油田分层注水技术讲座

2007.5 2010.6 2019.8 2025.3 2042.1
2043.5 2049.6 2062.3
阀座 Y341-114封隔器 2030
Y341-114封隔器 2047 定压阀
Y341-114封隔器 2047
筛管 2062
丝堵 2065
Baidu Nhomakorabea29
S3上4，1号层3.1/1 S3上4，4号层5.5/1
2020/12/8
8
油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术
2020/12/8
9
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
一、概要 二、剖面 三、三大矛盾
阀座 Y341-114封隔器 2030
Y341-114封隔器 2047 定压阀
Y341-114封隔器 2047
筛管 2062
丝堵 2065
31
注水井的试注与投注
现场试验情况
XH5-114测试录取的分层启动压力资料
序 号
注水层位
1
S3上4 1
2
S3上4 4
3
S3中1 5
4
S3中16.7.8.9.10 S3中2 11.12.13
分层测试管柱
35 注水压力
30
15.78
38.14
103.97
25 9.41 13.38
43.52
75.17
20 15
22.25 18.6
131.68.692612.33.33267.53
16.7
23.54 32.42
58.56
80.64
47.46 54.95 71.46 层间启动压力相
125.70
岩性变压的层内矛盾 18
三大矛盾
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
这三大矛盾，使所有注水开发的油田都是躲不过绕不开的问题。因此，地质家和工程师都在忙此事。 解决这三大矛盾的关键是：就如何改善出油剖面和调整吸水剖面，以达到稳产、增产、提高采收率的目 的。
因此在注水井中，对各油层要进行分层定量注水，即分层注水；对完不成配注的个别层要进行分层 改造（压裂或酸化）；对特高渗透层除实行分层配注手段外，还要进行单独注调剖剂，限制水的推进进 度，同时达到提高存水率和扩大波及体积的目的。
2020/12/8
采油井产液剖面图 14
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
一、概要 二、剖面 三、三大矛盾
2020/12/8
15
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾—
层间矛盾
层与层之间由于渗透率差异达几百上千倍，注水后，各层受效时间、地层压力、产油速度、含水率都 不一样。
2020/12/8
测试层段 2007.5-2010.6 2019.8-2025.8 2042.1-2043.5 2049.6-2084.2
厚度/ 层数 3.1/1 5.5/1 1.4/1
13.8/8
分层测试管柱
启动压力(MPa) 22.25 12.7 18.68 16.79
2020/12/8
32
注水井的试注与投注 XH5-114井分层启动压力测试结果
2020/12/8
20
注水井的试注与投注
一、排液 二、洗井 三、试注
2020/12/8
21
排液
注水井的试注与投注
排液的目的 一是排出钻井、完井过程中对地层伤害和堵塞物； 二是使井底的油层附近造成低压区，为注水创造条件。 排液要求 一是排液强度以不伤害油层孔隙结构为原则，含砂≦0.2%； 二是排液体积，一般排液界限为2倍井筒容积再加上10倍的地层伤害体积，计算公式：
筛管 2062
丝堵 2065
30
S3上4，1号层3.1/1 S3上4，4号层5.5/1
S3中1，5号层1.4/1
S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3
2020/12/8
2007.5 2010.6 2019.8 2025.3 2042.1 2043.5 2049.6 2062.3
2020/12/8
注水井吸水剖面图 13
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
剖面—
采油井的出油剖面（也叫产液剖面）
