm。
3.10.4.1.3各部位固定螺钉要拧紧。
3.10.4.1.4锁块回位良好，缩块回位后，挂舌不得凸出投捞器外径。
3.10.4.1.5仪器过配水器速度控制适中（1.5米/秒），绝不允许快速通过，更不能猛提。
3.10.4.1.6在投入和捞出时刻，地面由专人负责仔细观察油套压变化，以免多次投捞撞坏捞头和压送头，甚至使仪器遇阻。
3.10.4.2投入堵塞器时的各项检查。
3.10.4.2.1投捞器的检查与打捞时相同。
3.10.4.2.2压送爪与压送套间隙适当，过松时可用石棉板适当垫高。
3.10.4.2.3压送时，堵塞器凸轮必须位于投捞器开槽两侧。
3.10.4.2.4主投捞爪收拢后，堵塞器不许凸出投捞器外径。
3.10.4.2.5堵塞器密封圈齐全，过盈量适中，牢固各连接丝扣。
3.10.4.2.6主投捞爪张开后，主副爪，压送头，堵塞器应成直线。
3.10.4.2.7装入防喷管时要轻放不要顿闸板，开闸门前要提起投捞器，缓慢开闸门，以防顿开和顶开投捞器。
3.10.4.2.8仪器过配水器速度控制适中（1.5米/秒），不允许快速通过，更不能猛提。
3.10.5投捞过程中若工具遇卡应立即通知队部和注水项目组，并及时解卡打捞。
打捞不成功时应及时写出书面报告，并上报注水项目组。
3.10.6考核办法：
违反以上管理规定造成事故者处以500元/项（次）罚款，造成严重后果者处以1000元及以上罚款。
分层注水工艺现状及发展趋势
一、国外分层注水工艺现状
二、国内分层注水工艺现状
三、胜利油田分层注水工艺现状及技术进展
四、分层注水工艺技术下步攻关方向
注水作为油田稳产增产的重要措施之一，在油田开发中的地位越来越重要。
胜利油田分公司目前投入开发油田59个，其中注水开发油田54个（657个开发单元），水驱动用地质储量27.93×108吨，占分公司动用储量的84.4%，胜利油田总注水井数6528口，配注水量67.34×104m3/d，开井4923口，配注水量58.68×104m3/d，开井率75.4%，日注水量55×104m3/d，。
方案分注井2743口（其中792口井因套管原因不能分注），配注32.93×104m3/d，在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，分层注水技术的研究开发和应用越来越受到重视。
一、国外分层注水工艺现状
国外的注入水水质处理工艺较为先进，注入水基本上不堵塞地层，洗井解堵周期比较长，注水过程中没有不动管柱洗井的要求，因此注水封隔器没有洗井通道，结构简单，减少了烦琐的定期洗井工序，大大延长了管柱的使用寿命。
分层注水工艺相对简单，主要是分层注水完井工艺，配水主要采用井口流量调节器和井下流量调节器进行定量配水，一般不需要进行井下流量测试，不配套专门的井下流量测试技术，管柱寿命可达3年以上。
1、分层注水管柱
按照井下管柱数量与，国外分层注水工艺管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注水工艺管柱。
1）单管注水工艺管柱
单管注水工艺管柱多为支撑式结构，管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。
封隔器用于分层和锚定管柱，能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响，密封压力较高，工作寿命较长。
伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方，用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化，改善封隔器的受力条件，因而管柱的寿命较长。
2）多管注水工艺管柱
多管注水工艺管柱按其相对位置来分，又分为同心管注水完井工艺管柱、平行管注水完井工艺管柱和混合分注完井工艺管柱。
其优点是测试及调配简单，可以在地面控制各层的注入水量及注入压力，且易实现分质分压注水。
但其管柱结构复杂，完井成本高，施工操作难度大，因而很少应用。
2、分层注水工具
1）分层封隔器
国外的可取式注水封隔器耐温可达150℃，耐压50MPa，工作寿命达3年以上。
由于没有不动管柱洗井的要求，封隔器上没有设计洗井通道，结构比较简单，管柱能有效防止地层反吐，因而其寿命较长，可适用于深井和高压注水井，基本上能够满足各类油藏分层注水开发的需要。
国外分层注水封隔器大致可分为以下几类。
