第六章 注水技术及设备
作业-给排水设备工艺(黄廷林 主编) (课后答案)
第一章水工艺设备常用材料1. 金属材料的基本性能包括哪几个方面的内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些性能要求更高？怎样才能满足这些要求？答：使用性能：1 化学性能：抗氧化性和耐腐蚀性。
2 物理性能：密度，熔点，热膨胀系数，导热性以及弹性模量等。
3 机械性能：弹性，塑性，强度和韧性。
工艺性能：可焊性，可锻性，切削加工性，成型工艺性，热处理性能。
我觉得水工艺设备对金属材料的强度，刚度和抗腐蚀性的性能要求更高。
按照实际的工程需要，通过不同材料间的比较，从中选出较优的材料。
2. 影响钢材性能的因素主要有哪些？答：碳是决定钢材的主要元素，随含碳量增加，钢的强度和硬度将不断提高，而塑性和韧性则会随之下降。
硫是一种有害元素，产生“热脆”现象。
磷也是一种有害元素，产生“冷脆”现象。
锰是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，减轻硫的有害作用，提高钢的强度和硬度。
硅是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，提高强度，硬度，弹性，降低塑性和韧性。
氧，氮：未除尽的氧氮大部分以化合物形式存在，降低强度，冷弯性能和焊接性能。
氧增加热脆，氮增加冷脆。
钛，钒，铌：钢的强脱氧剂和合金元素，改善韧性，提高强度。
3. 不锈钢有哪些类型？在酸性介质、碱性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不锈钢？简述理由。
答：按显微组织为马氏体不锈钢，铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。
按化学成分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。
不可以，因为不同介质溶液中PH值不同，对不锈钢的化学反应都不一样，所以不能用同一种不锈钢，应该有所针对的选择。
4、高分子材料主要有哪些类型？耐蚀有机高分子有哪些类型？各有什么特点？答：按照化学组分分：碳链有机聚合物、杂链有机聚合物、元素有机聚合物、无机聚合物。
常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有：塑料、橡胶、纤维和胶粘剂等。
耐蚀有机高分子类型有：热塑性树脂、工程塑料类、热固性树脂等。
热塑性树脂中聚乙烯、聚丙烯的应用占主流。
工程塑料类虽然有优异的耐腐性能，但因其价格的原因，在中等的腐蚀环境中首选的仍是价廉易得、加工容易的材料。
注水基础知识
注水基础知识目录一、注水基本概念 (2)1.1 注水的定义 (2)1.2 注水的重要性 (3)1.3 注水工艺简介 (4)二、注水设备 (6)2.1 注水泵 (8)2.2 注水管道 (9)2.3 注水阀门 (11)2.4 注水仪表 (11)三、注水系统设计 (12)3.1 注水系统布局 (13)3.2 注水网络设计 (15)3.3 注水流量计算 (16)3.4 注水压力控制 (17)四、注水水质管理 (18)4.1 水质监测与评估 (19)4.2 水质调整与优化 (20)4.3 水质标准与规范 (22)五、注水实施与管理 (23)5.1 注水计划制定 (25)5.2 注水操作规程 (26)5.3 注水效果评价 (27)5.4 注水安全管理 (27)六、注水技术进步与可持续发展 (28)6.1 新型注水技术介绍 (29)6.2 节水与环保理念在注水中的应用 (31)6.3 注水技术的未来发展趋势 (31)一、注水基本概念压力注水：通过施加压力使水或液体进入物体内部的过程。
这种方法通常用于大型设备或容器的注水，如船舶、油罐车等。
直接注水：直接将水或液体从外部引入物体内部的过程。
这种方法适用于小型设备或容器的注水，如汽车发动机、热水器等。
间接注水：通过其他介质(如气体、蒸汽等)将水或液体引入物体内部的过程。
这种方法通常用于需要控制温度、压力等条件的场合，如化工生产过程中的冷却剂注入等。
真空注水：利用真空泵将外部空气抽出，使物体内部形成真空状态，然后将水或液体注入物体内部的过程。
这种方法适用于对环境要求较高的场合，如航空航天领域中的飞机发动机注水等。