在一口油井中，同时合采多个油层，由于各层的油 层物性不同（即渗透率不同，油层压力不同，含油饱和 度不同，水推进的速度不同等）因此储油层的采油采液 强度不同，含水高低也不同。这就构成了油井的出油或 产液剖面。
2
油田注水开发概述
油田为什么要注水开发？ 注水开发油田是前苏联二十世纪三十年代实施的一种开发模式，以美国为代表的西方国 家一般不搞注水开发。这是两种油田开发思路。
2020/12/8
3
油田注水开发概述
--不注水开发油田思路--
1. 是枯竭式的畧夺式的开采，也就是单靠地层的原始能量（地层压力）进行一次采油。这种方式只 能采出地质储量的5%－15%，大部分可采储量残留在地下，造成资源浪费。
2、起出井内管柱，按地质方案要求下入分层测试管柱，并座好井口。（后面介绍分层测试管柱）
3、洗井，用泵站供给的高压合格水进行反洗井，洗井排量由 小到大，即15m3/h、20m3/h、30m3/h，三个排量都要到达 水质进出口一致为洗井合格。
2020/12/8
24
注水井的试注与投注 (１) 分层启动压力测试重要性
2020/12/8
6
注水开发油田思路
油田注水开发概述
2. 注水开发也是有效利用水驱油的作用，长时间注水后，岩石孔隙表面的原油不断被水带走，致使岩 石呈白色，说明注水起到了有效的驱油作用。 3. 从能量平衡出发，采油工程也需要补充能量。有边水底水的油藏，在自喷开采阶段，随含水上升， 井筒内液柱密度不断增大，流压上升，要保持一定的生产压差，就必须提高地层的压力，所以靠注水 提高压力是经济有效的。当油井停喷后常使用人工举升的办法，降低生产流压，放大生产压差，使产 液量不断得到提升，以此保持原油产量的稳定。
1. 注水是对油田开发能量的补充 油田投入生产以后，油田地层能量（地层压力）随之下降，为使地层压力保持在饱和压力附近，为保持 油井的旺盛生产能力，需要注水补充地层能量。若不及时补充能量，靠原始地层弹性能量，溶解气能量、 边底水能量、气顶能量以及重力能量等进行一次采油，待地层压力降到饱和压力以下时候，溶解在原油 中的天然气就从原油中析出来，使原油的粘度急剧增加，流动性变差，使85%的原油留在了油层，大大 地降低了采收率。
10 12.7
差最高9.55MPa
5
S3上4的1号小层
S3中1的6.7.8.9.10小层
S3中1的5号小层 0
S3上4的4号小层
注水量
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
2020/12/8
33
ＸＨ５-１１４吸水剖面
注水井的试注与投注
分层测试管柱
油层数据
2020/12/8
10
概要
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
本部分主要解决为什么对注水井实施分层分注、分层调剖、分层增注的问题。 对于注水井实施分注、调剖、增注都是为了改善注水井的吸水剖面，解决注水后，油田出现的三 大矛盾，即：层间、层内及平面，以此达到以下几个目的。
➢控制各层水线的推进速度 ➢控制受效油井的含水上升速度 ➢提高油层的存水率 ➢改善水井的吸水剖面和出油剖面
2020/12/8
11
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
一、概要 二、剖面 三、三大矛盾
2020/12/8
12
剖面— 注水井的吸水剖面
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
在一口注水井中，同时在井口注水压力下， 对多个油层注水，由于各油层的物性不同， 因此各油层的吸水量也不同。这就构成了注 水井的吸水剖面。
V HπR2
2020/12/8
V 式中
——伤害体积，m3；
H ——地层有效厚度，m；
R ——伤害半径，m；（0.5m－1.5m） ——地层孔隙度，%；
22
注水井的试注与投注
一、排液 二、洗井 三、试注
2020/12/8
23
洗井
注水井的试注与投注
1、首先下入带有筛管和套管刮腊器的洗井管柱，边下边用密 度1－1.18的盐水反冲洗井内的死油和污垢，并落实人工井 底。
序解 号释
层
层位
射孔井段
厚度/ 层数
号
1 1 S3 上 4 2007.5-2010.6 3.1/1
2 4 S3 上 4 2019.8-2025.3 5.5/1
① 能真实认识各层吸水能力
