采油工程分层注水工艺及应用

采油工程分层注水工艺及应用

杨琳,白花梅,许艳飞,李国治,尤海滨,王晓华

天津市大港油田公司第三采油厂

摘要：采油工程注水井具有井斜大、先期分段防砂完井层数多、单层配水量大、平台生产作业空间有限等特点，对注水技术要求更高。因此，采油工程分层注水技术开发与应用均需结合自身地质油藏及井况特点，在前期防砂完井或套管完井的井筒基础上开展研究。同时，随着采油工程注水开发的不断深入，需要在现场实践中不断进行分层注水技术的完善升级。

关键词：采油工程；分层注水；工艺

引言

在油井的开采过程中，如果缺少驱油能量作为补充，便会在采油过程中使油层之间的压力不断降低，从而引发一系列的问题，例如：油量开采量小、地下原油性质变化、油气比例上升、原油抽动难度大、原油黏度增强等问题，最终会使较多的石油无法开采，变成死油。随着科学技术的发展，对注水工艺也进行了较大的优化和升级，可以通过分层注水工艺使底层的压力达到稳定，同时还能提高石油开采的质量和效率，对于石油开采企业而言还能降低开采的成本。因此，积极了解分层注水的工艺，可以有效处理层间的矛盾并保证原油的高产，在当前资源紧张的时代，有着不可替代的作用。

1概述

同井采油分层注水技术是通过同井采油分层注水管柱的设计，将油层的油通过井下潜油电泵机组直接举升到地面；同时，在同一井筒中，将地面需要注入不同目标层位的水通过同井采油分层注水管柱注入目标的注水层中，从而实现同一井中即可采油又可以同时注水，相当于把原来的1口井优化成2口井使用，节省了井口井槽的使用，提高单井利用率，实现一定范围的井网优化。因此，本文针对采油工程出现的采油井天然能量开发一定时间后产能下降较快，需要对地层进行能量补充但受到井槽、空间限制的问题，进行了同井采油分层注水技术的研究。

2石油工程注水采油应用现状

注水采油这一技术大多应用在二次采油过程当中，通过分层注水，让地下水波效应能够得到提升，进而实现石油开采目标。应用注水采油这项技术，还能充分利用管式配水器、支撑封隔器等，使技术应用效果更加显著，提高工程采油效率。注水采油实践应用环节，还可以将分层注水和分注免投捞、油套分注配水多种技术融合应用。分注免投捞应用环节，能够优化传统采油技术应用阶段出现的钢丝脱轨、水嘴投捞困难等问题，将预定水嘴安装在地面配水器上方，这样，分注管被投入井下以后，不但能够起到有效的注水作用，而且还能提高封隔器坐封的效果。利用油套分注配水这项技术能够优化和改进水嘴容易被破坏或者水嘴更换困难的问题，还可以利用球座、定压开关等达到坐封的效果，利用地面来控制油耗产生的压力，提高地面注水坐封效果。除此之外，该技术的应用还能缓解注水环节出现的各类不利情况，为采油顺利实施奠定基础。

3采油工程分层注水工艺及应用

3.1地面分注工艺

当前在采油工程分层注水工艺中，地面分注工艺也十分重要，一般分为地面两段分注工艺流程和地面三段分注工艺流程。首先，地面两段分注工艺流程。其主要原理是将上、中、下三路水口组成配水器，将上面的通水孔洞跟油管进行连接，下面的通水孔洞跟注水管连接，中层的通水孔洞跟油套环空部位连接。两段注水主要利用上面三个通水孔洞的相互配合完成注水工作。在石油开采企业利用地面两段分注工艺时，注水控制工作还可以通过另一种方式进行，即可以在地面分水器的出水口处安装上恒定量配水器，这样可以实现注水的自动化，完成注水工作的自动控制。而且各层之间的注水量也可以通过井口的阀门实现有效的控制，这样的方式有着操作方便和工艺简单的特点，当前被中小型的石油开采企业所应用。其次，地面三段分注工艺流程。其工作原理是使用三套配水器完成工作，具体在不同的注水管上分别安装配水器的入口连接、注水管汇和配水器，然后将三个配水器的出口跟水井的三个水口连接。在水井下段通过空心杆注水、在水井的中段通过油管注水、在水井的上端用过套管注水，并且在利用地面的进口阀门实现对各个层的注水量进行控制，从而完成二级三段的分层注水效果。需要注意的是，分注技术的选择并不是一成不变的，各种注水技术都有着独特的用途，要结合实际产油量、油藏的地理分布情况、施工要求等选择科学的分注技术，从而不断提高石油的开采量，发挥出分层注水工艺的价值，满足石油开采企业的需要。