高压注水：在高压条件下将水或液体注入物体内部的过程。
这种方法通常用于需要提高物体内液体速度的场合，如油田开采中的油井注水等。
1.1 注水的定义注水是指将水注入到岩土体、土壤或混凝土等材料中，以增加其体积、密度和强度等物理性能的过程。
在地质工程、水利工程、建筑领域以及环境治理等领域，注水技术被广泛应用。
《注水与油水井措施》ppt课件
油水井措施的应用
应用范围
油水井措施广泛应用于各个油田 ，是提高油田采收率和产能的重
要手段。
应用效果
通过合理的油水井措施应用，可以 有效提高油田的采收率和产能，为 油田的可持续发展提供有力保障。
应用建议
针对不同油田的特点和需求，应选 择合适的油水井措施，制定科学的 实施方案，以达到最佳的应用效果 。
油水井措施对注水方案的影响
油水井的增产措施可能改变地层的渗透性和压力分布，从而影响注水方案的实施 效果。
油水井措施对注水设备的要求
为了满足油水井增产措施的需求，可能需要改进或升级注水设备，以提高注水的 效率和稳定性。
注水与油水井措施的协同作用
协同设计
在制定油水井措施时，应充分考 虑注水方案的需求和限制，实现 注水和油水井措施的协同设计。
目的
通过油水井措施，可以改善油藏 的流动条件，提高油水井的产能 和采收率，延长油水井的生产寿 命，提高油田的整体效益。
油水井措施的分类
增产措施
包括压裂、酸化、堵水等 ，目的是提高油井的产能 。
维护措施
包括清蜡、防砂、热洗等 ，目的是维护油水井的正 常生产和延长生产寿命。
管理措施
包括合理配产、间歇抽油 等，目的是优化生产管理 ，提高油田整体效益。
协同实施
在实施油水井措施和注水方案时 ，应加强沟通和协作，确保各项 措施的顺利实施和效果的充分发
挥。
协同优化
应根据油水井措施和注水方案的 实际效果，及时进行优化调整， 提高油水井的开发效果和采收率
。
04
注水与油水井措施的案例分析
案例一：某油田的注水技术应用
总结词：成功应用
详细描述：某油田通过采用先进的注水技术，有效提高了采收率，降低了生产成 本，为油田的可持续发展奠定了基础。
《注水工艺技术》课件
环境清洁
对注水区域进行清洁，清除杂物和油 污，保持环境整洁，防止对水质造成 污染。
安全防护
设置安全警示标识，穿戴好个人防护 用品，确保操作人员的安全。
注水过程中的操作
01
02
03
04
开启设备
按照操作规程开启注水设备， 确保设备正常运转。
注水控制
根据生产工艺要求，控制注水 量、注水速度和注水压力，确
未来发展方向
未来注水工艺技术将朝着智能化、精细化、低成本化方向发展，以提 高油田开采效率和经济效益。
02
注水工艺的基本原理
注水工艺的物理原理
注水工艺的物理原理主要包括 流体动力学和热力学的基本原 理。
流体动力学原理在注水过程中 主要涉及水在储层中的流动规 律，包括层流和紊流等。
热力学原理在注水过程中主要 涉及温度、压力等对水分子间 相互作用的影响。
注水压力的监测与控制
注水压力监测
通过安装压力表和压力传感器等设备，实时监测注水压力变化，确保注水压力在 合理范围内。
注水压力控制
根据地层条件和油田开发要求，合理设置注水压力，防止因压力过高或过低对地 层造成不利影响。同时，要定期对注水设备和管网进行检查和维护，确保其正常 运行。
06
注水工艺的案例分析
3
井下压力计
用于监测注水井的压力变化，为注水操作提供数 据支持。
注水泵的设备与工具
01
02
03
注水泵
用于提供高压水流，将水 注入地层。
润滑系统
为注水泵提供润滑，降低 机械磨损，延长使用寿命 。
流量计
用于监测注水泵的流量， 确保注水量的准确性。
注水管线的设备与工具
注水管线
井下注水设备
井下注水设备：提高矿业生产效率的重要手段矿山开采对于国民经济有着重要的支持作用，但是矿业生产中的工作环境十分恶劣，特别是井下的作业环境更为危险。
井下空气湿度高，气体浓度高且易燃易爆等特点，都对矿工的生命安全构成了威胁。
而则是提高矿业生产效率的重要手段之一。
一、的作用按照其用途可以分为两种类型：浇灌水和生产水。
浇灌水是指向井下矿体补给水分以维持井下环境稳定的水，如消防补水、煤化斯斗式瓦斯抽采中的水等。
而生产水则是直接应用于采矿过程中，可分为以下几种类型：1、填充水：填充水是指通过注水让矿井中的地下水位得以上升，直接应用于生产过程中的水，旨在起到支护矿井的作用。
