國內外油田采油注水技術發展現狀分析

摘 要：注水技術是提高和改善油田開發效果的主要途徑。為了順利開采，近些年油田注水技術迅速發展起來，由早期的籠統注水、偏心注水、同心注水等發展到現階段的分層注水，注水工藝始終主導著國內的石油開發進程。本文對目前國內外的注水技術進行了全面闡述和分析，為自動化、一體化和智能化注水開采技術的研發提供理論依據。

關鍵詞：注水技術;發展現狀

最近幾年，中國的注水開采技術日趨成熟，但由于近年來的管理和投入上不受重視，注水油田開發的矛盾日益凸顯。主要表現為：部分油田含水和自然遞減率上升，分灌注度和細分程度低，分層試驗周期長，水驅開發油田采收率較低，井下管柱腐蝕，破損嚴重，注入水質二次污染嚴重等。

一些傳統油田在進入特高含水期后，與生產直接的關系較為復雜，會出現如：測試周期長、人工操作繁瑣、工作效率低等問題。在這個階段，注水精度和合格率低下的缺點被進一步擴大，不能再滿足采礦需求，并且非智能化和自動化的注水技術和配水裝置使得我國油田開采這一領域的發展停滯不前，急需突破和創新。

油田開采技術的智能化領域，相比國際研發技術，我國一直存在差距，這是基礎設施建設上投入較少，也是我國研發學者在這方面探究的不夠極致，具體體現在測試效率低下，測試工期長，注水精度差，并且無法實現真正的自動化操作，以及實時分析自動決策控制能力不足，現場施工時人工操作繁瑣和安裝困難。

自1954年玉門老君廟油田在L層邊部MN27井成功實現油田注水起，國內注水技術開始發展，籠統注水是最早使用的注水方式，能夠使得油層在各注水層出現不同的情況，因而開展采油工作將簡單得多。分層注水技術在國內油田的應用已經有幾十年，在大慶油田、勝利油田等大規模油田的分層注水技術中的細分技術以及規模已經達到了國際領先的水平，為我國的油田各個時期的生產提供了技術保障。

然而由于其利用率和出油量低下，甚至在某些油層出現早見水不出油等情況，籠統注水已不能滿足現階段油田開采需求，可以看出不同的油層在相同的壓力下進行注水，在吸水能力強的地層會注入更多的水，而需要水供給的油層卻吸水能力較差的注水層難以得到供水。形成注入水錐進，中低滲透油層因嚴重受到其它層段的影響，利用率，出油少甚至不出油，而有些油層會出現過早見水現象。20世紀60年代，固定式分層配水技術和活動式分層配水技術相繼發展起來。20 世紀70年代，隨著油田開發面積不斷擴大，注水井數增加，固定式分層注水工藝的調配變得愈加困難，油田分層注水合格率也隨之下降。六十年代會戰初期，針對注水出現的三大矛盾，研究應用了475-8水力壓差式封隔器、745-4固定式配水器及配套的驗封、分層測試為主要內容的分層注水工藝，形成了一套以固定式配水器為主的分層定量注水工藝。可多級使用，在各層段分別下入745型固定配水器，根據具體情況調節啟動壓力或采用配水嘴來實現同井單管分層定量注水。475-8水力壓差式封隔器其結構原理為：在油管內增壓，使油管內外產生壓差達 0.5MPa時，封隔器膠筒向外擴張，將油、套管環形空間上下隔開，達到分層的目的;745-4固定式配水器與水力壓差封隔器配套使用，由彈簧調節啟開壓差為0.7MPa，當油管內增壓達到啟開壓差時，彈簧被壓縮，使凡爾離開凡爾座，配水嘴尺寸根據定量配水方案而定，更換水嘴需起管柱。

