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油田注水

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油田 注水
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油田注水备课笔记:2009 年 10 月 21 日注水是油田开发过程中向地层补充能量、提高油田采收率的重要手段之一。注水井管理技术水平的高低决定着油田开发效果的好坏,同时也决定着油田开发寿命的长短。本章主要介绍注水系统、分层注水技术、注水井管理等内容,熟练管理注水井。第一节 油田注水知识一、注水基础知识(一)油田注水的原因油田投入开发后,随着开采时间的增长,就要不断地消耗油层本身能量,油层压力就会不断下降,使地下原油大量脱气,粘度增加,油井产量大大减少,甚至会停喷停产,造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空,保持或提高油层压力,实现油田高产稳产,并获得较高的采收率,必须对油田进行注水。(二)注水井用来向油层内注水的井叫注水井。注水井的注水方式主要有:1、正注:从油管往井内注水叫正注。2、反注:从套管往井内注水叫反注。3、合注:从油管和套管同时往井内注水叫合注。4、笼统注水(混注):在注水井上不分层段,在相同的压力下进行注水的注水方式叫笼统注水。5、分层注水:在注水井上对不同性质的油层区别对待,应用封隔器、配水器为主组成的分层配水管柱,用不同压力定量注水的方式叫分层注水。(三)洗井把注水井井底和井筒的腐蚀物、杂质等沉淀物冲洗出来,达到井底和井筒清洁的一种措施叫洗井。分为正洗井和反洗井。1、正洗:洗井液(一般用水)从油管进入井筒,从油套管环形空间返回地面。正洗对井底的冲力比较大(油管截面积一般小于油、套管环形空间的截面积,所以在油管中的流速大于在油套环形空间的流速) ,有利于冲起井底积存的污物。2、反洗:洗井液从油、套管环形空间进入井筒,从油管中返出井口。反洗携带脏物上升的能力强,有利于将井中的脏物带到地面。在实际工作中,应根据被洗井的具体情况,决定正洗或反洗。一般情况下,正注井采取正洗—反洗—正洗方式,洗井合格后仍进行正注;对于反注井,采取反洗—正洗—反洗的方式,洗井合格后仍进行反注。有封隔器的井只能反洗井。二、水质的基本要求在注水过程中,往往刚开始注水时,地层的吸水能力较好,注一段时间之后,地层吸水能力明显下降。其原因是注入水水质不合格,造成地层堵塞,使地层的吸水能力下降,所以制定油田注水的水质标准是保证油田正常注水的关键。注入水对油气藏造成的损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类。因此,对注入水的基本要求是:机械杂质不堵塞地层孔隙,不与地层及流体发生沉淀反应,不腐蚀管线,具有良好的洗油能力。三、注水工艺流程注水站的工艺流程为:来水进站—汇水管—高压泵—流量计—分水器—输水管路。四、配水间配水间是用来调节和控制注水井注水量的操作间。结合现场具体情况,分为单井配水间和多井配水间两种:单井配水间是用来调节和控制一口注水井注水量的,流程比较简单;多井配水间能调节和控制 2 口及以上注水井的注水量,其流程比单井配水间流程复杂,泵站来水是通过分水器分到各注水井中。配水间的主要设备:总闸门、汇集管、上流闸门、下流闸门、注水压力表、孔板法兰、流量计(或水表)等组成。五、分层配水(一)划分注水层段的方法1、划分注水层段时,要做到油、水井所划分的层段相互对应。2、对主要见水层及高渗透层要控制注水。3、对厚油层中的高含水层应划分出来,控制注水。(二)分层配注的含义及目的所谓分层配注就是在注水井内下封隔器,把油层分隔成几个注水层段,对不同注水层段装有不同直径水嘴的配水器,这种注水工艺叫分层配注。注水井分层配注是为了解决层间矛盾,把注入水合理地分配到各层段,从而保持地层压力。对渗透性好、吸水能力强的层控制注水;对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水。使高、中、低渗透性的地层都能发挥注水作用,实现油田长期高产稳产,提高最终采收率。(三)注水井调整分层配注井,常因地层情况变化而改变注水方案,如注水层段改变,配注量改变或卡点位置改变;管柱失效(包括油管刺漏,井下工具损坏,失灵)或者出现水嘴堵、水嘴刺大、水嘴掉等都需要进行调整,才能达到合理有效注水目的。第二节 注水井结构及生产原理一、注水井结构注水井结构通常指在完井基础上,在井筒套管内下入油管、配水管柱,再配以井口装置,以上称为注水井结构 (如图 11示)。(一)套管规范:即下入套管的直径与壁厚。(二)油管规范及下入深度:油管规范指下入油管的直径与壁厚。(三)注水管柱深度及级数:即下入管柱有几级几段封隔器。(四)油层中部深度:主力油层深度至方补心的距离。单位为:米。(五)井口装置:所采用的采油树型号(常用5)。二、生产原理地面动力水通过井口装置从油管(正注)进到井下配水器对注水层段进行注水。其注水能量传递过程关系: 油 层损 失注 入 水井 深井 口 式中: —注水井井口注水压力,—注水井油管下入油层中部深度,—注入水密度注 入 水r—注水井管损与水头压力损失,p—注入油层中部压力,P 图 11水井井身结构图三、分层注水管柱分层注水的工艺方法较多,如油套管分层注水、单管分层注水、多管分层注水等。(一)单管分层注水管柱单管分层注水,是在井中只下一根管柱,利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段,每个层段都装有配水器。注入水从油管入井,由每个层段配水器上的水嘴控制水量,注入到各层段地层中。按配水器结构可分为固定式配水管柱、活动式配水管柱和偏心式配水管柱。1、固定式配水管柱主要由油管、封隔井筒的水力压差式封隔器、控制注水用的配水器、用于投球测注水量的测试球座以及底部单流阀等组成。2、空心活动配水管柱空心活动配水管柱(如图 11示)是由油管将封隔器、空心活动配水器及底筛堵等井下工具串接而成。3、偏心配水管柱偏心配水管柱(如图 11示)是由封隔器、偏心配水器、撞击筒、底部单流阀及油管等组成。图 11心活动配水管柱 1—封隔器;2—空心活动配水器;3—底筛堵;4—注入层;5—停注层图 11偏心配水管柱 1,3,5—偏心配水器;2,4—封隔器;6—撞击筒;7—底部阀;8——人工井底;9,10,11—油层四、注水井的投注程序新钻的注水井,一般都要经过排液、洗井、试注和投注等工作程序后,才能够转为正常注水。1、排液所谓“排液” ,就是采用短时间的放喷,或气举、抽汲等方法,将井底脏物和井底附近油层内的堵塞物质,随同井内液体一起排出井外的工作。其目的是:(1)清除井底脏物和油层内的钻井液等堵塞物质。(2)排出井底周围油层内的大部分液体,使其成为低压区,以便于注水。2、洗井在排液达到要求后,就应进行洗井。洗井的目的是:(1)将套管内壁和油管内外粘附的砂、蜡等脏物冲干净。(2)将井底和注水层的渗滤表面冲洗干净。3、试注经排液、洗井合格后的注水井开始进行试注。其目的是为了了解注水层吸水能力的大小。一般情况下,试注时间在 3~5 天。4、转注(或投注)所谓转注就是转入正常注水。若油井转注,就不必进行排液。但必须经过洗井、试注合格后,再进行配水,待达到配水要求后,才能转为正常注水。
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