2、喷淋与洒布水：喷淋与洒布水用于限制煤矿床煤岩的爆炸性，也可用于减少矿井盘回的粉尘和增加空气湿度。
3、喷射水：喷射水通常应用于冲击载荷较大的地层，以减少岩石粉尘、噪声和振动等有害物质的产生。
4、采矿用水：采矿用水指用于开采的水，大部分应用于长壁煤采掘和支护。
二、的类型根据使用的方式可以分为固定式注水系统和行走式注水系统。
固定式注水设备主要由注水器、供水管和截止阀等组成；行走式注水设备则是一种车载式设备，既可充分利用井下空间，灵活性也大，应用范围更广泛。
固定式注水设备：注水系统是中的核心部件，注水器的选择则取决于其应用范围。
对于填充水投入比较大的矿井，则选择注水器容积较大的设备。
而对于煤矿，应该选择容积小、体积轻、施工方便的注水器。
行走式注水设备：行走式注水设备具有灵活性强、结构简单、安装维护方便等特点，因此在煤矿井下的注水方面得到了广泛的应用。
它主要由注水器、水泵、供水管和控制系统等组成，也可以根据需要安装增湿系统等配套设备。
三、的应用的应用路线不同，其应用效果也会受到影响。
因此在选择应用路线时，应根据实际情况和所需效果进行选择，以达到最佳的注水效果。
1、直接注水应用于采矿过程：直接在采矿过程中将注水器放置在需要进行到的岩石矿体下方，通过水泵驱动注水器将水供给到矿体内部，支撑着地层，减少地层的落片及支架松动现象，以保证井下工作人员的安全。
注水技术
Changing Zonal Injection Rate 改变层间注水率
Prediction Model is run with zonal information预计模型运行的层间信息 Number and Size of Orifices are selected注水 孔数量和尺寸的选择 Slickline retrieve Orifice Insert Sleeve钢丝可回 收插入式盲套 Change Orifices Sizes and Numbers改变注水孔 尺寸和数量 Slickline reinstall Orifice Insert Sleeve钢丝再 安装孔眼插入式盲套 Begin Water Injection Program开始注水程序
Inefficient Sweep in a Specific Layer or Reservoir在特定的层位或油藏中的非有效的驱使
• High Permeability高渗透性
Water Breakthrough水窜
• Coning锥进 • Fingering指进
Well Configuration Solutions 井的构造的解决方案
Application? – When there is a: 应用？-当以下情形之一存在时 应用？-当以下情形之一存在时
延大采油工程教案06注水
第六章注水目的要求1、 要求学生掌握不同的储层注入不同的水质2、要求学生知道如何保证所需的注水量3、重点掌握如何将水注入到需要的层位 课时：6学时 重点授课内容提要第一节 水源及水处理（一）水源水中成分复杂污水工业污水5一般偏碱性，矿化度高，含铁少含油（聚合物）污采出污水4水量丰富，水矿化度较高，含有铁、地层水地下水3水源丰富，含盐量高，腐蚀性强海水海水2江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂江河、湖泊、水库地面水1水源性质主要水型名称水源类型序号水锰等元素。
水质较好胶体。
地面水性质受季节影响大。
生动植物大量繁殖，常有异常气味及河水少，但由于水中溶解氧充足，水含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江（二）水质及其要求水质：对注入水质量所规定的指标，包括注入水中的矿物盐、有机质和气体的构成与含量以及水中悬浮物含量与粒度分布等，是储层对外来注入水适应程度的内在要求。
（三） 注水过程中油层伤害的因素主要原因：注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。
注入水与地层水不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害 注入条件变化不溶物造成地层堵塞（四） 油田生产对注水水质的基本要求注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型。