分层测试管柱
多年来，跨层系开发、合注、笼统措施，使分层监测不到位，搅乱了层系之间的压力系统； 地质分析困难，认识不清，控制层分开后，反而不吸水；带来分层很大的盲目性,造成后期返工、 反复调配工作量大。
② 可以确定最高注水压力界限 ③ 为管柱合理配置(锚定)提供依据 ④ 减少大量的后期调配工作量 ⑤为注水系统地面建设提供设计依据
为解决三大矛盾，也要同时在油井上采取分层堵水、分层压裂、分层酸化、分层采油等技术措施。
2020/12/8
19
油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术
2020/12/8
7
总结
油田注水开发概述
由于注水开发能补充地层能量，使油井保持旺盛的生产能力，使采收率可以提高10%－25%，加之 注聚的三次采油工艺，最终采收率可以达到50%－65%，比依靠自然能量一次开采的采收率提高 45%－55%。因此我国和俄罗斯等国家的油田，95%都采用注水方式开发。我国现有采油井约18万 口，注水井6万口，但由于油田陆续进入三高开发阶段，细分注水工艺的实施迫在眉睫。另外不少公 司在美国，加拿大买断了一批枯竭油田，通过注水补充能量，单井产量可达到3－10t/d，取得了可观 的经济效益。非洲的乍得和苏丹等国家的油田，一开始就搞注水开发方案，这充分说明注水开发油田 模式已被人们认可。
2020/12/8
25
(２) 管柱结构
封隔器 定泄压阀 阀座 筛管 丝堵
注水井的试注与投注
分层测试管柱
2020/12/8
26
(３) 工作原理
注水井的试注与投注
分层测试管柱
管柱到位后首先打压使封隔器坐封，然后继续打压将最下面一级定压阀打掉，其余定压阀均 处于密封状态，实现最下一个层段资料的录取，待最下一级资料录取完毕后，从井口投球实现 上一层段资料的录取，依次类推逐步实现上部各层段资料的录取。
S3中1，5号层1.4/1
S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3
2020/12/8
2007.5 2010.6 2019.8 2025.3 2042.1
2043.5 2049.6 2062.3
阀座 Y341-114封隔器 2030
Y341-114封隔器 2047 定压阀
Y341-114封隔器 2047
16
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾—
平面矛盾
一口注水井要对应两口以上的油井注水，由于沉积相的影响，各油井受效情况差异很大。
2020/12/8
17
注水井分层注水、分层调剖和分层增注
三大矛盾—
层内矛盾
在同一油层内，由于油层的非均匀质存在，影响该层的注水采收率。
大厚油层层内矛盾
2020/12/8
油田分层注水技术讲座
第一部分 油田注水开发概述 第二部分 注水井分层注水、分层调剖和分层增注 第三部分 注水井的试注与投注 第四部分 分层注水工具及管柱 第五部分 分层配水技术 第六部分 注水水质及防膨技术
2020/12/8
1
油田注水开发概述
一、不注水开发油田思路 二、注水开发油田的思路
2020/12/8
2. 西方国家认为，注水开发成本太高。要增加水源工程、水处理工程、分注分采工程、加热脱水工程、 污水回注工程等，这就带来了一系列油田生产难度，使原油生产成本不断升高。
2020/12/8
4
油田注水开发概述
一、不注水开发油田思路 二、注水开发油田的思路
2020/12/8
5
注水开发油田思路
油田注水开发概述
阀座 Y341-114封隔器 2030
Y341-114封隔器 2047
定压阀
Y341-114封隔器 2047
筛管 2062
丝堵 2065
28
S3上4，1号层3.1/1
S3上4，4号层5.5/1
S3中1，5号层1.4/1 S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3
2020/12/8
2020/12/8
27
S3上4，1号层3.1/1 S3上4，4号层5.5/1 S3中1，5号层1.4/1 S3中1，6-10号层9.3/5 S3中2，11-13号层4.5/3
2020/12/8
2007.5 2010.6 2019.8 2025.3 2042.1 2043.5 2049.6 2062.3