优选注水管柱和注水指示曲线分析
注水指示曲线绘制及分析
注水指示曲线绘制及分析
举例：注水井官32-57井2006年7月16日测试数据如下：
日 注 水 量 （ m3/d ） 压力（MPa） 140 112 80 65 32 5 4.5 4 3.5 3
3
注水指示曲线绘制及分析
二、注水指示曲线的应用
1．根据注水指示曲线计算地层的吸水指数
1）吸水指数： 单位注入压差下地层的吸水量称为地层吸水指数。一般用“K”来 表示，其表达式为式 Q Q K Pf Ps P
式中K——吸水指数，m3/d.MPa； Q——日注水量，m3/d； Pf——注水井井底流压， Ps——油层静压，MPa； Δp——注水压差，MPa。 MPa；
4
注水指示曲线绘制及分析
2）视吸水指数：单位注入压力下的日注水量称为视吸水指数，用式表示。
K=Q/P注
式中K——视吸水指数， m3/d.MPa； Q——日注水量，m3/d； P注——井口注水压力，MPa。
1、指示曲线右移右转，斜率变小
这种变化说明油层吸水能力增强，吸水指数增大，如图所示。
产生原因：可能是油井见水后，阻力减小，引起吸水能力增大；也可能是采 取了增产措施导致吸水指数增大。
2、指示曲线左移左转，斜率变大
这种变化说明油层吸水能力下降，吸水指数变小，如图所示。
产生原因：可能是地层深部吸水能力变差，注入水不能向深部扩散， 或是地层堵塞等等
3）地层吸水指数的求法：
地层吸水指数
式中Q1，Q2——分别为注水指示曲线上压力P1，P2所对应的注水量，m3/d； P1，P2——井口注水压力，MPa； 其余符号同前。 习惯上人们将视地层吸水指数称为地层的吸水指数。
5
注水指示曲线绘制及分析
2．计算各层段吸水百分数 在分层指示曲线上，查出该井配注压力所对应的小层吸水量及全井注 水量，计算各层段吸水百分数。各层段吸水百分数用下式计算。 各层段吸水百分数=某层段吸水量/全井注水量×100% 3．判断小层注水情况 根据目前的注入压力及注水指示曲线计算实注量与配注量的差值， 如公式 ΔQ=Q实-Q配 若ΔQ=0，说明正好完成配注任务若ΔQ＜0说明该油层欠注，要加强注水 ；若ΔQ＞0，说明该油层超注，要控制注水。
注水指示曲线分析及应用
封隔器失效：
P
封隔器失效后，与之相
Q
Pf PS
p
式中K——吸水指数，m3/d.MPa； Q——日注水量，m3/d； Pf——注水井井底流压，MPa； Ps——油层静压，MPa； Δp——注水压差，MPa。
二、注水指示曲线的应用
2）视吸水指数：单位注入压力下的日注水量称为视吸水指数，用 式表示。
K/=Q/P注 式中K/——视吸水指数， m3/d.MPa； Q——日注水量，m3/d； P注——井口注水压力，MPa。
邻的上层段指示曲线
大幅度偏向水量轴，
吸水指数增大；下层
段指示曲线则偏向压
力轴，吸水指数会有
所下降
后
下层段
前 前 后
上层段
Q
2、配水嘴故障
1）水嘴堵塞：
P
水嘴堵塞表现为：注水
量下降或注不进水，
只是曲线向压力轴偏
移如图所示。
堵后 堵前 Q
2）水嘴孔眼被刺大
P
孔眼刺大一般是逐渐变
化的，所以短时间内
指示曲线变化不明显，
(3)采取合理的解堵措施.（洗井、酸化、对受益油井采取增 产措施等）。
思考题：
1、什么是注水指示曲线？ 2、会计算吸水指数、视吸水指数。 3、注水指示曲线的应用有那些？ 4、根据以下数据求官50—6的吸水指数、启动压力，
并对其进行分析，提出合理的措施。
注水井官50-6井2009年5月8日测试数据如下：
注水技术、曲线分析与技术简介
杀菌剂 甲醛
既有杀菌又有防腐作用。
（4） 脱氧
除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。
脱氧
化Байду номын сангаас脱氧法； 天然气逆流冲刷法（气提脱氧）；
方法 真空脱氧法。
图5-3 真空脱氧示意图
（5）曝晒
处理过饱和碳酸盐。
（6）除油
含油污水处理的措施。 污水回注的优点：
① 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；
② 高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨
胀而降低渗透率；
③ 污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应注意的问题：
水质要达标！
四、注水系统
注水系统是指从水源至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、注水井和管网系统。 1.注水站
主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力
的要求 工艺流程：来水进站→计量→水质处理→储水灌→
主要作用：注入水从地面进入地层的通道
主要设施：井口装置和井下注水管柱
五、注水井投注程序
投注程序：注水井从完钻到正常注水之间
所需进行的工作。它包括排液、洗井、预
处理、试注、正常注水等几个方面。
1.排液
① 清除油层内的堵塞物； ② 在井底附近造成低压带，为注水创造有 利条件； ③ 采出部分弹性储量，减少注水井排或注 水井附近的能量损失，有利于注水井排拉 成水线。
目前矿场常用膜滤系数（MF）分析来衡量水对 滤膜的细微孔道堵塞程度，借以分析水对岩石孔道 的堵塞。
MF值是在一定的滤膜直径、平均孔径、过滤压 力和过滤水体积的条件下，水通过滤膜所需时间的 函数。定义为单位时间、单位压力下过滤的水量， 单位为ml/MPa . Min.