1．控制悬浮固体浓度与粒径2．控制腐蚀性介质（溶解氧、CO2 、H2S）3．控制含油量4．控制细菌含量硫酸盐还原菌（SRB）铁细菌腐生菌（TGB）5．控制水垢的形成（三）注入水水质推荐标准注入层平均空气渗透率，<0.10.1 > 0.6标准分级控悬浮固体含量，悬浮物颗粒直径中值，含油量，平均腐蚀率，点腐蚀A1SRB铁细菌，个TGBµm2< 0.1～0.6A1A2A3B1B2B3C1C2C3制指标mg/L<1<2<3<3<4<5<5<6<7µm<1<1.5<2<2<2.5<3<3<3.5<4 mg/L<5<6<8<8<10<15<15<20<30 mm/a<0.076、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀A2、B2、C2级：试片有轻微点腐蚀A3、B3、C3级：试片有明显点腐蚀，个/mL0<10<250<10<250<10<25 /mL n×102n×103n×104，个/mL n×102n×103n×104执行SY/T5329-94标准应遵循的原则：（1）控制指标优先原则。
油田注水工艺流程及主要设备
4
增压输送
将处理后的水通过高压泵增压，输送到注水井。
高压注水泵、电动机、压力控制装置
5
注入地层
将增压后的水通过注水井注入到地层中，补充地层能量。
注水井、井口装置（如注水管线、阀门、流量计等）
6
流量与压力调控
根据地层压力和注水需求，调节注水流量和压力。
流量计、压力传感器、自动调节阀
7
数据记录与分析
记录注水过程中的各项数据，进行数据分析，评估注水效果。
数据采集系统、计算Байду номын сангаас分析软件
油田注水工艺流程及主要设备
序号
工艺流程步骤
描述
主要设备
1
水源取水
从地下水源（如地下水井、河流等）或循环水系统取水。
水源井、水泵、管道系统
2
水质处理
对取来的水进行净化处理，去除悬浮物、细菌、溶解性盐类等杂质。
水处理站（包括沉淀池、过滤器、杀菌设备、软化装置等）
3
水质监测
对处理后的水质进行监测，确保水质符合注入标准。
注水工艺介绍(详细版)
优点 管柱结构简单，现场容易操作
缺点
开采过程中层间矛盾明显，单层 吸水量无法控制，注入水容易沿 高渗层突进，造成高渗层过早见 水或水淹，直接影响中低渗透层 的水驱效果
分注
层间矛盾得到调整，地层能量 得到合理补充，降低油井含水 上升速度
无论哪一种分层注水，在进行修 井作业时其工作量都很大
正 式 注 水
培训主要内容
提高采收率工艺技术
注水管柱（分层注水管柱）
➢ 分层管柱适用条件：
• 对两个或两个以上注水层系，且层系之间渗透率差异比较大，都 应采用分层注水管柱。
➢ 分层管柱的结构： • 分层注水管柱按配水器及管柱结构一般有固定配水管柱、活动配
水管柱、偏心配水管柱、一投三分配水管柱及双管配水管柱。
➢ 合注管柱的特点：
• 合注管柱的优点是管柱结构简单，现场容易操作，缺点是开采过 程中层间矛盾明显，单层吸水量无法控制，注入水容易沿高渗层 突进，造成高渗层过早见水或水淹，直接影响中低 渗透层的水 驱效果。
培训主要内容
注水管柱图（合注管柱）
提高采收率工艺技术
注水与采水
油井转注： 油井转注的步骤：
培训主要内容
提高采收率工艺技术
注水管柱（合注管柱）
➢ 合注管柱的适用条件：
• 合注管柱主要适用于某些油田开发初期注水或油井转注初期的注 水；适用于只有一个油层或虽有几个油层，但油层物性非常接近 层间矛盾差异小的油田注水。另外对于各注水层间纵向连通性好， 其间没有明显隔层的多油层油田也采用合注管柱注水。
• 缺点：对三层以上先期砾石充填防砂井的 分层注水，此技术受到限制。
培训主要内容
提高采收率工艺技术
注水管柱（分层注水管柱）
➢ 双管分层注水管柱：
流体力学基础知识注水管网及注水泵
3 注水站构成
4 注水工艺
单管多井配水流程图
单管单井配水流程图
4 注水工艺
双管多井配水流程图
分压注水流程图
4 注水工艺（增压注水）
增压注水流程图
4 注水工艺
1#配水间
水表3 上流阀2 门
下4流阀门
2#配水间
来水汇管 1
图4—3 单井配水间流程示意图
单井配水间配水流程： 1—来水汇管；2—上流阀门；3—水表4—下流阀门
串联管道水力特性：
（1）各节点流入流出流量相等
（2）总损失等于各段管道中 损失之和
Qv qv1Qv1
hwhw1hw2hw3......
