采油工程5--注水详解
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返回地面；另一种是反洗，水从油套环形空间进井，从油管 返回地面。
(2.预处理) 预处理目的：为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投
注或油井转注前需进行防膨处理。
3.试注 试注目的：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动
压力和吸水指数等资料，根据要求注入量选定注入压力。
4. 正常注水
注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，再经 过配水就可以转为正常注水。
正常注水和旁通备用管汇 压力表和流量计
分类：配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种
3.注水井 主要作用：注入水从地面进入地层的通道 主要设施：井口装置和井下注水管柱
五、注水井投注程序
投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工
作。它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个 方面。
的情况下：
套管注水，井口压力取油管压力
二、影响吸水能力的因素
(1) 与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素 (2) 与水质有关的因素 (3) 组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀 (4) 注水井地层压力上升
产生堵塞的原因 (1) 铁的沉淀 氢氧化铁 硫化亚铁 (2) 碳酸盐沉淀 (3) 细菌堵塞 (4) 粘土膨胀
图5-2 压力式滤罐示意图
（3）杀菌(Disinfection)
常用 的杀 菌剂
氯及其化合物 如次氯酸、次氯酸盐等；
甲醛 既有杀菌又有防腐作用。
（4） 脱氧(Deoxidation)
除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。
脱氧 方法
化学脱氧法； 天然气逆流冲刷法（气提脱氧）； 真空脱氧法。
（5）曝晒(Aeration Treatment) 处理过饱和碳酸盐。
搅 拌 器
搅 拌 器
加药反应池
进口 出口排水
自清洗过滤器
斜板沉降池
溢 流 池
阀件
排
阀件
污
口
阀件
阀件
提升泵
出 口 排 污
（2）过滤(Filtration)
重力式滤池：滤池中的水
面与大气接触，利用滤池 与底部水管出口或水管相 连的清水池水位标高差进 行过滤。
压力滤罐：滤池完全密
封，水在一定压力下通过 滤池。
1. 2.
无机垢 有机垢
4. 细菌堵塞 4. 细菌
5. 反应含沉油淀量物；
6. 原油硫化物含量；
pH值；
矿化度。
三、注入水处理技术
（1）沉淀(Precipitation)
悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。
常 硫酸铝
用 的 硫酸铁
聚 三氯化铁
凝 剂
偏铝酸钠
图5-1 反应沉淀池结构示意图
加 药 池
三、改善吸水能力的措施
(1) 加强注水井日常管理
① 及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采 取措施，保证不把不合格的水注入油层；
② 按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保证地面管 线、储水设备和井内清洁；
③ 保证平稳注水，减少波动，以免破坏油层结构和防 止管壁上的腐蚀物污染水质和堵塞油层。
（6）除油
含油污水处理的措施。
污水回注的优点：
① 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力； ② 高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率； ③ 污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应注意的问题：
水质要达标！
四、注水系统
注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程， 包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间、注水 井和管网系统。
第五章 注 水 (Injection)
主要内容：
(1) 水源、水质及注水系统 (2) 注水井吸水能力分析 (3) 分层注水技术 (4) 注水指示曲线分析与应用 (5) 注水井调剖技术简介
第一节 水源、水质及注水系统
一、水源选择 水源选择要求：水量充足、水质稳定。
既要考虑到水质处理的工艺简便 又要满足油田的注水量设计指标
1.排液
① 清除油层内的堵塞物；
② 在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；
③ 采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的 能量损失，有利于注水井排拉成水线。
2.洗井 洗井目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，
避免油层被污物堵塞影响注水。
洗井方式：一种是正洗，水从油管进井，从油套环形空间
地面淡水水源
① 地面水源 海水水源
② 来自河床等冲积层水源
水源类型
③ 地层水水源
④ 油层采出水
二、水质要求
注水引起的油层损害主要类型：堵塞、腐蚀、结垢。
基本水质指标：机械杂质浓度、粒径、膜滤系数；
细菌含量（腐生菌、硫酸还原菌、铁菌）；
1. 2. 3.
