注水井与油水井措施

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1、第九章 注水与油水井措施,第一节 水源、水质及注水系统一、水源选择及水质要求 1、水源选择：油田注入水的选择考虑的两个方面： （1）是否有足够的水量，保证全年能达到油田设计所要求的最大注入量； （2）水质是否稳定，满足注入水质的标准或处理工艺简便。以上两点不能同时满足时，一般选择水量充足的水源、水质可处理，我国最缺水国。通常的注水水源有：,地面水源淡水。江、河、湖、泉的地面水，已广泛应用于注水。这种水的水源受限，常随季节变化，且含氧高，携带各种悬浮物和微生物，不同季节的水质也变化大，给水质处理带来麻烦。 来自河床等冲积层水源淡水。通过打一些浅井到冲积层的顶部而得到的水质稳定。 地层水水源淡水或

2、盐水。是根据地质资料并通过钻探而找到的地下水源。 海水盐水。浅海和海上油田注水，一般用海水。海水既多又方便，但有高含氧和盐，悬浮的固体颗粒随季度变化大等问题，通常是在海底钻一些浅井，从井中取水以减少水的机械杂质。 采出水生产污水，是从油井随原油一起采出的地下水或注入水，它经过油水分离和水质处理后再注入油层，通常称为污水回注。与地层配伍好，可以减少对水源需要量，改善污水对环境的污染，已被广泛应用。符合时代要求。,2、水质要求对注水水质的总要求是： （1）没有腐蚀性，不腐蚀地面和井下的管柱，设备）腐蚀地污染水质。 （2）不堵塞油层，不含有机杂和化学作用，生成沉淀而堵塞地层孔道，降低地层K。因此，陆

3、上石油行业制定了注水水质推荐标准，即：碎屑岩油藏注水水质推荐标准（SY/T5329-94），海上油田也参照该标准，结合海上油田的实际制定了海上油田注水水质标准。,一般规定： （1）机械杂质含量：2.0mg/L； （2）铁含量：0.5mg/L； （3）不和地层水发生反应生成沉淀； （4）不含细菌（特别是硫酸还原菌、铁细菌、腐生菌等）； （5）含氧量：0.01mg/L； （6）不含硫化氢（污水回污时，硫化物2.0mg/L）； （7）SO2：10mg/L； （8）PH：7-8； （1）、（2）、（3）是防止地层堵塞的。 （5）、（6）、（7）是防止腐蚀的。 （4）既防腐也防堵塞。,二、注入水处理技术

4、 1、常规水处理技术 （1）沉淀。机械杂质，首先是通过沉淀除去。用沉淀池、加絮凝剂，Al2(SO4)3,FeSO4H2O，Fe2(SO4)3等。 （2）过滤：来自沉淀池的水，还含有少量的很细悬浮物和细菌，通过过滤可以除去，一般都要过滤。 （3）杀菌：地层水中的藻类，铁细菌和硫酸还原菌等会堵塞地层，注入时必须进杀菌处理。一般选用两种以上杀菌剂，避免产生抗药性。杀菌剂的种类较多，常用的有氯或其他化合物，如：次氯酸，次氯酸盐及氯化钙等。甲醛既杀菌又防腐。杀菌剂发展很快，如固体长效杀菌剂等。,（4）脱氧：氧造成系统腐蚀应除去。还有（CO2）H2S气体，在原理上和脱氧（机械和化学法）有相似处。常用的化学

5、脱氧剂有亚硫酸钠（Na2SO3）、SO2、联氨（N2H4）等，最常用的是Na2SO3，还有逆流气，脱氧和机械真空脱氧两种方法，真空脱氧最经济。2Na2SO3+O22Na2SO4 （5）曝晒：曝晒处理，可使碳酸盐沉淀，使水质稳定，从而减少注水因碳酸盐沉淀而堵塞地层。,2、污水处理为节约水源和保护环境，污水回注意义量大。要解决的问题有： （1）处理后的污水应达到注水水质标准； （2）在设备和管线中不产生结垢堵塞，不产生腐蚀； （3）不与地层水发生化学反应，生面沉淀而堵塞地层，含油污水处理的主要是除去油及悬浮物。,（1）平流隔油池，油滴在池中聚集上浮，然后用撇油器排除。根据水温选择水在池中停留的时间