1
hf1
3 串 联
H v0
l1 d1
l2 d2
hf2
l3 d3
hf 3
管
Q1
Q2
Q3
道
1
q1
q2
Hhf1hf Q1 Q2q1
2
hf3
（ lv2 ） 1（ lv2 ） 2（ lv2 ） 3
3 注水站构成
注水泵前设置计量仪表；泵出口设置止回阀和控制阀， 控制阀前设有回流管道，阀后设有高压阀组。
润滑系统：润滑电动机和泵的轴承。包括润滑油泵、油 箱、过滤器，冷却器和缓冲器。
冷却系统：分直流冷却和循环冷却。循环冷区包括冷却 泵、冷却塔、冷却罐三部分。
加药系统：在水罐出口处设投加阻垢剂、杀菌剂等。
0 .0 1 0 .0 0 9
0 .0 0 8
2 4 68 2
103
104
4 68
2 4 68
2
105
106
雷诺数 Re du
0 .0 0 0 1 0 .0 0 0 0 5
注水站培训课件
安全操作程序
制定详细的安全操作程序，规 范操作人员的行为，避免误操 作和违规操作。
应急预案
制定应急预案，明确应对突发 事件的措施和流程，确保在紧 急情况下能够迅速、有效地应
对。
环保要求与处理措施
污水排放标准
注水站排放的污水需符合国家和地方规定的 排放标准，严禁超标排放。
废气处理
对注水站产生的废气进行收集和处理，确保 达标排放。
注水工艺流程操作步骤
增压
通过增压泵将处理 后的水水源取水，并进 行水质处理。
输送
通过注水管网将增 压后的水输送到注 水井。
注入
将水量注入到地层 中。
注水工艺流程优化建议
01
02
03
04
加强水质处理
提高水质，减少对地层的损害 。
优化增压泵运行
提高增压效率，降低能耗。
未来培训计划与展望
培训计划
根据员工的实际需求和注水站的发展需要，制定更加全面、系统的培训计划，包 括新员工入职培训、在岗员工技能提升培训等。
培训展望
加强与其他油田企业和行业组织的交流与合作，引进先进的培训理念和技术，提 高注水站培训的整体水平。同时，注重培养员工的创新意识和实践能力，为注水 站的可持续发展提供有力的人才保障。
压力表和流量计
用于监测注水压力和流 量。
设备操作规程与注意事项
开机前检查
确保设备正常，无安全隐 患。
操作步骤
按照规定的操作步骤启动 设备，并监控运行状态。
注意事项
避免超压、超流量等危险 情况，及时处理异常情况 。
设备维护与保养
日常保养
保养记录
定期检查设备运行状态，清理表面污 垢。
建立设备保养记录，便于追踪和管理 。
油田注水管理规定
第三章 注水系统建立
第十五条 注水井投（转）注。需要排液的注水井排液时间 要求控制在三个月以内，以不伤害储层骨架结构为原则，确定 经济合理的排液方式和排液强度。新投注水井和转注井，必须 在洗井合格后开始试注，获取吸水指数、油层注水启动压力等 重要参数，确定油层的吸水能力，检验水质标准的适应性。在 取得相关资料后即可按地质方案要求转入正常注水井生产。
水压力、注水方式和注水水质等因素，并与油气集输布局相结合，优选确 定。
第十七条
注水管网应合理布置 。按照配注水量和注入压力要求，控制合理
经济流速和压降，注水干线、支干线压降控制在0.5MPa以内，单井管线压降控制 在0.4MPa以内。
第三章 注水系统建立
第十八条 注水设备选择。注水设备选择应按照“高效、
第十四条 注水井钻完井。要满足分层注水工艺的要求，优化井身结
构，生产套管的固井水泥返高要达到方案设计要求，海洋、湖泊、河流、 水库、水源、城区等重点生态环保区要求水泥返高必须至地面，利用声波
变密度测井评价固井质量。钻完井过程中要搞好油层保护，保证钻完井液
与储层岩石和流体性质的配伍性。对于疏松砂岩油藏要搞好防砂设计和配 套工艺选择。
第四章 注水调控对策
第二十七条
注水站（管网）调整改造。针对系统管网
和设备腐蚀老化严重、注水站运行负荷率低等问题，要统筹
安排，突出重点，分年度安排好调整改造工作。在满足注水
半径和配注的条件下，优化简化工艺和布局，注水站的负荷 率应提升至70%以上。
第五章
注水过程管理
第二十八条 加强注水过程管理和质量控制是实现“注好 水、注够水、精细注水、有效注水”的必要保障。要从注水的 源头抓起，精心编制配注方案、优化注采工艺、严格水质监控、 强化注水井生产管理。从地下、井筒到地面全方位抓好单井、 井组、区块和油田的全过程注水管理和注水效果分析评价，实 时进行注水措施跟踪调控。
《注水工艺技术》课件
注水驱油效果和产油量的计算方法
注水驱油效果可以通过地质勘探和实验室测试评估，产油量可以通过指标计算和实际生产数据统计。