采油PPT课件：注水指示曲线的分析
2、配水嘴故障的判断 Ⅰ
注 入 压 力
(MPa)
注 入 压 力
(MPa)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
注入量，m3/d
注 入 压 力
(MPa)
注 入 压 力
(MPa)
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
注入量，m3/d
图 6-2注5入掉量水，嘴m3前/d 后指示曲线 图 6-25 掉水嘴前后指示曲线
水嘴脱落
注图底入6量部-2，6 阀m底3/d部 不阀密不密封封
二、用指示曲线分析油层吸水能力的变化
曲线平行下移
曲线平行下移，斜率未变， 故吸水指数未变化，但同一 注入量所需的注入压力却下 降了；说明油层压力下降。
三、用指示曲线分析井下配水工具的工 作状况
1、封隔器失效
封隔器失效原因: ➢封隔器胶皮筒变形或破裂无法密封； ➢配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外达不 到封隔器胶皮筒张开所需的压力差。
力
(MPa)
(3)
注
入 压
P2
力 P1
(MPa)
注入量，m3/d
2
1
Q1 Q2
注入量，m3/d
图 7-25 几种指示曲线的形状
图 7-26 由指示曲线求吸水指数
一、指示曲线的几种形状
第二种：垂直式
① 油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加； ② 仪表不灵或测试有误差； ③ 井下管柱有问题，如水嘴堵死等。
压
力 (MPa)
注入量，m3/d
图 6-23 水嘴堵塞 注入量，m3/d
图 6-23 水嘴堵塞
水嘴堵塞
注 入 压Ⅰ 注力
入 (MPa)
压 力
(MPa)
Ⅰ
注水井视吸水指数测试方法及注水指示曲线分析
中海
18
注水指示曲线的分析
注水指示曲线的分析
上翘式
上翘式：除了与仪表、 操作、设备有关外，还 与油层性质有关。这种 情况可能出现在油层条 件差、连通性不好或不 连通的“死胡同”油层。 这种油层注入的水不易 扩散，油层压力升高， 注入水受阻力越来越大， 使注入量增值减少，造 成指示曲线上翘。
中海
注水井吸水能力分析
注水井吸水能力分析
视吸水指数：注水井日注入量与井口压力的比值。在日常分析中，为及时掌握吸 水能力的变化情况，常采用视吸水指数为指标表示吸水能力。即：
两种工作制度下日注水量之差 视吸水指数＝——————————————
相应两种工作制度下井口压力之差
❖测试注水指示曲线的方法有三种，即降压法、升压法、流量法，根据油田实 际情况，可以采用不同测试方法。
同流压下的注水量。公式：
两种工作制度下日注水量之差 吸水指数＝——————————————
相应两种工作制度下流压之差
❖ 在进行不同地层吸水能力对比分析时，需采用“比吸水指数”或 称“每米吸水 指数”为指标，它是地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值，表示一米厚地 层在一个单位压力下的日注水量。
中海
6
中海
5 测试结束后，将精密压力表换下，缓慢平稳地恢复正常注 水。
11
BZ34-1N注水井实测
中海
12
目录
一、注水的目的和意义 二、注水井吸水能力分析 三、视吸水指数的测试方法 四、注水指示曲线的分析
中海
13
注水指示曲线的分析
注水指示曲线的分析
直线型
• ①直线递增式 • ②垂直式指示曲线 • ③直线为递减式
注水井视吸水指数测试方法 及注水指示曲线分析
分析注水井指示曲线
分析注水井指示曲线 注水指示曲线是描述注水量与注水压力关系的曲线。
通过对比不同阶段注水井的注水指示曲线，可以分析注水井吸水能力的变化及注水管柱情况。
一、准备工作： 1、穿戴好劳保用品 2、工具用具：分层测试成果数据、米格纸、笔、彩笔、橡皮。