3.2空心集成分注技术

对于分注层数超过３层的注水井，若采用单级配水工作筒对应单级配水器的方式，钢丝投捞测试作业工作量相当大，在此情况下开发了空心集成分注工艺技术。其核心技术是将层间分隔工具与配水器工作筒集成一体化，每一级配水器工作筒与相应的配水器配合，能够实现两层段分层注水，多级配水器工作筒可实现全井多层段分层配注。分注管柱主要由油管、滑套、可定位插入密封、插入密封式配水器工作筒、圆堵引鞋和空心配水器等组成，其中配水器芯子需用φ８９ｍｍ油管；分层测试仪器工具串由定位器、小直径井下存储式涡街流量计（或压力计）和导向头组成，在管柱内可从下到上一次完成多个注水层段的压力、流量实时测试。该技术有效解决了注水井完井管柱最小内通径为９８．５５ｍｍ、１０１．６０ｍｍ和１２０．６５ｍｍ，井斜＜６０°和分注层段≤６层的分层调配的问题，单层最大测试流量可达７００ｍ３／ｄ。截至目前该技术在采油工程已经应用３００多口井，其主要特点是：①实现了单级双层调控，解决了小通径注水井的多层段配注问题；②配水器工作筒有上、下两组径向出水孔，对应的配水器芯子每组出水孔最多可安装６个水嘴，可满足大排量注水需求；③工作筒设有桥式通道，配注及测试工具上下压力平衡，钢丝作业投捞成功率和调配效率高；④各层段注水压力和流量实现实时测试，数据准确可靠，避免了传统递减法测试的测量误差；⑤分层调配过程中，采用水嘴选配软件，方便现场操作和数据管理；⑥调配时要反复投捞配水器更换水嘴，单井作业用时达３～６ｄ。

3.3双管式油管、双管式插入密封等双管式配套工具

功能:双管式配套工具主要应用于油层、水层交叉注采需求的情况下，双管式工具环空可以形成开采油路的通道，内层中心油管可以形成注水路的通道。结构组成:双管式工具结构相似，均为在常规油管、定位密封、插人密封等工具内部内置油管。以双管式油管为例,内层油管采用0圈直插式密封，外层油管采用常规油管扣密封。双管式工具尺寸相对较多，具体可依据现场具体的产量需求选择不同尺寸外层油管内置不同尺寸内层油管，从而满足现场实际需求。

结束语

当前分层注水工艺的应用上，还存在一些问题不利于提高油井的开采，具体在注水井出砂问题、注水井结垢问题和注水井套管损坏问题上，需要相关负责人给予重视，以延长注水井的使用寿命，提高注水的效果。同时要注重注入水的水质问题，较高的水质可以减少很多问题的出现，既能够保证石油开采的效率，也能提高石油的开采效益。在对采油工程中的分层注水工艺进行详细了解后，可以有效结合实际开采情况合理应用分层注水工艺，同时在不断解决一些影响因素后，可以实现持续性的高产量目标。

参考文献

[1]唐睿.采油工程分层注水工艺应用探析[J].化学工程与装备,2019(11):44-45.

[2]郑礼鹏,杨君,韦继福,陈诚,魏尽忠.提高分注井分层注水合格率技术研究[J].石化技术,2019,26(07):88-90.

[3]钱海芹.油田分层注水配水方法研究[J].化学工程与装备,2018(03):108-110.

[4]董林.采油分层注水工艺探讨[J].化工管理,2018(06):117.

[5]刘晓宁.采油工程技术的应用与发展[J].化学工程与装备,2018(01):235-236.