积分分层注水工艺技术
采油工程分层注水工艺应用探析
一、分层注水技术随着油气田的开发，对于一些高密度的油田，应用常规的分层注水方式，无法达到油田开发的增产需要。
分层注水技术，是利用水驱来增加油流的驱替能量，进而提高油井的产量。
但是面对低孔低渗的高密度油田，常规注水的方法很容易发生窜流现象，水不能被油层很好的吸收，达不到配注的能力，此时为提高水驱开发效率，需调整注水剖面，应用偏心配水管柱方法达到注水井配注要求。
该方法是利用偏心活动式配水器，通过调整配水嘴的大小，控制小层的吸水量。
在运行偏心配水管柱时，需要对其运行情况进行监测，并根据检测结果联系实际对偏心配水管柱系统进行逐步更新，改造配水器结构来提高注水效果，堵塞器的材质需不断更换，以方便投捞，能更好的管理注水井。
为满足水驱开发的经济性要求，对注水井进行不断的分层测试以及对油水井进行动态分析，以此来分别完善分层注水方案和确定注水井合理的配注量。
油田开发一段时间后，需要对油田已经注水的井进行增注处理，因为此时油田注水井孔隙会出现堵塞现象，为了疏通堵塞的油层，加大储层渗透率及注水开发的效率，需要对油层进行化学腐蚀，一般利用酸液进行。
二、采油分层注水工艺1.地面分注工艺。
地面分注工艺作为一种有效的分层注水技术,主要应用在定向井、深井或是斜井等特殊油田中,由于井位过于复杂,使用其他分层注水工艺无法达到开采效果,需要通过地面分层注水的方式进行水驱,适用范围不大。
在实际应用中,地面分注工艺主要是在井内把目的层分成上下两部分,上段选择油套环空注水方式,而下段则选择油管注水方式,利用电子流量计、井口阀门进行实际注水量的控制和调节,便于后期的调测,避免额外投捞发生的问题。
根据采油工程实际情况上看,地面分注工艺通过井内压缩式封隔器来实现分层注水,有效提高注水效果,进而达到预期的油田开采要求。
2.同心集成式分注工艺。
我国采油分层注水工艺逐渐呈多样化趋势发展,同心集成式分注工艺经过多年的实践与完善,工艺使用效果也随之加强。
分层注水工艺及技术
1、张力式管柱可有效防止管柱 蠕动,提高管柱封隔器分层寿命；
2、封隔器性能较好,寿命长； 3、采用定量配水方式不测试。
缺点
1、水质要求高,易堵塞； 2. 目前与我国井口不能配套使 用
封隔器
1 2
1 2
1 3
图1-3 定量分注管柱示意图
1—配水器 2—封隔器 3—筛管、丝堵
分注技术
图1-4 定量配水机理
20～25
10～15
25～30
15～20
工作温度，℃
70
70
120
120
120
适应套管内径，mm 117～132
117～127
120～124
117～132
121～124
胶筒型号
YS113-7-15 YS113-7-15 YS113-12-25 YS113-12-15 YS114-12-15
连接螺纹
27/8TBG
根据我国油田长期注水开发实际及高含水 状况,其目前注水呈现的主要特点:由过去的“强 注强采”向减少产液量的高效注水方式转化:调 整注采关系和采取不稳定注水量,是目前实现减 少采液量,降低生产含水的有效技术措施.因此 分注技术是实现“控水稳油”的有效手段和方法.