注水工艺技术的优势和不足
优势
提高采收率、延缓油藏衰竭、降低开发成本。
不足
注水井堵塞、地层污染、水力压裂可能引起地 震等风险。
注水工艺技术的发展趋势和前 景
未来的发展趋势包括智能化注水工艺技术、加密井网布局等，注水工艺技术 将在油田开发中发挥更大作用。
注水工艺技术的分类方法
1 按注水方式分类
常规注水、压裂注水、酸化注水等。
3 按注水时间分类
前驱注水、整体注水、后驱注水等。
2 按注水介质分类
水驱、气驱、聚合物驱等。
低渗透油藏注水工艺技术的应 用
低渗透油藏注水工艺技术通过调整注水压力、施工井距和注水液体性质等， 提高低渗透油藏的采收率。
高渗透油藏注水工艺技术的应用
注水管道和注水设备的设计和维护
注水管道和注水设备的设计应确保管道的连续性和设备的稳定性，维护要勤检查和清洗。
注水储层的分析和评价方法
注水储层的分析和评价方法包括测井解释、岩心实验和地层模拟等。
注水工艺技术中需要注意的安全问题
注水工艺技术中需要注意的安全问题包括井筒稳定性、防漏井壁设计、防火防爆等措施。
注水液的选取和性能要求
注水液的选取应考虑地质特征、水源可行性和环保要求，性能要求包括粘度、酸碱度等。
注水泵的选择和性能参数
注水泵的选择应考虑注水井的深度、注水量和井口设备，性能参数包括流量、扬程和效率。
注水岩石物理性质的分析和影响因素
注水岩石物理性质的分析包括孔隙度、渗透率、饱和度等指标，影响因素包括岩石类型、地层压力、温 度等。
注水工艺及配套技术
大庆北研石油设备制造有限公司
12
注水工艺及配套技术
五、验封密封段
（三）双电子压力计 1、示意图
2、曲线比较
1、传压孔1 5、回放头
2、压力计1 3、压力计2 6、电池盒
4、传压孔2
大庆北研石油设备制造有限公司
13
注水工艺及配套技术
五、验封密封段
2、曲线比较
情形一
情形二
情形三
注：图中横坐标为时间，纵坐标为压力，水平灰线为基准线。
（三）偏心配水器分注的缺点 1、加工要求精细，各部件配合要准确； 2、结垢井投捞时难度相对大一些，要求操作工人技术水平要高。
大庆北研石油设备制造有限公司
5
注水工艺及配套技术
二、偏心配水器堵塞器
（一）堵塞器结构图
大庆北研石油设备制造有限公司
6
注水工艺及配套技术
三、封隔器
（一）压缩封隔器结构图
大庆北研石油设备制造有限公司
7
注水工艺及配套技术
三、封隔器
（二）压缩封隔器原理
在正常工作胀封时，液体通过压缩传压孔进液推动上、下活塞上行，下活塞压 缩空气腔，液柱压力加井口一定压力就可以使胀封剪钉被剪断，顶环压缩胶筒， 同时下护筒也上行，下护筒上的卡瓦台阶卡在卡簧载体上的卡瓦上，无压时胶筒 不收缩，当空气腔进液后，投入死咀憋压，液体压缩上活塞推动胶筒上行，同样 可以使封隔器胀封。
大庆北研石油设备制造有限公司
10
注水工艺及配套技术
五、验封密封段
（一）密封段结构图
大庆北研石油设备制造有限公司
11
注水工艺及配套技术
五、验封密封段
（二）密封段原理
在测试时，用钢丝以及加重杆与密封段连接，定位卡块用锁紧总成锁紧，下 到油管底部后上提，过最下级偏心配水器工作筒主体中心孔，锁紧总成打开，两 定位卡块打开，上提过偏心配水器一定距离再下放，定位卡块座在配水器支架上， 密封连接套在加重杆的重力下压缩外滑套再压缩上、下皮碗，上、下皮碗座封在 配水器的中心孔中，配水器的进水孔在上、下皮碗中间，液体只能从单层流量过 水孔经单层出水孔和配水器的单层进水孔传压到压力计，从而测出此层段底层压 力，另一个压力计测出管柱压力，根据地层压力和管柱压力的差值判断封隔器是 否密封。
2024年油田注水生产安全技术(2篇)
2024年油田注水生产安全技术一、油田注水生产概述(一)油田注水的意义和方式1．油田注水的意义油田投入开发后，如果没有相应的驱油能量补充，油层压力将随着开发时间，逐渐下降，引起产量下降，使油田的最终采收率下降。
通过油田注水，可以使油田能量得到补充，保持油层压力，达到油田产油稳定，提高油田最终采收率的目的。
2．油田注水方式简介根据油田面积大小，油层连通情况，油层渗透性及原油粘度等情况，可选择不同的注水方式。
(1)边外注水在含油层外缘以外打注水井，即在含水区注水。
注水井的分布平行于含油层外缘，采油井在含油层内缘的内侧，并平行于含油内缘。
边外注水对于面积不太大、油层连通情况好、油层渗透性好、原油粘度不大的油藏比较合适。