6、和破乳剂的浓度，达到最佳效果50-70，停留1-2hr，破乳剂的发展也很快，品种也是比较多的。 （2）平流式混凝除油池加入混凝剂的污水，经过泵打入混凝除油池，池前是反应部分，后部为隔油池，停留1-2小时，可以降到10mg/L左右。 （3）压力滤灌，能过滤污水中的机械杂质，石英滤料具有破乳作用，可除去二次除油后残存的小量乳化油。注水水体改造油田很重视，我国胜利油田700万元工程项目。,3海水处理海水处理主要是进行净化和脱氧。因此，海水处理装置也主要由净化及脱氧两大部分组成。(1)净化部分目前一般采用多级过滤净化处理，依次为：砂滤器、硅藻土滤器、金属网状筒式三级过 滤器。第一级普遍采用石英砂，也有

7、采用石榴石、活性炭、无烟煤、聚苯乙烯发泡小球作为 滤料。(2)脱氧部分主要有真空(减压)脱氧、气提脱氧和化学脱氧三种脱氧类型及其相关的设备。,三、注水地面系统注水地面系统指人水源到注水井的全套设备和流程。包括：水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。水源水经水源泵站送到水处理站（净化站）进行处理，合格后被送到注水站。 1、注水站：任务（工作）：将来水升压，满足注水井的压力要求。应设在注水井的中心地带。主要设施：高压，泵组（多级离心泵或柱塞泵）；流量计和将高压水向各配水间分配的分水器等；储存水的储罐。,2、配水间作用：是将从注水站来水按注水井的注入量及注入压力分配到各注水井上。主要设施：分水

8、器，又分为正常注水和旁通备用两部分，旁通备用部分：只有正常注水部分进行维修又不停泵注水或需用大排量洗井时使用。 3、注水井: 是水进入地层经过的最后装置，在井口有一套控制设备，其作用是悬挂井口管柱，密封油，套环形空间，控制注水和洗井方式，如正注、反注、合注、正洗、反洗。,四、注水井投注程序 （一）注水井投注程序，包括排液、洗井、试注 1、排液，目的：清除井底周围油层内的“脏物”和井底地区造成低压带，为注水创造条件，并得出部分弹性油量，减少损失。 2、洗井：是把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污染物堵塞，影响注水。 3、试注：是确定地层注水能力的大小，根据要求注入量选定注入压力，即

9、油层吸水启动压力和吸水指数，以便根据注水量选定注入压力。因此，要进行水井测试，求出注入压力和地层吸入能力。效果好（与邻井进行比较），即可进行转注。如果效果不好，要进行调整，或采用酸化、压裂等措施提高注入能力（或吸水能力）。 4、转注注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料并给出注水指示曲线，再经过配水就可以转为正常注水。,第二节 注水井吸水能力及分析 一、注水井吸水能力注水井吸水能力的大小，主要采用下面的几个指标来体现： 1、注水井指示曲线：是表示在稳定流动情况下，注入压力与日注水量之间的关系曲线，如图11-1。分层注水时，用水层指示曲线表示各小层注入压力（经过水嘴后的压力与小层注水量之

10、间的关系曲线。正常情况下为直线关系。,2、吸水指数：它表示在单位压差下的日注入水量，m3/（d.MPa)即：吸水指数= = 其大小，表示这个地层吸水能力的好坏或强弱。正常生产时，如果不能测得井静压（因不能停注）时，可采用指示曲线，取得在不同流压下的注水量，用下式计算：吸水指数= ，即指示曲线的斜率的倒数为地层吸水指数。,为进行有效对比，常采用“吸水指数”或“每米吸水指数”为指标。即地层的吸水指数被地层的有效厚度除所得到的数值。 3、视吸水指数=日注水量/井口压力，在日常管理中使用，用油管注水时取套压，用套管注水时取油管压力。 4、相对吸水量= 100% 即同一注入压力下某一小层吸水量占全井注水

11、量的百分数。,二、地层吸水能力分析 1、指示曲线的几种形状（1）直线型指示曲线，图1-2中第一种指示曲线，它反映了油层吸水量与注入压力成正比，在直线上任取两点（图11-3），由相应的注入压力P1、P2，注入量Q1、Q2计算出油层的吸水指数K，单位m3/(d.Mpa)可以看出，吸水指数K就是直线斜率的倒数。图中的第二种为垂直指示曲线，这种情况出现在油层渗透率很差的情况下。,(1),(2),(3),(4),注入量 /(m3.d-1),/MPa,注入压力,图1-2,/MPa,注入压力,p2,p1,Q1 Q2,1,2,注入量 /(m3.d-1),图11-3,（2）折线型指示曲线图中第三种为上翘式，除了