分注技术
一、分注的发展及现状
注水是一项系统工程,它
目前油田分注技术经过几十年的发展， 水平有了很大的提高与进步,其主要体现在:
1、注水封隔器耐温可达150℃,耐工作压 差35MPa；
2、分注层数可达到6层以内； 3、适应井深可达4000m； 4、投捞测试完善配套,更加安全可靠,分 层测试一次下入可测得多层分注量。
配水器
封隔器
1 2 1 2 1 3
图1-2 偏心分注管柱示意图
分层注水技术--注水工艺讲座
密封圈脱落情况
1.3 偏心配水管柱
注水层 注水层 注水层
偏心配水器
封隔器 偏心配水器
1.3 偏心配水管柱
偏心配水器
配水器堵塞器 配水器工作筒
1.3 偏心配水管柱
小直径偏心配水器
配水器堵塞器
1.3 偏心配水管柱 偏心配水器投捞器
1.2 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
1.2 空心配水管柱
优点： 1、配水器结构简单 2、投捞成功率高
KZH－115
25 120 1460 1260 1450 115 60
\ 56、52
DQY341
25 90 950 950 576 114 55、52 28.5、26 60、55、52
1.4 组合配水管柱
优点：
1、分注层数4-5层， 一次投捞调配多层。
2、配注层间距不受限制， 适应多个薄夹层细分 注水。
测试球座 封隔器 节流器
球座
1.2 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
液力助捞： 液力助捞器进入相关配水器，配水器 芯子与液力助捞器形成临时活塞，此 时进行反洗井就可把芯子捞出配水器， 由录井钢丝起到地面。
分层注水工艺技术培训教材
分层注水工艺技术一、分层注水工艺的发展历程随着地质研究的进步和开发水平的提高，对注水工艺的要求也在逐渐提高，为适应油田发展的需要，注水工艺发展过程经历了四个阶段，即笼统注水、同心注水、偏心注水、集成式注水。
开发初期油田注水采取笼统注入方式，保持了地层压力，油井自喷能力旺盛。
但由于多油层非均质性产生的层间、层内、平面三大矛盾，出现了主力油层"单层突进"，过早见水的现象，因此，油田提出了分层注水的技术要求。
六十年代初期，经过1018次试验，大庆油田首先研制成功了475-8水力扩张式封隔器和745-4固定式分层配水器，随后研究完善了与固定式分层配水技术相配套的不压井作业、验窜、验封、分层测试技术，通过"101-444"分层配水会战，形成一套745-4固定式分层注水配套技术。
推广应用后，对缓解层间矛盾效果十分显著。
但在应用中调配水量比较困难，必须经过作业施工，因此，又研制成功了655同心活动式分层配水器，该配水器可通过投捞调换水嘴来调整层段注水量，但无法进行分层测试。
七十年代，油田开发规模不断增大，注水井数不断增加，同时，油田含水也逐年增高，作业施工工作量难以满足水井调配水量的需要。
为简化分层配水工艺，提高分层注水合格率，72年5月大庆油田研制出了665-2偏心式分层注水技术，该技术不但可以通过投捞调配层段注水量，而且很好地解决了封隔器验封和压力、流量测试等工艺，使注水井分层注水技术达到了比较完善的程度。
同时，封隔器也由水力扩张式发展到水力压缩式，有效地延长了配水管柱的使用寿命。
偏心式分层配水技术在大庆油田得到大面积应用，在油田开发中发挥了重要作用。
八十年代，油田进入中高含水期，由于长期注水，套损井数逐年增加，大庆油田又形成了一套小直径分层注水技术。
九十年代，油田开发进入高含水期，为适应油田细分注水的要求，又研究了"两小一防细分注水技术"、"测调集成式细分注水技术"和"偏心集成细分注水技术"，使分层注水技术又达到了一个新水平。
分层注水工艺技术进展与应用解析
一、采油院概况 4 、分层注水管柱应用情况跟踪分析
2)分层注水工具跟踪分析
① Y341封隔器失效形式表现在三方面： 封隔器胶筒密封或解封失效；
洗井活塞密封失效；
洗井不通。
纯67-7 上封Y341-115G双胶筒缺失、 未解封