二、操作步骤： 1、核对数据：核对指示曲线与测试成果及井口卡表水量，记录数据；2、绘制曲线：横坐标为日吸水量Q ，纵坐标为注水压力P ；3、分析本次测试曲线自身所反映的注水状况；4、趋势分析：对比分析注水状况变化趋势；5、提出相应的措施意见；6、审核确认，填写日期，收拾工具用具。
注水状况分析方法： ①分析全井测试水量与配注水量的差值，及分层测试水量与分层配注水量的差值，通过分析得出结论：全井注水量完成配注情况是好、较好、差（超的原因，欠的原因，是平欠还是不对扣），各小层完成配注情况，一一分析。
②从测试的各个压力点分析全井及各小层随着压力的增加水量的变化情况，并与其它层段的注水情况对比。
③从测试曲线上不合理的异常拐点，判断是否井下管柱有问题。
• 注水指示曲线有四种：1 直线式（正常指示曲线)：特点：油层吸水量和注水压力成正比。
随压力增加，注水量均匀地增加。
2 垂直式(非正常指示曲线）：• 特点：注水压力增加时注水量不变。
• 产生原因：油层渗透性差或粘度高，虽然泵压增加，只是用来克服油层阻力；水嘴小或堵；测试仪表故障。
线）：•特点：随注水压力增加注水量也增加，当注水量增加到某点时，吸水指数突然增大，出现拐点；有两个以上吸水指数。
•产生原因：各层段渗透率变化较大，当注水压力增大时又有新的小层吸水；注水压力超过了地层破裂压力，出现新的裂缝，渗透率增加而造成吸水能力增加。
•4 上翘式指示曲线（非正常指示曲线）： • 特点：注水压力与注水量成正比关系，但当压力增加到一定程度时吸水力突然降低，呈一反折线。
• 产生原因：油层非均质严重，连通不好或不连通，注入水不易扩散，使油层压力升高，注水量逐渐减少；测试仪表故障。
注水曲线分析
项目十四：注水指示曲线分析一、注水指示曲线定义定义：反映注水井注入压力与注入量的关系曲线。
二、作用：根据指示曲线的形状及斜率变化。
1、分析水井吸水能力的变化。
2、用来分析判断井下配水工具的工作状况。
三、几个概念：吸水指数：单位注水压差下的日注水量两种工作制度下的日注量与两种制度下的流压差注水压差：油层中部静压与流压之差。
视吸水指数：单位井口压力下的日注水量分层指示曲线：各分层实测的不同注入压力与对应注水量绘制的关系曲线。
四、测试方法：1、投球测试主要用于空心配水管柱。
方法：首先测全井指示曲线，一般要测4~5个压力点，即由大到小控制注水压力，测试4~5个不同注入压力下的相应的全井注水量，两者的关系曲线即为全井指示曲线，测试压力点间隔5Mpa左右，一般稳压30分钟左右。
测完全井资料后，便开始分层测试。
先投小钢球坐入最下一级的球座上，这样便堵死了钢球以下的第三层段，开始对第一、二层测试，测出4~5个不同压力下的注水量，每个控制点的注入压力必须与全井测试时间相同。
一、二层测试完毕，即向进口投入第二个钢球并座在第二级球座上，将第二，三层段堵死，对第一层测试，测出4~5个不同压力的注入水量，同时要求每个控制点的注入压力与全井测试时相同。
计算各层水量：第一层水量=投第二个球后测得的注水量。
第二层水量=投第一个球后的水量-第二球后的水量(第一层注水量)第三层水量=全井注水量-投第一球后的注水量。
投第一个球后，地面水表显示上面二层的水量，投第二球后，显示最上层的水量。
测试资料整理：分层测试成果表：绘制分层指示曲线：P井下流量计测试，主要用于偏心配注。
(例如有3个层)它是向井内下入井下流量计，先下到最下一层(Ⅲ)测得水量为最下层(Ⅲ)的水量，然后上提，到中间层(Ⅱ)测得水量为中间层加最下层的水量(Ⅱ+Ⅲ)，再上提到最上层，测得的水量为全井水量(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ)。
计算各层水量：Ⅰ层=测3-测2Ⅱ层=测2-测1Ⅲ层=测1测试资料整理：绘制指示曲线：五、指示的形状及分析常见的有：直线式、折线式、垂直式、上翘式、曲折式、递减式、汽穴式。
指示曲线分析
注水井指示曲线的识别分析1、指示曲线右移，斜率变小如图2—6—7所示，说明吸水能力增强，吸水指数变大。
