采油工程分层注水工艺应用研究

采油工程分层注水工艺应用研究

赵雅群

中国石油大港油田第四采油厂 天津市 300280

摘要：石油企业是我国发展的重中之重，是我国经济的命脉产业。最近的几年中，为了保障石油开采效率，避免石油资源的浪费，主要采取了分层注水工艺技术，经过了实际的应用后，取得了一定的效果，原油的开采率也得到了一定程度的提升。本文将系统的对采油工程分层注水的工艺进行阐述，用以提高油井出油的效率和石油资源的充分利用。

关键词：采油分层；石油工程；注水工艺；工艺应用

1、采油工程分层注水工艺概述

目前，我国采油工作中，分层注水工艺技术已经成为主要采油方式之一，利用这种分层注水开采的原油占我国总产量的八成以上，但随着我国对石油需求量不断增加，从而导致采油工程难度也在增加，而油田含水量也在增加。根据相关实验研究表明，当油层含水量增加时，会导致油层的测试周期变短，需要使用分层注水的方式进行开采。分层注水是指将油田中不同油层，按照其性质、饱和程度、压力进行划分，通常的方式是在注水井中安装分隔器进行分层注水井段，而不同的注水井段都需要安装配水器，装上不同直径的水嘴，从而达到分层注水的效果。利用这种方式，能够有效提高油层的中的压力，提升油井的出油量和质量，由此可见分层注水工艺能够提高油田的产量。

2、采油工程分层注水工艺内容

2.1 偏心投捞分注工艺

偏心投捞分注工艺主要分为两种形式，一种为扩张式封隔器、一种为压缩式封隔器。目前经常使用的扩张式封隔器型号为K334，封隔器的隔离效果通过油差和套压差进行控制，达到封隔的效果，选择的封隔器胶筒在油套压高于0.7兆帕时会实现自动膨胀，将两个注水层进行分离，分离后的油层通过堵塞器中的水嘴向其中注水，达到注水驱油的目的。根据实际情况，洗井中井内压力要保持平衡，封隔器胶筒收缩，洗井液在井内实现循环洗井，减轻了人员的工作量，提高了工作效率。压缩式封隔器主要的部件为坐封，在实际的施工过程中，油层通过封隔器分离，管柱以水利卡瓦为支点进行解封，通过堵塞器中水嘴注水，压缩式封隔器因为关键部件存在的差异性，分为上注水层和下注水层，上下注水层可以实现层间循环，提高了注水量和注水效果，达到提高开采效率的目的。

2.2 同心集成分注工艺

同心集成分注工艺的主要结构组成为射流洗井器+套管保护封隔器，注水采油使用的是分级注水和分级封隔的方式，提高分层注水综合采油效率。采油人员在实际应用同心集成分注工艺技术时，要结合油井开采条件和油层性质，选择科学合理的分注设备组件，为之后的采油工作奠定良好的基础。第一级封隔器采取套管保护，第二级封隔器采取配水器和射流洗井器结合，注水通道胶筒链接，第三级封隔器使油层分离。采油过程一定要按照相关法律法规和施工规范，结合实际开采情况安装管套，利用封隔器对射流洗井器进行保护，避免影响封隔器的工作结构，提高工作效率。