X47-47 洗井活塞密封件脱出
洗井活塞密封件破损卡注，洗井不通
一、采油院概况 （三）分层注水管柱应用情况跟踪分析
空心分注管柱 占61.3%，扩张封 隔器管柱和压缩封隔器管柱数量基 本相当。 在井年限小于3年的为6833口， 占总井数的80.3%，三年以上未动管 柱井大幅减少，注水井总体技术状 况得到较大改善。
管柱在井年限情况分布图
2222
2．胜利油田目前注水井现状
分注技术：
胜利油田目前共有10项分注技术，指标上可达到：4000m、 35MPa 、160℃、5层、配水间距2m，基本上实现了对各种井况
采 油 井
一 概况 一、采油院概况 2．胜利油田目前注水井现状
胜利油田分注率为32.2%（2011年12月）； 2-3层分注井约占总分注井的90%； 注水层段合格率：70.3%。
100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 分注率
88.90%
1% 21%
70.30%
9%
1层井 2层井 3层井 3层以上井
32.20%
测试率
层段合格率
69%
2011年分层注水井技术状况
2011年分注井分层情况分布图
2．胜利油田目前注水井现状
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 偏心分注管柱 空心分注管柱 井数，口
分层注水工艺及作业施工技术
技术要求
现场调查达到地面设备、井场及交 通道路情况清楚，满足作业施工要求
地下情况调查达到井况、历次施 工情况清楚，各种资料数据准确无误
井下施工准备质量要求
➢作业机 ➢游动滑车 ➢穿大绳 ➢卡拉力表 ➢绷绳 ➢井架的立放
➢施工设备摆放 ➢井场用电 ➢油管摆放 ➢地面管线安装 ➢HSE要求 ➢注意事项
井
• 施工按设计要求进行，井口设备与流程与施工前保持一致 或按设计执行
• 采油树按施工前原样装正装平，闸门和手轮要求方向一致 或按设计执行
• 采油树及流程各连接部位清洁干净，用密封带或涂抹密封 脂密封。丝扣联接的部位上紧上满扣。各连接部位密封
注
入 现场验收（2）
井
• 卡箍连接的采油树各卡箍方向要求一致
井下作业现场施工准备质量要求
井下作业施工条件调查要求
地面调查
➢ 井位调查
A 对照井位图调查施工井的方位、区域、 井别 B 对照井位图和方案设计核实井号 C 调查施工井所归属的采油厂、矿、队
➢ 地面道路调查
A 调查通往井场的道路状况、运输距离 B 调查沿途道路上的障碍物、输电线路、通讯线路的 情况 C 调查沿途经过的桥梁、涵洞承载能力及桥涵的宽 度、允许的拖挂长度
管柱完井深度应根据丈量结果，由施工人员计算二次，质量 员计算一次，以三次计算结果一致为准
一般要求
起下作业（1）
✓ 按要求立好井架，并拉紧绷绳 ✓ 下井管柱必须冲洗干净、无弯曲、无损坏，并逐根用标准内径规通 过 ✓ 下井管柱螺纹应清洁，见到金属本色，螺纹连接处均匀涂上螺纹润 滑脂和密封脂
一般要求
以上各项井下作业施工准 备按相关规定执行
井下作业施工交接与验收质量要求
施工交接
分层注水工艺及作业施工技术1
一、分类方法
按封隔器封隔件的工作原理分类:
自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和压差以实现密封的 封隔器 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件直径变大以实现密封 的封隔器 扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件直径扩大以实 现密封的封隔器 组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔 器
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工具型式名称
桥式 固定 偏心 滑套 凡尔 喷嘴 缓冲 旁通 活动 开关
