注水井水嘴組合與注水穩定時間關系

張云 大慶油田測試技術服務分公司

注水井水嘴組合與注水穩定時間關系

張云 大慶油田測試技術服務分公司

液體流經堵塞器時會產生過流壓力損失，一般流量越大壓力損失越大。水流經過堵塞器后進入地層，根據地層孔隙度、滲透率不同，地層滲流所需的地層壓力也有所不同。堵塞器過流損失是壓力與流量的二次項關系，堵塞器過流損失是細長管流動特性與薄壁小孔流動特性的函數關系。小尺寸水嘴組合形成的壓力補償，更好地保持了注入量，更容易使注水井穩定時間更長。

過流損失；壓力；函數；水嘴

通過建立注水井整體壓力系統，針對堵塞器局部壓力損失和地層滲流壓力兩個方面進行對比分析，確立兩者對層段壓力影響的主次關系，最終提出水嘴組合與注水穩定時間的關系。

1 調試現場的選配

在注水井調試過程中，一口井有兩個配注層段，全井配注為20 m3/d，各單層配注要求10 m3/d。第一組員工在偏一配水器投入?6.0 mm水嘴，在偏二配水器投入?7.8 mm水嘴，注水井達到配注要求油壓為15.0 MPa。第二組員工在偏一配水器投入? 4.8 mm水嘴，在偏二配水器投入?6.0 mm水嘴，注水井達到配注要求油壓為15.5 MPa。這兩種情況下，第二組員工投入的水嘴，注水井穩定時間更長。

2 調試井下壓力系統

就某一地層來說，地層壓力在一段時期內、一定流量下相對穩定，地層注水動力來源于井口的配注壓力，配注壓力加上液柱壓力就是嘴前壓力。液體流經堵塞器時會產生過流壓力損失，一般流量越大壓力損失越大。水流經過堵塞器后進入地層，根據地層孔隙度、滲透率不同，地層滲流所需的地層壓力也有所不同。

3 調試穩定時間與井下壓力補償

在注水井整體壓力系統下，嘴前的層段壓力等于水嘴過流損失和嘴后壓力的總和。由于嘴后注入地層的流量是一定的，因此流量要克服的地層阻力，地層各個參數也是一樣的，所以流量一旦確定，嘴后損失也是一樣的，由水嘴尺寸影響的過流損失直接影響嘴前壓力。

現對壓力變化和流量變化進行對比分析。

水嘴尺寸固定時，嘴損函數便可計算出。

將兩式合并得到

在將壓力數值合并得到

假設pwf不變，隨著注入時間的延長，pi會變大，水嘴直徑越小，水量變化越小；水嘴直徑越大，水量變化越大。這種情況在注水現場就表現為小水嘴壓力波動不大，注水量相對穩定。

水嘴尺寸越小，通過水嘴壓力損失越大。地層參數是固定的，要想注入相同的水即嘴后壓力是相同的。層段流壓是過流損失與地層滲流之和，這樣造成水嘴尺寸越小，層段流壓也就越大。

4 結論

堵塞器過流損失是壓力與流量的二次項關系，堵塞器過流損失是細長管流動特性與薄壁小孔流動特性的函數關系。小尺寸水嘴組合形成的壓力補償，更好地保持了注入量，更容易使注水井穩定時間更長。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.017