(2)边内注水鉴于边外注水不适合大油田，提出边内注水方式，即在含油范围内，按一定方式布置注水井，进行油田开发。
边内注水又分以下形式：①行列式内部切割注水：即用注水井排将油藏人为地分割成若干区，每个区是一个独立的单元，在两排注水井之间布置成排的油井。
②环状注水或中央注水：注水井呈环状布置在油藏的腰部，所以又称腰部注水，适用于面积不太大，油藏外围渗透性变差，不宜边外注水的油藏。
如边外渗透性好，也可以同时配合以边外注水。
③面积注水：注水井和生产井按一定几何形状均匀分布方法为面积注水。
它是一种强化注水的方法。
按注水井与生产井的井数比例和相互配布位置的不同，可构成不同的注水系统，如三点法、四点法、五点法、九点法等等，这种方法注水可使一口生产井受多口注水井的影响，采油速度比较高。
(二)注水井布井方法及井身结构1．注水井布井方法。
根据油田开发方式及注水方式，选择最合适的布井系统。
(1)网状布井。
网状布井分为三角形井网和正方形井网两种。
两种形式比较，在同样面积上，用同样大小的井距布井，三角形井网的井数比正方形井网多15．4％。
(2)排状或环状布井系统。
这种布井系统适合用于水压驱动方式的油藏，水、气混合驱动方式的油藏，油层倾斜角陡的重力驱动方式的油藏以及采用排状或环状注水及顶部注气的油藏。
注水开发技术
2019/11/10
9
三、注水影响因素
（二）与注水水质有关的因素
1、注入水与设备和管线的腐蚀产物，造成堵塞。
这主要是指铁的沉淀物。如：氢氧化铁及硫化亚铁FeS等。
2、注入水中微生物，除了自身堵塞作用外，其代谢产物也会 造成堵塞。
这些微生物一般是细菌。如硫酸盐还原菌，铁菌等。
3、注入水中所带的细小泥砂等杂质堵塞地层。
4、注入水中含有在油层内可能产生沉淀的不稳定的盐类。
如：注入水中所溶解的重碳酸盐，在注水过程中由于温度和压力 的变化，可能在油层中生成碳酸盐沉淀。
2019/11/10
套管 油管
油层 丝堵
7
（四）注水方法
二、注水工艺
动力水
井口采油树
4、笼统注水： •不分层段 •相同的井底压力下注水方式； 5、分层注水： •不同性质的油层 •不同型号的配水器 •分层定量注水的注水方式；
2019/11/10
套管
油管 油层 油层 丝堵
8
三、注水影响因素
（一）与井下作业及管理操作等有关的因素
（一）站内注水
联合站高压注水泵来水经过井场注水井采油树注入地下补充能量， 当需要卸压进行操作时，通过采油树及地面管线将液排放至洗井。
站内注水泵
出口阀
单流阀
洗井池
站内注水工艺流程
2019/11/10
4
二、注水工艺
（二）站外注水
通过单井水平注水增压泵将联合站喂水泵提供的水，增压后，通 过井口采油树注入井底。
联合站出口阀
2023年煤层注水安全操作规程
2023年煤层注水安全操作规程第一章总则第一条为了保障煤层注水作业的安全，保护煤层资源，促进煤矿安全生产，根据相关法律法规和技术标准，制定本规程。
第二章注水前准备工作第二条煤层注水前，必须进行详细的勘探工作，确定煤层地质情况、水源情况和注水井的位置和方向。
第三条注水前必须对注水井和相关设备进行检查和维护，确保其正常运行。
第四条注水前应开展安全教育和培训，提高从业人员的安全意识和操作技能，确保安全生产。
第五条注水前应编制详细的作业方案，包括注水深度、注水量等参数，并制定安全预案，应对应急情况。
第三章注水作业操作规程第六条注水作业前，应在注水井口处搭设安全防护设施，设置安全警示标志，防止人员误入。
第七条注水过程中，必须严格按照作业方案进行操作，不得超过规定的注水深度和注水量。
第八条注水作业过程中，操作人员必须穿戴好安全防护装备，包括安全帽、护目镜、防护服等。
第九条注水过程中应随时监测注水井的运行状态，如有异常情况应及时报告并采取相应措施。
第十条注水作业完成后，应对注水井和设备进行清洗和消毒，确保后续作业的安全进行。
第十一条注水作业完成后，应及时将注水井封堵，并进行密封处理，避免水源的浪费和污染。
第四章安全预案第十二条煤层注水作业应编制详细的安全预案，明确应急救援措施和责任人。
第十三条安全预案应包括以下内容：（一）泄漏事故的处理措施；（二）设备损坏的处理措施；（三）人员伤亡的处理措施；（四）应急救援队伍的组建和培训；（五）报警和通信措施的安排。
第五章监督检查与责任追究第十四条煤矿企业应设立专门的监察部门，负责对煤层注水作业的监督检查工作。
第十五条监督检查部门对煤矿进行定期或不定期的检查，对存在的问题提出整改意见，并追究相关责任人的责任。
