采油工程分層注水工藝應用探討

■麻 虎 ■長慶油田分公司第三采油廠，陜西 西安 750006

1 油田分層注水技術

從注水井的角度來分析，在相同壓力體系下，要進行混合注水，這樣會存在一些層段面處就會有大量的水進入，而另一些層段進水量會相對較少，甚至根本沒有水進入層段，如果是這樣的話，就不能使水將油驅替出來，這就意味著，開采原油的效率會大大降低。油田的分層注水技術就在這種矛盾的條件下產生并不斷發展起來的。分層注水的原理就是在注水井下入封隔器，先把油層部分差異較大的層分散開來，然后再使用配水器進行逐步地分層注水，使高滲層注水量得到控制，中低滲透率油層注水量得到加強，使各類油層都能發揮作用。經過時間的流逝，為了使油田能夠更大規模、更合理的開采目標，也為了提高水驅油田總體的開發效果，應重點加強中、低滲透層注水。其實在發展分層注水技術中，實現多油層有效注水，是高含水后期、特高含水期逐步提高水驅采收率的主要發展方向之一。

2 分層注水的主要形式

2.1 偏心投撈分注工藝的介紹

根據現階段的該工藝的發展情形來看，適合該工藝的主要有兩種:擴張式封隔器偏心分注管柱和壓縮式封隔器偏心分注管柱。

首先來介紹一下擴張式封隔器偏心分注管柱。擴張式封隔器主要是應用K344 擴張式封隔器，其主要是通過控制油差和套壓差來達到封隔器坐封的效果，當油套壓超過0.7MPa 時，封隔器膠筒就會膨脹，來封隔上下兩個注水層，用鋼絲投撈偏心配水器的堵塞器更換水嘴來實現各層的調配注。如果需要洗井，那么就要求油套壓力達到平衡，其次要求膠筒收縮，這樣就能起到使洗井液在環形空間內可循環洗井的效果。大慶油田在運用分層注水技術的基礎上研發出來了K344 擴張式封隔器，其中偏心投撈分注工藝的關鍵部件就是K344 擴張式封隔器，其主要是通過控制油差和套壓差來達到封隔器坐封的效果，來實現提高注水率的效果。現在在實際分層注水工程中發揮著巨大的作用，也大大提升了我國原油的開采率，為我國的原油開采作出了巨大的貢獻。

我們再來說說壓縮式封隔器偏心分注管柱。液壓坐封封隔器是該工藝主要關鍵部件，其主要應用原理是，將注水層的上下分開，然后用水力卡瓦當作支點，上提管柱解封，通過使鋼絲投撈堵塞器更換水嘴來起到分層調配注水的作用。壓縮式不同于擴張式這兩種封隔器偏心分注管柱，所使的關鍵部件也不同，壓縮式封隔器的作用原理就是形成上下兩層注水層，使之在地層間循環，這樣就能提高注水率，提升封隔的效果。偏心投撈分注的優點有:(1)分注層不限，可單獨調配任意層;(2)內通徑一致，便于測試、驗封;(3)阻塞器投撈測試成功率高;(4)內通徑大、大小一致，有利于吸水剖面測試儀通過。偏心投撈分注的缺點有:(1)投撈測試需要配水器間距不大于8 米，不適應多個薄夾層細分;(2)斜井投撈測試成功率低。經過分析，偏心投撈分注對開采原油方面做出了巨大貢獻，但與此同時，其自身還有不足，需要研究團隊在日后的生產，科研時逐步改善。

2.2 同心集成分注工藝

同心集成分注的主要器件為:射流洗井器、60Y341 套管保護封隔器、內徑φ55 配水Y341 封隔器、內徑φ52 配水Y341 封隔器、球座。其同心集成式分注工藝的基本工作原理是:同心集成式分注工藝的關注結構主要采用了射流洗井器加套管保護封隔器的結構，在分層注水中有著優異的效果。同心集成式細分注水管柱最上一級φ60 封隔器起套管保護作用;第二級是4tφ55 配水封隔器的中心管作為41φ55 配水器的工作筒，封隔膠筒的上下分別與注水通道與地層連通;第三級封隔器是起分隔作用的Y341 -114 封隔器;第四級φ52 配水器封隔器工作原理與φ55 配水封隔器相同，只是內徑存在差異。通過系統地分析同心集成式分注工藝我們得到了一些發現，那就是該方法的分層注水是通過應用分級注水和分級封隔來實現的，這樣就能使分層注水在整體上都有一個良好的效果。當然注水分封隔器無疑是同心集成式分注工藝中至關重要的器件，這樣的話，我們在對封隔器要有一個全面、系統的認識，不管是它的外徑、長度、內經、坐封壓力、工作壓力還是工作的環境溫度，都要詳細的了解，通過了解這些的科學參數，我們就會使分層注水有一個事半功倍的效果，從而提高注水效率。

2.3 地面分注工藝

就現階段的地面分注工藝的情形來看，地面分注工藝主要分為兩種形式:其一是地面兩段分注工藝流程?，另一種則是地面三段段分注工藝流程?。其中地面兩段分注工藝流程的基本工作原理為:由上、中、下三路通水孔組成的配水器，其中上部的通水孔是連接油管的，下部的通水孔來連接的是注水管，而中部的通水孔是與通往油套環空的部位連接，通過這三個通水孔的協調作用來達到兩段控制注水的效果。當然我們也可以采取另一種方法來實現控制注水，那就是在地面分水器的出口安裝一個恒定量配水器，這樣就可以使注水步驟達到自動的控制，這樣就實現了初步的自動化。我們通過控制井口閥門以及電子流量計來實現控制隔層之間的注水量，這種辦法既經濟又方便，適合很多的大中小采油工程。

地面三段段分注工藝流程的基本工作原理:該工藝需要三套恒定配水器，而這三套分別安裝在不同部位的注水的水管線上，其中三套配水器的入口分別與注水管匯連接，配水器的出口則分別與水井的三個入水口相連。其中上段通過油套環空注水，而中段通過油桿環空注水，然后下段通過空心桿注水，最后各層實際注水量通過地面進口的閥門及流量計調控，從而達到二級三段分層注水的目的。當然我們要根據油田生產的實際情況，以及油田的地理分布情況來選擇科學的地面分注，這樣才能達到最佳的效果，發揮地面分注工藝的優點，避免其缺點，充分發揮其該有的作用，從而提高分層注水的效果，滿足油井注水的需求。根據地面分注工藝的原理，我們應該對地面分層注水工藝有一個全新的、正確的認識，積極采用該方法，來提高我國原油的開采率。

3 結束語

通過本文的簡單介紹以及工藝應用的探討我們可知，我們應該根據油井的實際情況，來科學、合理地選擇哪種注水工藝，從而達到提高原油的產率。同時我們還應該了解到水驅油工藝技術中關鍵部分就是分層注水工藝，也是保證水驅油技術取得良好效果的關鍵點，同樣也是提高原油產率的重要技術。通過這樣的剖析，我們就會對采油工程分層注水工藝有一個整體、詳細地了解，正確應用偏心投撈分注、同心集成式分注、地面分注工藝這三個工藝，為我國在開采原油方面，貢獻一份力量。

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