七十年代，開發面積不斷擴大，注水井數增加，以475-8封隔器為主體、配套745-4和745-5固定式配水器的固定式分層注水工藝調配困難，油田分層注水合格率下降到 40%左右。于此同時，研發了665 偏心配水器，其目的是為了將降低的注水合格率體上來，該工藝由偏心配水器工作筒和配水堵塞器組成，與封隔器配套使用。工作筒主體上有一直徑20mm 的偏孔，用來坐入配水堵塞器。主體中心為46mm 的投撈、測試通道，導向槽對準扶正體偏槽和偏孔，實現投撈導向。此工藝首次實現鋼絲投撈，調配效率大幅度提高，保證合格注水，其偏心配水器工作筒及其工具。

20世紀80年代，采礦多年已導致中國油田含水量進入中期水平，長期注水對地下水柱產生腐蝕，磨損等影響，導致套管變形，缺陷和泄漏。油田的注水和生產系統已被破壞，導致含水率降低，采礦效率無法令人滿意。隨著小直徑偏心配水器和壓差式封隔器的出現，實現了油田的分層細分。此后十年，也是注水技術發展迅猛得十年，諸多新型注水配水技術被相繼提出，并投入使用。21 世紀初期，以橋式偏心分層注水和高效測調聯動分層注水配套技術為代表的分層注水技術迎來了高速發展時期，各種分層注水技術相繼投入使用，國內油田的分層注水及配套測調技術在這一時期的大致分類，都有效地解決了對應開采矛盾。

國內對智能井技術的研究尚未開始。其技術與現場應用僅僅是智能完井的一個子系統，這將導致現有的注水工藝仍然存在智能化水平較低和測調效率低，無法實現注水井的實時監測與控制。智能完井的核心是完井階段，在生產井內安裝永久的壓力、溫流、流量監控設備，能夠對錄取的監控數據進行綜合分析，通過流量控制設備在地面對油層流出、流入的液流進行控制，從而優化油藏開發方案，提高油藏開發效果和采收率。在應用程序方面，它只是引入智能完成的技術的一部分。關鍵技術是通過測量一系列的參數信息，加以分析和操作，整理處一套完備的注水和測量方法。流量控制裝置可以排出接地層和進入的液體流。與國外油田相比，國內油田受生產要求和客觀條件的限制。從油田開發的最初階段開始，我們必須關注分層注水技術和配套技術。經過60年來的研發，在所有的油田工程式和技術人員的共同努力下，達到了很高的標準，為穩定生產提供了有效的技術支持，并在不同階段提高了產量，取得了顯著成效。大多數核心技術都處于國際舞臺的前沿。

目前國外注水系統高速發展，至今為止，已達到最先進的智能完井技術里的分層注水技術，并將智能開采技術作為研發重點。注水過程中的管理和監管技術也在不斷發展，從最初的利用電機控制開關到現在的連續性閉環控制，大大提高了注水的效率和合格率。近年來，隨著數字化油田建設的不斷深入，國外油田在注水井的工藝手段、以及管理監控技術取得了新的進展，數據采集、監測和調配的自動化程度更高。注水管理的過程中更具信息化和智能化。

隨著石油開采難度的增加，世界的注水技術在不斷發展，國外注水量的控制已經發展的越來越精細。從電動開關控制的開始到電流連續性控制，有效地改善了注水效率。近年來，隨著電子技術，材料和工藝的發展，國外智能完井技術已經開始實現。現國外最先進的注水技術是智能完井技術里的分層注水技術。其技術指標有兩個，第一個是實時動態監測井下數據，另一方面是控制個注水層段的注水量也就是調節井下水嘴的開度。其中油田動態公司是屬于殼牌和哈里頓下屬分公司組成的合資油田產品公司，其提供油田一系列產品和服務，在閥門控制中包括水利控制閥和無級控制閥等，在數據檢測產品方面包括井下數據采集和流量管理系統等。現今，殼牌公司已經具有智能完井技術并且已經作為常規手段，所有的生產井都有井下壓力以及井下的溫度檢測設備，對井進行實時的監測和生產控制。

參考文獻：

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作者簡介：

俞航（1987- ），女，漢族，黑龍江大慶人，本科學歷，大慶職業學院化工工程系學生管理干事，研究方向：石油工程，油水井生產與維護。