表1 代号 序号
QS
11
GD
12
PX
13
HT
14
FE
15
PZ
16
HC
17
PT
18
HD
19
KG
20
工具型式名称
测孔 弹簧 轨道 正洗 反洗 卡瓦 卡瓦 水力 连接 撞击
代号
CK TH GD ZX FX QW MZ SL LJ ZJ
井下工具的分类及型号编制方法
封隔器分类及型号编制方法
封隔器：油气田开发中的重要分层开采工具 主要应用：分层注水、分层采油、压裂、酸化及测试等领域
➢ 最早的封隔器分类方法是以封隔器的结构和用途为依据的 ➢ 1948年美国人韦伯提出了根据对油、套管压力条件的适应性来 分类 ➢ 1961年苏联扎哈尔丘克等人建议按坐封方式、封隔件变形及承 受压力等分类 ➢ 我国目前采用的方法是按封隔器封隔件的工作原理进行分类的
常规偏心单层测压困难 递减法流量测试误差大
油层
油管
工作筒 堵塞器 智能测调仪 桥式通道
桥式偏心设计有桥式通道 及双密封面，可实现压力 和流量的双卡单测，桥式 通道可避免测试时层间干 扰，提高测试精度
分层注水工艺及工具
分层注水工艺及工具汇报人：2024-01-02•分层注水工艺介绍•分层注水工具介绍•分层注水工艺实施步骤目录•分层注水工艺效果评估•分层注水工艺的未来发展01分层注水工艺介绍0102该工艺主要应用于多层油藏的开采，通过分层注水的方式，将不同层位的油层进行分别注水，使各层得到充分动用。
分层注水工艺是一种油田开采技术，通过分层注水的方式将不同层位的油层进行注水，以达到提高采收率的目的。
在分层注水过程中，需要使用封隔器等工具将各层进行分隔，以实现分层注水的目的。
分层注水工艺主要应用于多层油藏的开采，特别是对于渗透性差异较大的多层油藏，该工艺可以提高采收率。
在实际应用中，需要根据油藏的具体情况选择合适的分层注水工艺和技术，以达到最佳的开采效果。
分层注水工艺的应用场景02分层注水工具介绍用于隔离不同压力层段，防止层间相互干扰，确保分层注水效果。
封隔器配水器滤砂器根据各层段需要，精确控制注水量，实现分层定量注水。
防止地层中的砂粒进入注水管柱，保持管柱清洁，延长使用寿命。
030201注水泵提供高压注水，满足分层注水需求。
流量计实时监测各层段注水量，确保注水量的准确性。
压力表监测注水压力，确保在安全范围内进行注水。
电缆用于连接地面工具和井下工具，实现信号传输和电力供应。
清洗设备定期对注水管柱进行清洗，防止堵塞和腐蚀。
测试仪器用于检测分层注水效果，如压力测试、流量测试等。
03分层注水工艺实施步骤根据油藏特征和开发需求，选择需要注水的层位。
确定注水层位根据油藏的层间差异，选择相应的分层注水方式，如笼统注水、分层注水、选择性注水等。
确定分层注水方式根据油藏的实际情况，确定合理的注水压力、注水量、注水周期等参数。
确定注水参数确定分层注水方案准备注水管线根据注水方案和现场实际情况，准备相应的注水管线，确保注水流程畅通。
准备注水井口根据油藏的实际情况和分层注水方案，准备相应的注水井口设备和工具。
选择合适的分层注水管柱根据分层注水方案和油藏特征，选择适合的分层注水管柱，如油套分注管柱、同心集成分注管柱等。
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积分分层注水工艺技术
摘要:提出了积分注水技术的设想,其工作原理就是通过撞击次数不同改变流通面积的大小,从而改变流量,满足分层注水要求,把较复杂的分层配注施工变得简单方便,提高了分层注水合格率,使试井工作量大大降低,同时也对注水管理的科学化、网络化提供了可行条件。
关键词:积分注水撞击流通面积分层流量工艺
现有的配水器由水嘴控制,为单一流量,改变流量需要投捞水嘴,施工困难。
为了配注合格一口井往往需要数次施工,同时对一些出砂井或稠油井的反吐现象更难以适应。
因此,现场迫切要求防腐、防垢、长效等高水平的新型分层注水技术。
为克服上述不足,提出了积分配水技术,从而使因上述原因逐年减少的分注井覆盖率获得最大限度的提高,为油田生产的增长创造条件,为提高油田综合效益奠定了有利基础。
