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1、分层注水工艺及测试技术 延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心 2012年9月 随着油田开发技术不断进步，一方面国内低渗、超低渗油田 需要超前注水开发，另一方面国内大多数油田进入了中后期开发 阶段，为及时有效地补充储层能量和改善储层剖面矛盾，进一步 提高油田开发最终采收率。国内各油田根据自身不同油藏类型和 注水环境的实际，建立了相应的分层注水工艺管柱配套模式，完 善了注水工艺技术系列，为新、老油田稳产和经济有效开发提供 了有力的技术支撑。 目前，国内分层注水开发主要以偏心配水和空心配水分层注 水工艺为主。同时也应用了桥式偏心配水工艺、同心集成分层注 水
2、工艺、恒流量配水等多种分注工艺。 前 言 一、分层注水概述 二、注水管柱结构及配套工具 三、测试技术及仪器 四、分层注水发展趋势 目录 水在自然界容易获获得水是有效的驱驱油媒介 注水投资资操作费费用低水相对对容易注入地层层 水在油层层中容易流动动采出水容易分离再用 水的黏度低，产产生指进现进现 象发发生水敏，渗流能力下降 黏土膨胀胀套管损损坏 缺点 优点 首选注水的原因 一、分层注水概述 一次采油：天然油藏动力开采，采收率810% 二次采油：外来注水动力开采，采收率3545% 注水收益：通过获得的注水采出程度提 高 2535% 一次采油：天然油藏动力开采，采收率58% 二次采油：外来注水动力开
3、采，采收率1535% 注水收益：通过获得的注水采出程度提 高 1027% 一、分层注水概述 中高渗透油藏 低渗透油藏 2.中期注水3.晚期注水1.早期注水 1 分为超前早期注水 和同步注水，使油 层压力始终保持在 饱和压力以上，或 保持在原始地层压 力附近。 2 当地层压力下降到 饱和压力以后，在 生产油气比上升到 最大值之前进行注 水。 3 当天然能量枯竭以 后进行的注水。这 时的天然能量将由 弹性驱转化为溶解 气驱。 注水时机的选择 一、分层注水概述 均衡地层压力作用使注入水在 地层中均匀推进 低渗透油田超前注水意义 油井投产前投注注水井 作 用 有效地提高注入水波及体积 油 井 投 产
4、注水使地层能量得到及 时、持续补充 减小了因地层压力下降引 起的储层性质变化 较高的地层压力避免了 地层原油溶解气的脱出 最 终 油井保持旺盛的生产能力 一、分层注水概述 层与层之间由于渗透率差异达几百上千倍，由于多油层间渗透率差异很大，吸水差异 也很大。高渗层吸水多，油水前缘推进速度快，水淹快；中低渗层则相反。油井见水后， 见水储层压力不断升高，影响其它层出油。这种矛盾越突出，油井产量下降越快，开发效 果越差。 三大矛盾 层间矛盾 一、分层注水概述 随着油田注水开发时间的延长，储层内油水运动呈现错综复杂的情况，主要表 现在储层的3大矛盾： 层间非均质性的影响 平面非均质性的影响 层内非均质性
5、的影响 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，由于沉积相 的影响，各油井受效情况差异很大。 一、分层注水概述 三大矛盾 层内矛盾 大厚油层层内矛盾 岩性变压的层内矛盾 一、分层注水概述 由于层内渗透率的不均匀，使得注入水不能沿着整个油层剖面均匀推 进。这样，在油层内部就可能形成某些未被水洗的低渗透含油带。在水淹 区，也不能将原油驱替干净。这种矛盾愈突出，开发效果愈差。 层间、平面、层内三大矛盾对注水走向的影响 （1） 注入水受沉积微相控制总是力图就近进入河道； （2） 油层沉积韵律不同，同层的纵向渗透率级差大， 注入水沿渗透 率较大的部位快速突进； （3） 各油层注水时启动压
6、力不同，注入水容易沿启动压力低的油层 突进，启动压力高的油层注水波及面积很小； （4） 油水井裂缝沟通，注入水易沿裂缝部位快速突进； （5） 油层物理性质、原油性质等差异，影响着注入水的流向。 一、分层注水概述 解决三大矛盾 分层注水是解决层间、层内、平面矛盾的有效方法 （1） 根据地质条件将注水井分成若干注水层段 （2） 封隔器卡开分隔油层、配水器对准该油层 （3） 配水器调节层段的注水量来调整吸水剖面 （4） 控制超注层的水量、增加欠注层的注水量 （5） 按配注方案使各层中的水线推进比较适宜 （6） 通常分层注水为 24个层，个别井10多层 一、分层注水概述 注水井实施分层分注为了改善注水
7、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，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采油井出液剖面 一、分层注水概述 解决三大矛盾- “注够水”、“注好水” 在非均质多油层油田的注水开发过程中，提高分层注水质量是增加 水驱可采储量、控制含水上升速度的一项重要措施。“注够水”、“注好 水”是油田“稳油控水”的基础。 “注够水”就是要保证油层有足够驱替能量，使油田能处在注采平衡 状态下开发； “ 注好水” 则是在“ 注够水”的基础上，通过精雕细刻，提高水驱效 率，以达到最终提高采收率的目的。 一、分层
8、注水概述 面。 注水井吸水剖面图 注水井的吸水剖面 在一口注水井中，同 时在井口注水压力下，对 多个油层注水，由于各油 层的物性不同，因此各油 层的吸水量也不同。这就 构成了注水井的吸水剖 一、分层注水概述 采油井的产液剖面 采油井产液剖面图 一、分层注水概述 在一口油井中，同时合采多个 油层，由于各层的油层物性不同（ 即渗透率不同，油层压力不同，含 油饱和度不同，水推进的速度不同 等）因此储油层的采油采液强度不 同，含水高低也不同。这就构成了 油井的出油或产液剖面。 一、分层注水工艺概述 二、注水管柱结构及配套工具 三、测试技术及仪器 四、分层注水发展趋势 目录 注水井常用井下工具 二、注水