（1）卡瓦式张力封隔器；国外因为注水水质较好，注入水对管柱的腐蚀较小，一般多采用卡瓦封隔器，它既可以实现分层，又能起到锚定注水管柱，消除管柱的蠕动，延长管柱的工作寿命，既可以单独使用，也可与串联封隔器配套应用，因而，应用较广。
（2）串联张力封隔器；该封隔器用于单管注水，作为上封隔器使用，但不能单独使用，需要于其它封隔器（如卡瓦式张力封隔器等）串联使用。
（3）双管张力封隔器； 它是双管可回收的张力封隔器，一般用于多管注水的分层注水封隔器。
能控制大量的注入液。
2）配水工具
国外的分层注水大都采用井下流量调节器来完成配注，井下流量调节器采用调速阀原理，利用注水时孔板节流压差的变化调节注入孔的大小，在孔板一定的条件下，流量基本恒定，不随压力的变化而变化。
为了满足测试调配的需要，大部分井下流量调节器都是可取式的，须进行调配时，利用钢丝投捞将流量调节器取出，根据配注需要在地面更换孔板后再将流量调节器投送至目的层，即可达到调配的目的。
由于国外的配水工具控制的流量恒定，不随注水压力变化，不需进行井下流量测试，因此没有专门的注水井井下流量测试工艺，国外的注水井测试主要是指吸水剖面的测试。
当需要掌握各层吸水状况时，利用同位素示踪剂的方法测出各层的相对吸水量。
二、国内分层注水工艺现状
国内的分层注水工艺主要由分层注水工艺管柱及分层测试、调配工艺
1、分层注水工艺管柱
国内的注水管柱主要由封隔器、配水器和其它配套工具组成。
按照受力状态，可分为悬挂式分层注水管柱和锚定支撑式分层注水管柱。
国内的注水管柱大多数采用了悬挂式结构，根据配水器的不同，主要可分为空心注水管柱和偏心注水管柱，一般分注2－3层。
其中，空心注水管柱最多可分注5层，偏心注水管柱理论上讲最多可分注8层。
近几年，随着对管柱蠕动危害认识的提高，为适应油田开发状况发展的需要，提高注水效果，降低生产成本和延长管柱的工作寿命，各油田都开展了对管柱结构、锚定支撑技术和补偿技术的研究。
研制出了具有锚定补偿功能的可适应不同类型油藏注水需要的多种注水管柱。
其中较典型的有胜利的锚定补偿式长寿命分层注水管柱，机械分层防砂分层注水一体化管柱，中原的自调配水管柱；江苏的斜井分层注水管柱和江汉的锚定式注水管柱等。
国内的注水封隔器主要有Y341和K344两种类型。
其中K344型封隔器是油田分层注水应用最早的注水井封隔器，它具有结构简单，使用方便之优点而应用较广。
但它由于耐温低（90℃）、承压能力低（15MPa）、工作寿命短而被Y341型封隔器逐步替代。
Y341型封隔器采用水利压缩封隔件坐封，坐封后锁紧使封隔件处于永久密封状态，即使在停住时封隔器仍处于密封状态。
为方便于洗井工艺，封隔器上设计有洗井通道，可进行不动管柱反洗井，一般采用上提管柱的方式进行解封。
近几年为改善注水封隔器的工作性能，适应深井高温高压注水的需要，国内各油田都在封隔器改进方面做了许多工作。
其中胜利油田根据深井注水时注水管柱的工作特点，研制成功了下放管柱解封和旋转管柱解封的注水封隔器。
另外还研制了带有密闭装置的新型扩张式封隔器。
另外还根据高温高压注水的要求，对注水封隔器的胶筒结构和配方进行了优化设计，研制成功了耐温160℃，耐压35MPa，带有肩部保护的高温高压胶筒，研制成功了钢骨架扩张胶筒，从根本上提高了封隔器的工作性能。
国内的配水工具主要有空心配水器和偏心配水器两种类型。
它们都是采用孔板（水嘴）节流的原理，利用水嘴控制各层的注水量，测试和调配要逐层进行，当与高压坐封的封隔器配套使用时，作业时要投捞死嘴子使封隔器坐封，工作量大。
近几年为简化作业，降低生产成本，胜利油田研制成功了轨道式空心配水器和免投死嘴的偏心配水堵塞器，工具下井后不用投捞就能保证封隔器坐封，并在坐封后顺利注水，从而简化了作业工艺。
2、分层测试调配工艺
注水井测试主要采用井下流量计测试法。
测试时要用录井钢丝将井下流量计下入井内逐层进行测试，仪器到位后利用降压法（或升压法）进行调点测试。
测完后通过地面数据处理系统，得出各层的吸水量和吸水能力。
井下流量计由原来的浮子流量计、涡轮流量计逐步发展到现在的电磁流量计、超声波流量计等。
其中电磁流量计、超声波流量计是最近几年研制成功的目前应用最广的注水井流量测试仪器，具有承压能力高、精度高、资料可靠、数据处理快捷、方便等特点而应用较广。
注水井调配主要采用录井钢丝或钢丝绳投捞的方式进行；一般偏心配水器调配采用钢丝投捞，空心配水器调配多采用钢丝绳投捞的方式进行。
调配时先用打捞工具将井内的配水芯子捞出，更换合适的水嘴后，再用投送工具将其投入井中相应的配水器内即可。