粘 机土械铁膨杂离胀质子含量12..；溶CO解、氧CO2 微粒溶运解移氧含量3.；H2S
1.注水站 主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求
工艺流程：来水进站→计量→水质处理→储水灌→泵出 主要设施：储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用
高压泵组：给注入水增压 流量计：计量水量 分水器：将高压水分配给各配水间
2.配水间 主要作用： 用来调节、控制和计量各注水井的注水量 主要设施： 分水器
第二节 注水井吸水能力分析
一、注水井吸水能力
注
入
注水井指示曲线：
压 力
稳定流动条件下，注入压力与注水
(MPa)
量之间的关系曲线。
图5-7
吸水指数(injectivity index)：m3/(d·MPa)
注入量，m3/d 注水井指示曲线
单位注水压差下的日注水量。
吸水指数
=
日注水量 注水压差
日注水Fra Baidu bibliotek 注水井流压 - 注水井静压
(4) 粘土防膨
防膨剂
无机盐类 KCl、NH4Cl 有效期短
无机物表面活性剂 铁盐类 施工条件要求严，成本高，
有效期短
离子型表面活性剂 聚季胺 有效期长，成本较低，施
工容易
表示油层吸水能力的好坏
吸水指数
=
两种工作制度下日注水 相应两种工作制度下流
量之差 压之差
比吸水指数或每米吸水指数： 地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。 一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量。
视吸水指数： 日注水量除以井口压力
视吸水指数
=
日注水量 井口压力
在未进行分层注水 油管注水，井口压力取套管压力
(2) 压裂增注
普通压裂：吸水指数低、注水压力高的低渗地层和严
重污染地层
分层压裂：油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间
差异大
(3) 酸化增注 解除井底堵塞物； 提高中低渗透层的绝对渗透率
无机物堵塞 CaCO3、FeS、Fe(OH)3以及泥质等
盐酸或土酸处理
有机堵塞物 藻类和细菌 甲醛水溶液、盐酸或土酸处理
(2.预处理) 预处理目的：为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投
注或油井转注前需进行防膨处理。
3.试注 试注目的：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动
压力和吸水指数等资料，根据要求注入量选定注入压力。
4. 正常注水
注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，再经 过配水就可以转为正常注水。
正常注水和旁通备用管汇 压力表和流量计
分类：配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种
3.注水井 主要作用：注入水从地面进入地层的通道 主要设施：井口装置和井下注水管柱
五、注水井投注程序
投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工
作。它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个 方面。
的情况下：
套管注水，井口压力取油管压力
二、影响吸水能力的因素
(1) 与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素 (2) 与水质有关的因素 (3) 组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀 (4) 注水井地层压力上升
产生堵塞的原因 (1) 铁的沉淀 氢氧化铁 硫化亚铁 (2) 碳酸盐沉淀 (3) 细菌堵塞 (4) 粘土膨胀
图5-2 压力式滤罐示意图
（3）杀菌(Disinfection)
常用 的杀 菌剂
氯及其化合物 如次氯酸、次氯酸盐等；
甲醛 既有杀菌又有防腐作用。
（4） 脱氧(Deoxidation)
除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。
脱氧 方法
化学脱氧法； 天然气逆流冲刷法（气提脱氧）； 真空脱氧法。
（5）曝晒(Aeration Treatment) 处理过饱和碳酸盐。
搅 拌 器
搅 拌 器
加药反应池
进口 出口排水
自清洗过滤器
斜板沉降池
溢 流 池
阀件
排
阀件
污
口
阀件
阀件
提升泵
出 口 排 污
（2）过滤(Filtration)
重力式滤池：滤池中的水
面与大气接触，利用滤池 与底部水管出口或水管相 连的清水池水位标高差进 行过滤。
压力滤罐：滤池完全密
封，水在一定压力下通过 滤池。
1. 2.
