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1、油田分层注水技术讲座,第一部分 油田注水开发概述 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,油田分层注水技术讲座,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,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地下，造成资
2、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,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,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，溶解在原油中的天然气就从
3、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，以此保持原油产量的稳定。,注水开发油田思路,油田
4、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，这充分说明注水开发油田模式已被人们认可。,第一部分
5、 油田注水开发概述 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,油田分层注水技术讲座,一、概要 二、剖面 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升速度 提高油层的存水率 改善水井的吸水剖面
6、和出油剖面,概要,一、概要 二、剖面 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油或产液剖面。,采油井产液剖面图,一、概要
7、 二、剖面 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，地质家和工程师都在忙此事。解决
8、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,第一部分 油田注水开发概述 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
9、 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,一、排液 二、洗井 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,一、排液 二、洗井 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井管柱
10、，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, 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,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，认识不
11、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,() 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,2049.6,2062.3,S3中1，5号层1.4/1,S3上4，1号层3.1/1,S3上4，4号层5.5/1,2042.1,2043.
12、5,2019.8,2025.3,2007.5,2010.6,Y341-114封隔器 2047,Y341-114封隔器 2030,Y341-114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4.5/3,2049.6,2062.3,S3中1，5号层1.4/1,S3上4，1号层3.1/1,S3上4，4号层5.5/1,2042.1,2043.5,2019.8,2025.3,2007.5,2010.6,Y341-114封隔器 2047,Y341-114封隔器 2030,Y341-114封隔器 2047,筛管 2062,丝堵 2
13、065,阀 座,定压阀,S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3,阀 座,定压阀,2049.6,2062.3,2042.1,2043.5,2019.8,2025.3,2007.5,2010.6,S3中1，5号层1.4/1,S3上4，1号层3.1/1,S3上4，4号层5.5/1,S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3,Y341-114封隔器 2047,Y341-114封隔器 2030,Y341-114封隔器 2047,筛管 2062,丝堵 2065,阀 座,定压阀,2049.6,2062.3,2042.1,2043.5,2019.8,20
14、25.3,2007.5,2010.6,S3中1，5号层1.4/1,S3上4，1号层3.1/1,S3上4，4号层5.5/1,S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3,Y341-114封隔器 2047,Y341-114封隔器 2030,Y341-114封隔器 2047,筛管 2062,丝堵 2065,现场试验情况,XH5-114测试录取的分层启动压力资料,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,注水井的试注与投注,分层测试管柱,-吸水剖面,注水井的试注与投注,分层测试管柱,注水井的试注与投注,一、排液 二、洗井 三、试注,1、放大注水，放
15、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,第一部分 油田注水开发概述 第二部
16、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,油田分层注水技术讲座,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, 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”、“二级三段 管柱”等； 然后按工具的外径划分，分为：“114系 列”或“110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。如高压（25MPa）、常压 系列(18-25MPa)。,分注管柱分类原则,分层注水工具及管柱, 114、112系列顶封管柱 一级二段分注管柱 ： Y241-112系列油套分注管柱 Y221-114(110)系列油套分注管柱 常规偏心(上提)一级二段管柱 常规偏心(下放)一级二段管柱 一级二段长效分注管柱 三级以上分注管柱 4套管分注管柱 引进的管柱：江汉分注管柱,