测试、调配时要逐层进行打捞、投送，有时还要重复多次，这样，工作量大，成本高。
为简化投捞工艺，最近几年研究成功了液力投捞工艺。
在测试和调配时，先将仪器或投捞工具投入油管内到达位置后进行流量测试或打捞，然后进行反洗井，利用液力，将仪器或打捞工具冲到井口，又井口捕捉器捕捉后并取出。
不动用地面绞车，工艺简单，方便易行，但在实施时，需解决好污水排放的问题，以防环境污染。
液力投捞工艺目前只能适用于空心注水管柱。
3、注水井防腐技术
注水井防腐技术是提高注水管柱工作寿命的关键措施。
为适应高温、高压注水的需要，国内加强了对注水井防腐技术的研究，相继开发出了镍磷镀防腐油管、氮化防腐油管、纳米涂料油管、玻璃钢内衬油管、不锈钢内衬油管、环氧粉末涂料油管等等。
井下工具全部采用了镍磷镀防腐处理，在应用中取得了较好效果，有效延长了注水管柱的工作寿命。
三、胜利油田分层注水工艺现状及技术进展
（一）胜利油田分层注水工艺现状
1、分层注水工艺基本状况
胜利油田目前总注水井数6528口，分注井总数为2433口，应用的分注工艺主要是空心配水工艺管柱、偏心配水工艺管柱以及少量固定式配水管柱。
其中空心活动式有1199口，占49.3%，偏心配水管柱结构有1037口，占的42.6%，固定式配水管柱结构197口，占8.1% 。
采用Y341型封隔器分层的1268口井，采用K344型封隔器分层的井1136口，其他29口。
分注井中一层井144口，两层井1290口，三层井764口，四层井82口，五层井10口。
分层注水配套技术应用情况见表1。
表1 分层注水配套技术应用情况表
项目
分注井数（口）
分注层段分类井数（口）
开井
关井
小计
一层
二层
三层
四层
五层
小计
空心配水
K型封隔器
84
33
117
0
75
38
4
0
117
Y型封隔器
761
97
858
3
435
407
11
0
856
偏心配水
K型封隔器
580
116
696
49
416
186
32
2
685
Y型封隔器
393
52
445
27
254
127
28
1
437
其它
126
48
174
65
110
6
7
7
195
小计
1944
346
2433
144
1293
764
82
10
2433
2. 注水井井下油管基本状况
注水井在井油管总长度1335 ×104m，其中防腐油管2492口井，长度519 ×104m，占总井数的38.9%，普通油管井4036口，占总井数的61.1%。
90年代中期，胜利油田开始应用涂料防腐油管，后期主要应用新型玻璃钢内衬油管、镍磷镀油管、塞克54涂料油管、不锈钢内衬油管、环氧树脂粉末喷涂油管、氮化油管等多类型防腐油管。
见表2,
表2 注水井在用油管分类统计表
分类
防腐管
普通油管
合计
渗氮
喷涂
内衬
非金属
其它
小计
新油管
修复
小计
应用井数
871
937
371
24
568
2971
469
3143
3612
6583
井数所占比例
14%
16.35%
4.36%
0.39%
9.13%
42.93%
7.38%
49.53%
57.07%
100%
长度104m
165.3
224.98
56.28
4.45
102.13
553.14
116.08
607.41
723.03
1276.63
长度所占比例
12.95%
17.62%
4.4%
0.34%
8.0%
43.33%
9.1%
47.58%
56.63%
100%
表3 在用防腐油管分类及使用年限统计表
年限
渗氮
喷涂
内衬
非金属
其它
合计
井数
比例
井数
比例
井数
比例
井数
比例
井数
比例
井数
比例
3年内
679
78%
329
32.35%
231
85%
10
41.7%
146
25.7%
1395
51.6%
3年以上
192
22%
608
67.65%
40
15%
14
58.3%
422
74.3%
1576
48.4%
合计
871
100%
937
100%
271
100%
24
100%
568
100%
2971
100%
从各类防腐油管在井使用年限比例分析来看，三年以内的51.6％，三年以上的48.4％，这与近几年加大防腐油管的投用有关，详细情况见在用油管分类及使用年限统计，见表3、表4、表5。
表4 在用普通油管分类及使用年限统计表
年限
新油管
修复
合计
井数
比例
井数
比例
井数
比例
3年内
282
61
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