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1、油田分层注水技术讲座主讲:王法轩l第一部分 油田注水开发概述l第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注l第三部分 注水井的试注与投注l第四部分 分层注水工具及管柱l第五部分 分层配水技术l第六部分 注水水质及防膨技术油田分层注水技术讲座油田注水开发概述u一、不注水开发油田思路u二、注水开发油田的思路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国家一般不搞注水开发。这是两种油田开发思路。油田注水开发概述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。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
2、地下，造成资源 浪费。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、污水回注工 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。-不注水开发油田思路-油田注水开发概述u一、不注水开发油田思路u二、注水开发油田的思路油田注水开发概述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， 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，靠原始 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 ，
3、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，使85%的原油留在了油层，大大地 降低了采收率。注水开发油田思路油田注水开发概述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，说 明注水起到了有效的驱油作用。 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，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，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。当 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，以此保持原油
4、产量的 稳定。注水开发油田思路油田注水开发概述总结油田注水开发概述由于注水开发能补充地层能量，使油井保持旺盛的生产能 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%，比依靠自然能量 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。我国现有采油井 约18万口，注水井6万口，但由于油田陆续进入三高开发阶 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，单井 产量可达到310t/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，这充
5、 分说明注水开发油田模式已被人们认可。l第一部分 油田注水开发概述l第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注l第三部分 注水井的试注与投注l第四部分 分层注水工具及管柱l第五部分 分层配水技术l第六部分 注水水质及防膨技术油田分层注水技术讲座u一、概要u二、剖面u三、三大矛盾注水井分层注水、分层调剖和分层增注注水井分层注水、分层调剖和分层增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。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，即： 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
6、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概要u一、概要u二、剖面u三、三大矛盾注水井分层注水、分层调剖和分层增注注水井分层注水、分层调剖和分层增注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面。注水井吸水剖面图注水井的吸水剖面注水井分层注水、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） 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
7、油或产液 剖面。采油井产液剖面图u一、概要u二、剖面u三、三大矛盾注水井分层注水、分层调剖和分层增注注水井分层注水、分层调剖和分层增注三大矛盾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。层间矛盾注水井分层注水、分层调剖和分层增注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。注水井分层注水、分层调剖和分层增注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，影响该层的注 水采收率。大厚油层层内矛盾岩性变压的层内矛盾这三大矛盾，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
8、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，以达到 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，即分 层注水；对完不成配注的个别层要进行分层改造（压裂或酸 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，同时达到提高存水率和扩大 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 层压裂、分层酸化、分层采油等技术措施。 注水井分层注水、分层调剖和分层增注三大矛盾l第一部分 油田注水开发概述l第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注l第三部分 注水井的试注与投注l第四部分 分层注水工具
9、及管柱l第五部分 分层配水技术l第六部分 注水水质及防膨技术油田分层注水技术讲座注水井的试注与投注u一、排液u二、洗井u三、试注排液排液的目的 一是排出钻井、完井过程中对地层伤害和堵塞物； 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%； 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：注水井的试注与投注式中 伤害体积，m3；地层有效厚度，m；伤害半径，m；（0.5m1.5m）地层孔隙度，%；注水井的试注与投注u一、排液u二、洗井u三、试注洗井注水井的试注与投注1、首先下入带有筛管和套管刮腊器的洗
10、井管柱，边下边用 密度11.18的盐水反冲洗井内的死油和污垢，并落实人 工井 底。 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）3、洗井，用泵站供给的高压合格水进行反洗井，洗井排量由小到大，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。() 分层启动压力测试重要性 能真实认识各层吸水能力能真实认识各层吸水能力 可以确定最高注水压力界限 为管柱合理配置(锚定)提供依据 减少大量的后期调配工作量为注水系统地面建设提供设计依据分层测试管柱分层测试管柱多年来，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
11、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；带来分层很 大的盲目性,造成后期返工、反复调配工作量大。注水井的试注与投注() 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 分层测试管柱分层测试管柱() 工作原理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，实现最下一个层段资料的录取，待最下一级资料录取完毕后，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。 注水井的试注与投注 分层测试管柱分层测试管柱2049.62062.3S3中1，5号层1.4/1S3上4，1号层3.1/1S3上4，4号层5.
12、5/12042.12043.52019.82025.32007.52010.6Y341-114封隔器 2047Y341-114封隔器 2030Y341-114封隔器 2047筛管 2062丝堵 2065定压阀阀座S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/32049.62062.3S3中1，5号层1.4/1S3上4，1号层3.1/1S3上4，4号层5.5/12042.12043.52019.82025.32007.52010.6Y341-114封隔器 2047Y341-114封隔器 2030Y341-114封隔器 2047筛管 2062丝堵 2065阀 座定压阀S3中1，
13、6-10号层9.3/5S3中2，11-13号层4.5/3阀 座定压阀2049.62062.32042.12043.52019.82025.32007.52010.6S3中1，5号层1.4/1S3上4，1号层3.1/1S3上4，4号层5.5/1S3中1，6-10号层9.3/5S3中2，11-13号层4.5/3Y341-114封隔器 2047Y341-114封隔器 2030Y341-114封隔器 2047筛管 2062丝堵 2065阀 座定压阀2049.62062.32042.12043.52019.82025.32007.52010.6S3中1，5号层1.4/1S3上4，1号层3.1/1S3上4
14、，4号层5.5/1S3中1，6-10号层9.3/5S3中2，11-13号层4.5/3Y341-114封隔器 2047Y341-114封隔器 2030Y341-114封隔器 2047筛管 2062丝堵 2065现场试验情况 XH5-114XH5-114测试录取的分层启动压力资料测试录取的分层启动压力资料序 号注水层位测试层段厚度/ 层数启动压力(MPa)1S3上4 12007.5-2010.63.1/122.2522.252S3上4 42019.8-2025.85.5/112.712.73S3中1 52042.1-2043.51.4/118.6818.684S3中16.7.8.9.10 S3中2
15、 11.12.132049.6-2084.213.8/816.7916.79注水井的试注与投注 分层测试管柱分层测试管柱XH5-114井分层启动压力测试结果层间启动压层间启动压 力相差最高力相差最高 9.55MPa9.55MPa注水井的试注与投注 分层测试管柱分层测试管柱启动启动22.25MPa22.25MPa启动启动12.7MPa12.7MPa启动启动18.68MPa18.68MPa启动启动16.79MPa16.79MPa启动启动16.79MPa16.79MPa-吸水剖面 注水井的试注与投注 分层测试管柱分层测试管柱注水井的试注与投注u一、排液u二、洗井u三、试注1、放大注水，放大注水量基本
16、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，也就是在同一个压力下，全井的注水量基本稳定，说明地层的吸水量为真实吸水量。2、测全井和分层指示曲线。测绘井和分层指示曲线的点3 4 个，每个压力点稳定注水2030min。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，选择各层的水嘴。4、起出测试管柱，下入分层注水管柱，洗井一个排量合格，蹩压1015Mpa释放封隔器，然后正常转注。试注注水井的试注与投注l第一部分 油田注水开发概述l第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注l第三部分 注水井的试注与投注l第四部分 分层注水工具及管柱l第五部分 分层配水技术l第六部分 注水水质及防膨技术油田分层注水技术讲座u一、分注管柱分类原则u二、井下分注工具介绍分层注水工具及管柱 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”、“二级