1 工作原理与技术创新点[1]
1.1 工作原理
工作原理如图1,通过撞击与提拉控制器(简称控制器)进行撞击与提拉操控,可以改变积分配水器的动元与静元的点位,当动元相对于静元转动一个角度(30°)时,其流通面积在范围内变化,计算的点位与水嘴对应孔径如表1,可作为配注施工的主要参数。
当测试结果满足配注要
求时,即为合格。
1.2 创新点
创新点项目包括以下几项。
(1)积分配水器:通过控制器撞拉次数实现改变流通面积的目标,从而达到改变流量的要求。
(2)工作筒:是积分配水器的载体,其特点一是出口为单流阀,以防止地层反吐,堵塞流通孔道;二是纯偏心结构(偏心量为12mm)。
(3)撞拉控制器:即撞击又提拉,以保证一个动作的完整性,从而提高操控质量,达到控制目标要求。
(4)防中途坐封球座:防止下管柱过程中由于油管内液柱位能的变化(转移为动能并变为压力)产生中途坐封现象。
对Y341型或Y344型等靠水力坐封的封隔器尤其要注意采用该球座,可以防止作业返工,浪费人力、财力。
2 技术特点
(1)明显增加了油田分层注水井的覆盖率,并使油田注水工艺水平取得较大幅度的提升,随着技术推广的辐射面加大,其对油田原油产量的稳定将起到举足轻重的作用。
(2)由于可以方便地掌握施工技术,其推广的前景就显得光明,在生产安全方面具有更可靠的保障作用。
(3)工作筒为积分配水器的载体,属纯偏心结构(偏心量为12 mm),其特点为:①既可采用浮子流量计进行分层测试,也可以采用单井流量计,对分层调控过程作原始记录,并对微变化与单层流量的增量作对应联系,使地面计量与井下分层测试相结合,使分层流量(注水量) 得以准确测
量,获得准确的测试资料;②在堵塞器和配水器的进液孔增设单流阀,防止地层油砂反吐,进入配水器流通孔道,堵塞通孔;③由于采取防腐、防垢、防砂措施,并对橡胶密封件做出抗老化要求,使得配水器在井下工作时间达到3a;④管柱采用防中途坐封球座,降低了因重复作业造成的施工损失,提高作业效率、效益15%以上。
3 应用优点
(1)该项技术创意新颖,其可行性是有把握和有价值的,推广后虽然产品价格稍高,但由于提高了可靠性,降低的施工投入和浪费,远远超过产品价格的投入,所以施工队伍与管理工作者,均会欢迎该产品及其技术的推广。
(2)测试仍可延用浮子流量计进行分层测试,撞击次数可以用对应表(见表1),也就是按对应表中的点位号与对应水嘴,就能按压差与流量Q的关系曲线指导施工,与原偏心注水技术的协调性、继承性很好。
(3)除积分配水器、工作筒、控制器、防中途坐封球座外,其余均可延用庆655-Ⅱ偏心配水技术,设备均可继续延用,其试井工作人员均可继续留用。
4 施工介绍[2]
4.1 组合管柱
组合管柱自下而上逐渐。
封隔器与偏心工作筒间距不得小于
3.5m。
因控制器要求球座上部须装有撞击筒,所以管柱在球座上部,也可直接与球座连接。
4.2 坐封
所有水力坐封的封隔器(如Y341型、Y344型)均可在积分配水器的任一点位进行坐封。
4.3 检查全井流量
检查全井流量,如与设计要求相差大于10%,可以在分层测试后对不合格层位进行调控,方法是下控制器至井下,与撞击筒相碰后上提,由下而上对要求改变流量的层位,逐级进行操控(撞击与提拉),次数根据配注量要求而定,可参考表1。
4.4 测试结果总结上报
把测试结果制分层点位资料总结上报。
5 结论
积分分层注水工艺技术是通过积分配水器的控制器撞击次数不同,改变流通面积的大小,从而改变流量,满足分层注水要求的;把较复杂的分层配注施工变得简单方便,提高了分层注水合格率,使试井工作量大大降低,同时也对注水管理的科学化、网络化提供了可行条件;对油田原油产量的稳定起到举足轻重的作用。
由于施工技术简便,推广
前景光明,在生产安全方面具有可靠的保障。
参考文献
[1]张琪.采油工程原理与设计[M].东营:石油大学出版社,2003.
[2] 万仁溥,罗英俊.采油技术手册[K].北京:石油工业出版社,1991.。