曲线I为第一阶段指示曲线，曲线Ⅱ为第二阶段指示曲线。
由图2—6—7可看出，在同注水压力p2下，原来的注水量为Q12，后来的注水量为QⅡ2，而QⅡ2> Q12，即同一注水压力下的注水量增大了，说明吸水能力变好了。
2、指示曲线左移，斜率变大如图2—6—8所示，说明吸水能力下降，吸水指数变小。
从图2—6—8可以看出，在同一注水压力p下的注水量由原来的Q1下降为QⅡ，所以吸水能力下降。
3、指示曲线平行上移如图2—6—9所示，由于曲线平行移动，斜率未变，地层压力升高后，要保持同样的注水量，必须提高注水压力。
因此，只是曲线平行上移时，说明底层吸水指数未变，而是注水层的地层压力升高了。
4、指示曲线平行下移如图2—6—10所示，曲线平行下移，其地层吸水指数未变。
但同一注水量所需要的注水压力由原来的p1下降为pⅡ，说明地层压力下降了。
一般在采取酸化、压裂等增注措施后出现这种情况。
以上仅就直线只是曲线情况比较复杂，但基本是这四种变化情况的不同组合。
5、分析吸水能力变化要注意的问题（1）分析地层吸水能力的变化，必须用有效压力来绘制地层真实曲线。
若用井口实测注水压力绘制指示曲线，必须是在同一管柱所测指示曲线对比吸水能力的变化。
不同管柱结构所测的指示曲线，由于井内压力损失不同，用来进行对比和分析地层吸水能力的变化误差较大。
（2）由于井下工具工作状况的变化，也会影响指示曲线。
因此，用指示曲线分析地层吸水能力时，应该考虑井下工具工作状况对指示曲线的影响。
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即可控制分层注水量，达到地质配
注方案要求。
Y341-114封隔器
KPX-115偏心配 水器
减震筒
洗井凡尔 筛管
油套分注（注聚）管柱
在井口使用流量控制器来
实现油管和套管不同注入压力
注水层
和不同注入量，实现两个层段
注水，上层和下层分别由套管
和油管注入。
注水层
二、分层注水常用管柱结构
这类管柱已经被空心配水管柱和偏心 配水管柱所代替，不作详述。
注水 层 注水层
注水层
节流器 测试球座 封隔器 节流器
测试球座 封隔器 节流器
球座
1. 固定配水管柱
节流器： 固定式配水器， 无法调配
优点： 结构简单，维护简便
缺点： 分层水量难调整， 测试工艺复杂， 无法细分注水。
注水 层 注水层
注水层
小直径 配水器
980 95 46 20 15，35 22 1265 45
常规 配水器
790 114 46 20 25 22 1700 44
3.偏心配水管柱
优点：
1、分注层数不限， 可单独调配任意层；
2、内通径一致，便于 测试、验封；
3、堵塞器投捞测试成 功率高；
4、内通径大、大小一致， 有利于吸水剖面测试 仪器通过。
水力压缩、压差式封隔、底球及撞击
筒组成。
注入层
偏心配水器结构：
注入层
由工作筒和堵塞器两部分组成，堵塞
器坐在工作筒内，水嘴安装在堵塞器上。 注入层
Y341-114封隔器
KPX-115偏心配 水器
减震筒
偏心配水器优点：结构紧凑，调整水 嘴方便，用钢丝投捞，可以投捞其中 任意一级，适用于深井多油层。
洗井凡尔 筛管
优选注水管柱和注水指示曲线 分析
一、注水管柱结构
目前井下注水方式有笼统注水和分层注水两种，我油田以分层 注水为主要方式。 笼统注水：在注水井下不分层段，各层在相同的压力下注水的注水 方式。 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注水方式。 分层注水是为了解决层间矛盾，把注入水合理得分配到各层段，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的 作用，实现油田长期高产稳产，提高最终采收率。
节流器 测试球座 封隔器 节流器
测试球座 封隔器 节流器
球座
2. 空心配水管柱
