分层注水工艺技术培训教材

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1、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，

2、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

3、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。同时推广应用注水井化学调剖技术，为注水井机械细分提供了有力的补充手段，特别是，为进一步地解决小通径套变注水井分层注水问题提供了新的有效途径；为了保证

4、分层注水质量，发展完善了注水井验封技术。目前全油田共有分层注水井1万多口，主要采用的是偏心式注水工艺。二、偏心式分层注水技术偏心式分层注水技术自70年代问世以来一直沿用至今，目前仍是大庆油田细分注水主导技术。偏心式分层注水常用管柱：（1）475-8型封隔器及665型偏心配水器组成的配水管柱665型配水器与475-8型封隔器等配套，组成水井注水工艺管柱进行分层注水。475-8型封隔器在注水时，以油管内外由水嘴控制的0.7-1MPa的压差使封隔器胶筒扩张，实现密封。665型偏心配水器由偏心配水器工作筒和堵塞器组成。工作筒主体上有一直径为φ20mm的偏孔用来坐入堵塞器（即活动心子），偏孔外壁有12

5、mm的出液孔。主体中心是一直径为46mm的通道（作投捞工具、井下仪表的通道及测试位置）。导向槽对准扶正体偏槽和φ20mm的偏孔以便为投捞器导向。堵塞器正常工作时将工作筒偏孔的出液孔上下隔开，通过水嘴控制水量。水嘴主要为陶瓷材质。分层配水理论依据分层配水，是指在同一口注水井中，利用封隔器将多油层分隔为若干个层段，在加强中、低渗透率油层注水的同时，通过调整井下配水堵塞器水嘴的节流损失，降低注水压差，对高渗透率油层进行控制注水，以此来调节不同渗透率油层吸水量的差异。配水原理可由以下公式表述：Q配＝k×p配p配＝p井口＋p水柱－p管损－p嘴损－p启动其中：Q配　　　分层配注量，m3/dK　　　　地层

6、吸水指数，m3/d.MPap井口井口注水压力，MPap水柱　　井筒静水柱压力，MPap管损　　注入水在油管中流动阻力损失，MPap嘴损　　配水堵塞器水嘴压力损失，MPap启动　　地层开始吸水时井底压力，MPa。通过上面公式可知，当p井口、p水柱和p启动不变时，Q配只与p嘴损有关。在用的配水堵塞器水嘴过水量遵循“流体力学的固定水嘴的嘴损理论”即固定水嘴前后的压差ΔＰ（嘴损）与通过水嘴的流量Ｑ存在如下关系:　　　　式中：µ:流量系数A:孔口面积m²ΔP:孔口前后压差MPaρ:流体密度kg/m³由此可知分层注水井各层段实现不同水量分层注入，是通过各层选用不同直径的堵塞器水嘴，进以改变井底注水压力完

7、成的。选配水嘴一般步骤如下：1、根据各配注层相对吸水剖面百分数和全井指示曲线，做出分层指示曲线。2、在分层指示曲线上查出各层段配注量所注水压力。3、根据全井配注和油管长度计算出管损。4、确定井口注水压力。5、求出水嘴压力损失：嘴损＝井口压力－层段注水压力－管损6、根据分层配注量和嘴损，在“嘴损与配注量关系曲线）上，查出所需水嘴直径。试配后，应用流量计在设计注水压力下进行各层流量测试，即进行检配，以检查试配是否