12、与仪表、操作、设备有关外，还与油层性质有关。即油层条件差，连通性不好或不连通的“死相同”油层。图中第四种为折线式，表示在注入压力较高时，开始吸水，或是当注入压力增加到一定程度后，油层产生微小裂缝。 2、用指示曲线分析油层吸水能力的变化正确的指示曲线反映了油层吸水规律和吸水能力，因此对不同时间内所测得的指示曲线进行分析，就可以了解油层吸水能力的变化。,（1）指示曲线右移，斜率变小，如图11-4，说明油层吸水能力增强，吸水指数变大。曲线为先测，曲线为过一段时间后所测。 （2）指示曲线左移，斜率变大，如图11-5，则油层吸水能力下降，吸水指数变小。教材上的图标错了。 （3）指示曲线平行上移，斜率未变

13、，说明吸水指数未变，只是油层的注入压力升高了，也是变差了。 （4）指示曲线平行下移，斜率未变，吸水指数未变，但注入压力降低了，有所改善。,2 1,四、检查配注准确程度和分配层段注水量 1、检查配注准确程度的方法 通常用配注误差来表示配注准确程度，其定义为： 配注误差= 100% 零，未达到配注量，称欠注； 零，注入量超过配注量，称超注。 其值在一定范围内为合格，否则为不合格。 在计算出各层段是否合格之后，进一步根据合格层段计算出全井的总合格率，即：全井层段合格率= 100% 2、分配层段注水量 正常时，一般只测得全井的注水量，有方法不讲了。,五、影响吸水能力的因素及恢复措施 1、吸水能力降低的

14、原因 （1）与注水井井下作业有关的因素：因钻井液性能不当，以及固井、射孔等，使之侵入地层，造成堵塞，酸化措施不当引起的堵塞等； （2）与水质性质有关的因素：注入水质不符合要求，造成设备腐蚀，引起地层堵塞，细菌、机杂等超标引起堵塞。 （3）地层的粘土矿物水化膨胀，注入水引起膨胀。 （4）地层压力升高了，而引起注入压力升高属正常情况。 2、措施 （1）加强水质的分析a、杂质；b、化学测定分析（配伍性）；c、细菌；d、粘土膨胀试验后加入防膨剂。 （2）加强管理，确保水质，严格操作程序 （3）采取措施，改善设备，精滤，加入化学剂杀菌，加入防膨剂等。最后是酸化、 压裂解堵。,第三节 分层注水技术由于油层

15、的非均质性，各层的吸水能力互相有差异，主要是由于油层的K、原油粘度和油层压力引起的，因此要区别对得，应对不同性质的层段采取不同的注水方式，才能提高注水效率。 一、分层吸水能力的测试方法主要有两类：一类是测定注水井的吸水剖面，用各层的相对吸水量表示分层吸水能力的大小。相对吸水量= 100%即同一注入压力下某一小层吸水量占全井注水量的百分数。另一类是在注水过程中直接进行分层测试，并整理分层指示曲线，求出分层的吸水指数进行分析。,1、确定注水井吸水剖面的方法测吸水剖面就是在一定的压力下，测试井筒各射开层吸收注入水量的多少（即分层的吸水量）。它可以通过放射同位素载体法、点测流量计法、井温测井法和连续流量计法来测定，图11-12给出了测得的吸水剖面。 2、注水井分层测试方法（直接进行分层测试，绘出分层指示曲线，求得分层的吸水指数）。方法有两种，即：,(1)投球测试方法，使用投产测试管柱图1-13 1）测全气指示曲线改变压力，测流量，4-5个压力 2）测分层指示曲线。 a、先投入小球入井，到最低， 封住第层，测上面各层的压 力与流量（四、五层）个； b、再投入第二个球，自下而上 封住第层，同样进行测试，依次类推。 3）资料整理：求流量与压力 流量层=流量全井-流量第一投 流量层=流量第一投-流量第二投 流量层=流量第二投 P有效=P实测-P管损-P嘴损-P凡尔 绘曲线图,