高含水率斷塊油田同井井下采油注水設計及應用

魏星（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西西安 710000）

高含水率斷塊油田同井井下采油注水設計及應用

魏星（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西西安 710000）

油田開采深度的增加使老油田相繼進入到水多油少的深開采階段，傳統的開采技術和分離技術生產效率低，對環境污染嚴重，應對其進行優化改進。本文將對高含水率斷塊油田同井井下采油注水技術及設備進行相關設計，通過實際驗證，改進后的分離設備達到了預期的效果。

高含水率；斷塊油田；離心力分離；重力分離

隨著社會的不斷進步，企業發展、人們生活對于石油的需求量不斷增大，現有油田相繼進入水多油少的深度開采階段，注水驅油技術就成為各個油田生產中常用的技術之一。高含水率油田邊緣的斷塊型油田注水困難，直接影響了油田的開采量，如何解決高含水率斷塊油田的采油注水工作是油田企業面臨的緊迫任務。

1 高含水油田開采問題及解決

1.1 高含水油田開采面臨的問題

隨著各大油田開采量的不斷增加，老油田開采逐漸進入了水多油少的開采階段，只能借助注水技術對井下油進行驅動。在利用注水技術時，邊緣斷塊部分注水效果較差，嚴重影響了油田企業的生成量。為提高產量，增加邊緣斷塊部分出油量，需要采取地上排水措施，這就增加了石油企業的建設成本、安全隱患以及環境污染，極大的限制了油田企業的發展。

1.2 問題解決對策

為解決原有老油田油水分離難、地上分離技術成本過高，環境污染嚴重等問題，可采用同井井下采油注水技術，利用該技術不僅可減少井內到地面的水量，大大降低舉升石油過程中消耗的電能，還能減少大量地面建筑設施的建設和水體處理，節約了占地面積，避免注入水二次污染問題，有利于油田企業生產成本的節約。

2 高含水率斷塊油田同井井下采油注水設計

2.1 設計原理

同井井下采油注水設計原理是將油水混合物注入分離設備中，混合物在水的作用下進行旋轉流動，高速旋轉的油水混合物在離心力或重力作用下分離，密度較小的石油從分離器上口流出，而密度較大的水分則從分離器下口排除。排出后的油份被舉升到地面接收裝置中；而排出的水分則直接注入到地下另一處理層，減少了污染水的排放。以下將對離心作用和重力作用下的注水設計進行分類討論。

2.2 離心力分離設計

本次設計是對原有水力旋流分離器結構的優化，優化目的是提升石油的質量和產量，優化手段是利用增加分離次數。新設計的井下水力旋流分離器的結構包括兩個串聯連接的組成部分，第一級為雙錐結構，功能是對油水進行粗處理。油水混合物中容易分離的水份在第一級將被分離出來，然后進入第二級的精處理器中，該處理器為單錐結構，主要對難以分離的油水混合物進行再次分離，以提升石油的質量和產量。

2.3 重力分離設計

重力分離器是應用較為普遍的工藝設備之一，其典型代表是有桿泵和井筒重力分降分離系統，主要是根據水分、石油的密度差，使油水在油套環形空間中分離，密度較大的水分位于下部，被注入水層中；密度較小的石油浮于上層被舉升到地面的石油收集裝置中。重力分離的形式有兩種，一種是雙作用泵井下油水分離系統，另一種是串聯泵井下油水分離系統。前者是由一臺泵提供舉升能量和注入能量，比較適合于回注壓力較低的油井；雙作用泵分離系統的缺點是上下柱塞面積差的存在會使下行阻力增加。后者在上下泵之間增加了連桿密封裝置，提高了設備的獨立性，也消除了雙作用泵系統由于上下柱塞面積差異性引發的附加阻力，有助于提升注入壓力；串聯泵井下油水分離系統存在的主要缺點是增加上行的懸點荷載。

新型的重力油水分離器結構由與分離部分和整流部分組成，外壁呈敞開形式，降低了加工和清洗的難度；外壁部分包括入口預分離段、整流段和沉降分離段，待分離的油水混合物從底部進去，耙型分液器的預分離作用明顯，相對于傳統重力油水分離器提高了石油的產量和質量。

3 同井井下采油注水設計應用

以A油田為例，該油田采用改進后水力旋流分離器實施同井井下采油注水作業，得到了明顯的改進。在地層產液量不變的情況下，利用新型的分離器分離油水混合物后，地面產油總量基本不變，但所得石油中含水率由原來的98%下降至93%，提升了石油的質量；而地面產水量比原來下降了67%，減少了污染水體的排放，減輕了對企業成本和環境的負擔，達到了預期的改進效果。

A油田使用改進后的重力油水分離器時，油水分離相對于傳統分離器有了明顯提升，而且對設備的清洗效率也得到了極大的提升，減少了設備的養護成本。

4 結語

我國經濟發展的速度不斷加快，對石油的需求量也極速上升，石油企業應通過提高石油開采技術來增加產量。在對高含水率斷塊油田進行開采時，傳統的開采技術難以達到良好的效果，對油水分離設備進行改進后，可提升石油的產量和質量，并能減少其他一系列的生產成本和維護成本，這對于石油企業的發展是極為有利的。

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［3］張威.解析高含水率斷塊油田同井井下采油注水設計及應用［J］.中國石油和化工標準與質量，2013，08：149.