分层注水工艺现状及发展趋势-采油院

分层注水工艺现状及发展趋势

注水工艺研究所：李世文（胜利油田）

一、国外分层注水工艺现状

二、国内分层注水工艺现状

三、胜利油田分层注水工艺现状及技术进展

四、分层注水工艺技术下步攻关方向

注水作为油田稳产增产的重要措施之一，在油田开发中的地位越来越重要。胜利油田分公司目前投入开发油田59个，其中注水开发油田54个（657个开发单元），水驱动用地质储量27.93×108吨，占分公司动用储量的84.4%，胜利油田总注水井数6528口，配注水量67.34×104m3/d，开井4923口，配注水量58.68×104m3/d，开井率75.4%，日注水量55×104m3/d，。方案分注井2743口（其中792口井因套管原因不能分注），配注32.93×104m3/d，在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，分层注水技术的研究开发和应用越来越受到重视。

一、国外分层注水工艺现状

国外的注入水水质处理工艺较为先进，注入水基本上不堵塞地层，洗井解堵周期比较长，注水过程中没有不动管柱洗井的要求，因此注水封隔器没有洗井通道，结构简单，减少了烦琐的定期洗井工序，大大延长了管柱的使用寿命。分层注水工艺相对简单，主要是分层注水完井工艺，配水主要采用井口流量调节器和井下流量调节器进行定量配水，一般不需要进行井下流量测试，不配套专门的井下流量测试技术，管柱寿命可达3年以上。

1、分层注水管柱

按照井下管柱数量与，国外分层注水工艺管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注

水工艺管柱。

1)单管注水工艺管柱

单管注水工艺管柱多为支撑式结构，管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。封隔器用于分层和锚定管柱，能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响，密封压力较高，工作寿命较长。伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方，用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化，改善封隔器的受力条件，因而管柱的寿命较长。

2)多管注水工艺管柱

多管注水工艺管柱按其相对位置来分，又分为同心管注水完井工艺管柱、平行管注水完井工艺管柱和混合分注完井工艺管柱。其优点是测试及调配简单，可以在地面控制各层的注入水量及注入压力，且易实现分质分压注水。但其管柱结构复杂，完井成本高，施工操作难度大，因而很少应用。

2、分层注水工具

1）分层封隔器

国外的可取式注水封隔器耐温可达150℃，耐压50MPa，工作寿命达3年以上。由于没有不动管柱洗井的要求，封隔器上没有设计洗井通道，结构比较简单，管柱能有效防止地层反吐，因而其寿命较长，可适用于深井和高压注水井，基本上能够满足各类油藏分层注水开发的需要。国外分层注水封隔器大致可分为以下几类。

（1）卡瓦式张力封隔器；国外因为注水水质较好，注入水对管柱的腐蚀较小，一般多采用卡瓦封隔器，它既可以实现分层，又能起到锚定注水管柱，消除管柱的蠕动，延长管柱的工作寿命，既可以单独使用，也可与串联封隔器配套应用，因而，应用较广。

(2)串联张力封隔器；该封隔器用于单管注水，作为上封隔器使用，但不能单独使用，需要于其它封隔器（如卡瓦式张力封隔器等）串联使用。

（3）双管张力封隔器；它是双管可回收的张力封隔器，一般用于多管注水的分层注水封隔器。能控制大量的注入液。

2）配水工具

国外的分层注水大都采用井下流量调节器来完成配注，井下流量调节器采用调速阀原理，利用注水时孔板节流压差的变化调节注入孔的大小，在孔板一定的条件下，

流量基本恒定，不随压力的变化而变化。为了满足测试调配的需要，大部分井下流量调节器都是可取式的，须进行调配时，利用钢丝投捞将流量调节器取出，根据配注需要在地面更换孔板后再将流量调节器投送至目的层，即可达到调配的目的。

由于国外的配水工具控制的流量恒定，不随注水压力变化，不需进行井下流量测试，因此没有专门的注水井井下流量测试工艺，国外的注水井测试主要是指吸水剖面的测试。当需要掌握各层吸水状况时，利用同位素示踪剂的方法测出各层的相对吸水量。

二、国内分层注水工艺现状

国内的分层注水工艺主要由分层注水工艺管柱及分层测试、调配工艺

1、分层注水工艺管柱

国内的注水管柱主要由封隔器、配水器和其它配套工具组成。按照受力状态，可分为悬挂式分层注水管柱和锚定支撑式分层注水管柱。国内的注水管柱大多数采用了悬挂式结构，根据配水器的不同，主要可分为空心注水管柱和偏心注水管柱，一般分注2－3层。其中，空心注水管柱最多可分注5层，偏心注水管柱理论上讲最多可分注8层。近几年，随着对管柱蠕动危害认识的提高，为适应油田开发状况发展的需要，提高注水效果，降低生产成本和延长管柱的工作寿命，各油田都开展了对管柱结构、锚定支撑技术和补偿技术的研究。研制出了具有锚定补偿功能的可适应不同类型油藏注水需要的多种注水管柱。其中较典型的有胜利的锚定补偿式长寿命分层注水管柱，机械分层防砂分层注水一体化管柱，中原的自调配水管柱；江苏的斜井分层注水管柱和江汉的锚定式注水管柱等。

国内的注水封隔器主要有Y341和K344两种类型。其中K344型封隔器是油田分层注水应用最早的注水井封隔器，它具有结构简单，使用方便之优点而应用较广。但它由于耐温低（90℃）、承压能力低（15MPa）、工作寿命短而被Y341型封隔器逐步替代。Y341型封隔器采用水利压缩封隔件坐封，坐封后锁紧使封隔件处于永久密封状态，即使在停住时封隔器仍处于密封状态。为方便于洗井工艺，封隔器上设计有洗井通道，可进行不动管柱反洗井，一般采用上提管柱的方式进行解封。近几年为改善注水封隔器的工作性能，适应深井高温高压注水的需要，国内各油田都在封隔器改进方面做了许多工作。其中胜利油田根据深井注水时注水管柱的工作特点，研制成功了下放管柱解封和旋转管柱解封的注水封隔器。另外还研制了带有密闭装置的新型扩张式封隔器。