9、管柱结构及配套工具 注水井常用井下工具 封隔器分类、型号编制方法及技术条件 1、封隔器分类 （1）分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 （2）分类 自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器 。 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。 扩张式：靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实现密封 的封隔器。 组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。 封隔器 二、注水管柱结构及配套工具 二、注水管柱结构及配套工具 2.2 代号说明 分类代号： 分类类名称自封式压缩压缩 式楔入式扩张扩张 式 分类类代号ZYXK 支撑方式代
10、号： 支撑方式名称尾管单单向卡瓦无支撑双向卡瓦锚锚瓦 支撑方式代号12345 座封方式代号： 座封方式名称提放管柱转管柱自封液压下工具 座封方式代号12345 解封方式代号： 解封方式名称提放管柱转转管柱钻铣钻铣液压压下工具 解封方式代号12345 二、注水管柱结构及配套工具 3、使用要求 1）使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。 2）封隔件、密封件不得超过有效期使用。 3）封隔器下井时，若井况不明，必须通井。 4）起下封隔器，必须装指重表或拉力计。 5）封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。 6）封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。 7）封隔器的下井速度不得超过1.01.2m/
11、s，且操作平稳。 8）必须按使用说明书要求使用封隔器。 9）封隔器下井深度，一律以封隔件上端面为基准。 二、注水管柱结构及配套工具 封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施 实施的主要井下工具，对油气田高效开发及经济 有效开发起着关键性作用。分层注水主要应用了 K344、Y341、Y342、 Y241封隔器等类型。最 常用的为K344、Y341封隔器。 封隔器 二、注水管柱结构及配套工具 1、Y341-114注水封隔器 工作原理:油管内蹩压经内中心管孔眼分 别作用在上、下两级座封活塞上，两级活塞上 行压缩胶筒，同时锁套与锁环相互锁紧，使胶 筒压缩密封油套环空完成座封；反洗井时，套 管内来液经上外
12、套栅状流道进入内外中心管的 环空，推动反洗凡尔下行，打开洗井通道，到 达封隔器的下部完成反洗井；解封时，上提管 柱，由于胶筒与套管之间的摩擦力作用使锁扣 指与中心管发生相对位移，锁扣指失去支撑回 收，卡爪套与锁环在胶筒反弹力的作用下脱开 解卡，完成解封。 二、注水管柱结构及配套工具 1、Y341-114注水封隔器 主要技术指标主要技术指标 钢体最大外径钢体最大外径(mm) 114(mm) 114 反洗排量反洗排量mm 3 3 /h 30/h 30 内内 径径(mm) 48 (mm) 48 总总 长长(mm) 1350 (mm) 1350 两端连接螺纹两端连接螺纹 2 2 7 7 / / 8 8
13、 TBGTBG 工作压力工作压力( (MPaMPa) 50 ) 50 工作温度工作温度 135135 坐封压力坐封压力( (MPaMPa) 15 ) 15 解封力（解封力（kNkN） 2 20 0 二、注水管柱结构及配套工具 2、K344-114封隔器 工作原理 坐封：从中心管加液压，液力 经中心管出液孔传入胶筒内腔，迫 使胶筒向外扩张紧贴在套管内壁， 密封油套环空。 解封：放掉油管内的压力，胶 筒即回收解封。 二、注水管柱结构及配套工具 2、K344-114封隔器 主要技术指标主要技术指标 钢体最大外径钢体最大外径(mm) 114(mm) 114 内内 径径(mm) 55 (mm) 55 总
14、总 长长(mm) 960 (mm) 960 两端连接螺纹两端连接螺纹 2 2 7 7 / / 8 8 TBGTBG 坐卡压力坐卡压力 ( (MPaMPa) 0.6-1.2 ) 0.6-1.2 工作压力工作压力 ( (MPaMPa) 50) 50 二、注水管柱结构及配套工具 配水器 配水器根据其结构特征，一般可分为同心配水器、偏心配水器两种规格。 工作原理 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 时，启开阀压缩弹簧，阀打开，水流经过油套环形空间注入 地层。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。 1、同心配水器 二、注水管柱结构及配套工具 配水器 工作原理 正常注水时，堵塞器坐于配水器主体的偏 孔上。堵塞器主体上下两组四道“O”形胶圈封 住偏孔的出液槽。注入水经工作筒主通道，再 经堵塞器滤罩、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后注入地层 。 2、偏心配水器 二、注水管柱结构及配套工具 八 种 分 注 工 艺 技 术 介 绍 活动式同心分注管柱工艺 桥式偏心分注管柱工艺 同心集成式分注管柱工艺 桥式集成式分注管柱工艺 固定式同心分注管柱工艺 常规偏心分注管柱工艺 恒流量分注管柱工艺 液 力