无机垢 有机垢
4. 细菌堵塞 4. 细菌
5. 反应含沉油淀量物；
6. 原油硫化物含量；
pH值；
矿化度。
三、注入水处理技术
（1）沉淀(Precipitation)
悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。
常 硫酸铝
用 的 硫酸铁
聚 三氯化铁
凝 剂
偏铝酸钠
图5-1 反应沉淀池结构示意图
加 药 池
三、改善吸水能力的措施
(1) 加强注水井日常管理
① 及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采 取措施，保证不把不合格的水注入油层；
② 按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保证地面管 线、储水设备和井内清洁；
③ 保证平稳注水，减少波动，以免破坏油层结构和防 止管壁上的腐蚀物污染水质和堵塞油层。
（6）除油
含油污水处理的措施。
污水回注的优点：
① 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力； ② 高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率； ③ 污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
污水回注应注意的问题：
水质要达标！
四、注水系统
注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程， 包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间、注水 井和管网系统。
第五章 注 水 (Injection)
主要内容：
(1) 水源、水质及注水系统 (2) 注水井吸水能力分析 (3) 分层注水技术 (4) 注水指示曲线分析与应用 (5) 注水井调剖技术简介
第一节 水源、水质及注水系统
一、水源选择 水源选择要求：水量充足、水质稳定。
既要考虑到水质处理的工艺简便 又要满足油田的注水量设计指标
1.排液
① 清除油层内的堵塞物；
② 在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；
③ 采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的 能量损失，有利于注水井排拉成水线。
2.洗井 洗井目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，
避免油层被污物堵塞影响注水。
洗井方式：一种是正洗，水从油管进井，从油套环形空间
地面淡水水源
① 地面水源 海水水源
② 来自河床等冲积层水源
水源类型
③ 地层水水源
④ 油层采出水
二、水质要求
注水引起的油层损害主要类型：堵塞、腐蚀、结垢。
基本水质指标：机械杂质浓度、粒径、膜滤系数；
细菌含量（腐生菌、硫酸还原菌、铁菌）；
1. 2. 3.
粘 机土械铁膨杂离胀质子含量12..；溶CO解、氧CO2 微粒溶运解移氧含量3.；H2S
1.注水站 主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求
工艺流程：来水进站→计量→水质处理→储水灌→泵出 主要设施：储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用
高压泵组：给注入水增压 流量计：计量水量 分水器：将高压水分配给各配水间
2.配水间 主要作用： 用来调节、控制和计量各注水井的注水量 主要设施： 分水器
第二节 注水井吸水能力分析
一、注水井吸水能力
注
入
注水井指示曲线：
压 力
稳定流动条件下，注入压力与注水
(MPa)
量之间的关系曲线。
图5-7
吸水指数(injectivity index)：m3/(d·MPa)
注入量，m3/d 注水井指示曲线
单位注水压差下的日注水量。
吸水指数
=
日注水量 注水压差
日注水Fra Baidu bibliotek 注水井流压 - 注水井静压
(4) 粘土防膨
防膨剂
无机盐类 KCl、NH4Cl 有效期短
无机物表面活性剂 铁盐类 施工条件要求严，成本高，
有效期短
离子型表面活性剂 聚季胺 有效期长，成本较低，施
工容易
表示油层吸水能力的好坏
吸水指数
=
两种工作制度下日注水 相应两种工作制度下流
量之差 压之差
比吸水指数或每米吸水指数： 地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。 一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量。
视吸水指数： 日注水量除以井口压力
视吸水指数
=
日注水量 井口压力
在未进行分层注水 油管注水，井口压力取套管压力
(2) 压裂增注
普通压裂：吸水指数低、注水压力高的低渗地层和严
重污染地层
分层压裂：油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间
差异大
(3) 酸化增注 解除井底堵塞物； 提高中低渗透层的绝对渗透率
无机物堵塞 CaCO3、FeS、Fe(OH)3以及泥质等
盐酸或土酸处理
有机堵塞物 藻类和细菌 甲醛水溶液、盐酸或土酸处理