2.3 地面分注工藝

目前地面分注工艺技术主要分为两种形式，一种为地面两段分注工艺流程，另一种为地面三段分注工艺流程。地面两段分注工艺流程的原理是将利用上、中、下三路通水孔组成配水器，油管上部的通水孔连接，注水管和下部的通水孔连接，油套环空的部位和中部的通水孔连接，两段注水主要通过以上三个通水孔相互协调合作实现水量的控制，达到注水的目的。我们也可以使用另一种方式对注水进行控制，将恒定量配水器安装在地面分水器的出水口位置，实现注水的自动控制，完成了注水的初步自动化。各层之间的注水主要通过井口阀门和电子流量计实现有效的控制，使用该方法有着简单、方便的优势，在一些中小采油工程中比较适用。地面三段分注工艺技术的工作原理是使用三套恒定的配水器，在不同的注水管线上分别安装一套配水器，注水管和配水器的入口连接，水井的三个水口和三个配水器的出口连接。上段通过油套环空注水、中段通过油杆环空注水、下段通过空心杆注水，地面的进口阀门流量计对每个层的实际注水量进行控制，达到二级三段分层注水的效果。我们要根据油田生产的实际情况、地理分布情况，科学合理的选择分注技术，才能提升开采效果，发挥其优势，体现出价值，达到分层注水的目的，满足油井注水需求。我们要对地面封层注水工艺根据地面分注工艺原理有全新、正确的认识，采用科学有效的方式，提高原油开采效率。

3、采油工程注分层水工艺的应用措施

3.1 注水井出砂问题的解决措施

在应用分层注水工艺时，如果注水的压力过高、注水量过大，就容易在注水过程中水流冲入裂缝中，在水的高压下会冲刷下一部分泥沙，引起注水井出现出砂问题。严重的出砂会使岩层孔隙堵塞，不利于石油的开采，同时提高了石油开采的投入成本。油层出砂若不能及时处理，就会出现泥沙掩埋油层的问题，不仅会损坏套管，对于注水井而言也容易引发很多故障，必须要进行井下作业才可以恢复注水井的注水能力，在修井过程中也增加了石油开采的成本，对于生产时效也有一定的影响。为此，需要对注水井进行有效的设计和管理，提高对防砂技术的研究和应用，在不断降低水井出砂带给油田的影响后，满足高效开采的需要。首先，要用合理的注水压力完成注水工作，且在注水量上做好严格的控制，必须满足油田配注的需求。其次。要注重注水井的日常维护和保养，对注水的数据要做好记录和监测，以防注水井出砂。最后，对注水井的吸水能力进行分析，利用注水指示曲线进行研究，严格控制油压变化，降低因为水力冲击而导致的水井出砂。在注水井出砂后，要及时用清砂技术降低砂石的影响，恢复正常的注水工作。

3.2 注水井结垢问题的解决措施

在应用分层注水工艺后，如果井下油层和注入水存在流体配伍性差的问题，会引起油层的结垢，在不能及时清理时，严重的结垢还会使油层孔隙堵塞，不利于提高油层的渗透率，降低水驱动能力影响石油开发。此外，注水井的结垢问题也可能受到油层中化学物质的影响，在长时间的积累下产生沉淀物质，形成结垢。在结垢产生后还会影响注水的流动，严重的结垢还会使套管变形，不能发挥出注水的作用。为此，需要及时分析注水井产生积垢的因素，并采用合理的方式降低注水井结构的影响。在结垢前需要优化注水的水质，保证注水满足相关的水质标准，保证水中悬浮物质的含油量控制在5 mL/L以内，使注水满足石油开采的要求。如果水垢已经形成，需要分析内部化学成分，通过化学除垢剂的使用，对注水井的积垢进行处理，同时配合上洗井的方式，保证井筒的清洁度，满足油井对注水的配注需求。另外部分注水管线腐蚀而引起的结垢，需要在施工前做好相应的重视和控制。

3.3 注水井套管损坏的处理措施

在应用分层注水的工艺时，会出现套管损坏的问题。主要原因是受到注水井出砂和注水压力变化的影响，在出现套管损坏时要及时进行井下作业，利用修井技术完成对套管的修复。如果不能及时对破损套管进行修复，就会使注水从套管中泄漏到其他地层，从而可能引发地层坍塌、水井出砂等问题，给石油开采带来较大的安全隐患。

结语：分层注水工艺在当下的油田开采作业中得到了广泛的应用，应用效果良好，可以给油水分离提供技术支持。但因为每个油井都有各自的特点，为保障此项工作的应用效果，还需重视技术选择，并在技术应用的过程中，注重工艺的优化和改进，不断提高分层注水工艺的应用效果。

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