主要由空心活动配水器、水力压差式 封隔、空心配水器（节流器）、底部单 流阀等组成。由油管连接下入井内。
注水层
空心活动配水器由工作筒（固定部分） 和配水芯子（活动部分）两部分组成。水 嘴安装在配水芯子上，调换水嘴时只要将 配水芯子打捞出即可，不用动管柱。
技术要求： 1.各级配水器的开启压力大于0.7MPa； 2.各级空心配水器的配水芯子直径自上 而下依次减小； 3.投送时自下而上逐级投送，打捞时自 下而上逐级打捞。
注水层 注水层
空心配水器 封隔器 空心配水器 封隔器 空心配水器 撞击筒 球座
2. 空心配水管柱 空心配水器
注水 层
注水层
注水层
空心配水器甲 封隔器 空心配水器乙 封隔器 空心配水器丙 撞击筒 球座
笼统注水管柱
层位及层号 射孔井 段
油补距 名称、型号、规格、深度
注水 层
人工井底
分层注水管柱
分层配水原理
分层注水井正常注水时，封隔器
注入层
将注水层分隔成不同压力的封闭空
间，水流经偏心配水器内的堵塞器，
注入层
经水咀节流后（控制流量大小），
注入其上、下封隔器之间的目的层
注入层
位（由射孔炮眼处注入）。通过调
缺点： 1、因受配水器尺寸的限制，分注层数 受限（3层）； 2、不能单独调配任意层，调配下一级 配水嘴时，必须捞出上一级，所以投 捞次数多，不适合多层细分注水。
注水层
注水层 注水层
空心配水器 封隔器 空心配水器 封隔器 空心配水器 撞击筒 球座
3.偏心配水管柱
分层注水管柱
偏心配水管柱主要由偏心配水器、
注水层 注水层 注水层
封隔器 偏心配水器
3.偏心配水管柱
缺点：
注水层
1、投捞测试需要配水器 间距大于8米，不适应 多个薄夹层细分；
2、斜井投捞测试成功率低
注水层
注水层
封隔器 偏心配水器
二、分层注水常用管柱结构
按封隔器 类型分类
按管柱固定 方式分类
压缩式封隔器配水管柱 扩张式封隔器配水管柱
悬挂式配水管柱 锚定式配水管柱 支撑式配水管柱
轴
导向爪 压簧
导向体
锁轮 扭簧 轴 锁块
锁轮 扭簧 轴 锁块
3.偏心配水管柱
偏心配水器参数
配水器总长/mm 最大外径/mm 最小通径/mm 偏孔直径/mm 工作压力/MPa 堵塞器最大外径/mm 投捞器总长/mm 投捞器最大外径/mm
常规 配水器
995 114 46 20 25，35 22 1265 45
按配水器 类型分类
固定配水管柱 空心配水管柱 偏心配水管柱 组合配水管柱
1. 固定配水管柱
主要由油管、水力压差式封隔、固定 配水器（节流器）、测试球座、底部单流 阀等组成。水嘴安装并固定在配水器上。
优点：结构简单，维护简便。
缺点： 更换水嘴必须起下油管；
因受球座直径影响，配水级数受到限制；
测分层水量需要多次投捞测试工具。
2. 空心配水管柱
空心配水器参数
级数/参数
甲乙丙
总长 （mm）
540 540 540
最大外径（mm） 106 106 106
中心管最小内径 57 48 40 （mm）
芯子最小通径 （mm）
46 40 30
凡尔启开压力 （MPa）
0.7 0.7 0.7
2. 空心配水管柱
优点： 1、配水器结构简单，便于测试； 2、投捞成功率高。
按封隔器类型分类
扩张式封隔器主要用于早 期的分层注水，目前在用的主 要是新型高压扩张式封隔器， 可以和固定配水器、空心配水 器、偏心配水器组成配水管柱， 用于套变井分注。
上接头 密封圈 胶筒座 硫化芯子 胶筒
中心管
滤网罩 下接头
按封隔器类型分类
压缩式封隔器以水力压缩式为主，多数 具备洗井功能，可以和各种配水器组配分注 管柱，可多级使用，耐压高（25-35MPa）、 有效期长(一年以上），应用广泛。
3.偏心配水管柱
偏心配水器
配水器堵塞器 配水器工作筒
3.偏心配水管柱
工作筒偏孔 偏孔的出液孔
3.偏心配水管柱
凸轮的作用是把堵塞 器销于工作筒偏孔内
密封段三个出液槽
3.偏心配水管柱 偏心配水器投捞器
绳帽
密封圈 密封圈 螺钉 螺钉 销钉 压簧 投捞爪 压簧 螺钉 投捞头
投捞体
螺钉 密封圈 导向体