第十六条对违反本规程的行为，相关责任人将面临相应的处罚和法律责任。
第六章附则第十七条本规程自颁布之日起生效，并成为煤层注水作业的法规。
以上为2023年煤层注水安全操作规程，共计3000字。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SK水力卡瓦 配水器
注水层
底筛堵
注水层
底筛堵
人工井底 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保护套管管柱
人工井底 保护套管管柱
注水层Ⅰ 注水层2 注水层3
集成式分层注水工艺技术
安全阀
补偿器 水力锚 封隔器
Y445封隔器 安全接头
注水阀
HFZ配水器 防砂管
Y341封隔器 安全接头 注水阀
皮碗封隔器 防砂管
Y341封隔器 安全接头
注水阀
单管分层注水管柱结构按配水器结构分类：
固定配水管柱 活动配水管柱 偏心配水管柱
活动配水管柱图
偏心配水管柱图(Ⅰ)
偏心配水管柱图(Ⅱ)
分层配水管柱设计的主要依据： 注水层的注水指示曲线
配水嘴的嘴损曲线
锚定补偿式分层注水工艺技术
管柱结构型式 1）不保护套管 2）保护套管
按配水器结构
空心、偏心
技术特点：
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。
注水井投注程序
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。
污水处理站安全技术
基本知识
污水：采出含油污水、地面污水 作用：满足水质要求，保证油田用水安全有效 内容：
避免污染和堵塞油层，提高驱油效率 防止或减缓井筒和地面管网、设备结垢和腐蚀 水资源的有效利用及减少对环境的污染
污水处理工艺
地面污水处理工艺：
加冷凝剂冷凝、沉淀池沉淀、砂滤罐过滤、加药杀菌， 合格水外输到脱氧站，脱氧后进注水站
阴极保护、投化学药剂（缓蚀剂）
注水站生产安全技术
作用：把供水系统送来的或井处理后符合
注水水质要求的低压水通过水泵增压，经过 高压阀门送往注水干线，经配水间送往水井， 注入油层
组成：储水罐、供水管网、泵房、高低压
水阀、配电系统、润滑系统、冷却水循环系 统
安全操作
启泵前：
检查冷却水、润滑油、电网电压、电机绝缘、轴瓦 上无异物、罐内水位、压力
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、配水间和注水井。
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→储水罐→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
种类
自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作
压差实现密封
压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变
大实现密封
扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件
外径扩大实现密封
组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实
现密封
型号表示方法
代号说明
Y211封隔器
1、上接头 2、中心管 3、隔环
解封：
上提管柱时，卡瓦和摩擦块总成由长轨道进入短轨道上死点，并 带动锥体上行，使锥体退出卡瓦，胶筒也自动收回而解封。
Y341封隔器
1.上接头 2.中心管 3.O形密封圈 4.弹簧 5.垫环 6.固定环 7.洗井阀塞 8.洗井阀套 9.带阀面胶筒接头 10.外中心管 11.胶筒 12.隔环 13.压帽 14.解封环 15.活塞I 16.液缸套I 17.固定活塞I 18下接头
含油污水处理工艺：
脱水站含油污水，加混凝剂，除油过滤，经缓冲罐及 外输泵送至注水站
污水站安全技术
污水站各种设备都应建立健全的操作规程，定期对岗 位工人进行安全教育和培训，严格按照技术规程操作 和管理。
机泵设备的安全操作 检查线路、接地、机械结构、密封润滑、仪表
除油罐的安全管理：重力沉降、倾斜板沉降 检查施工质量、检查阀门的开关状态、保证阀门的 开关顺序
第六章 注水
注水是通过注入井将水注入油层，保持油层 压力，提高采油速度和采收率的一种措施。
目的
随着油气的采出，地层的压力下降，需要向地 层补充能量
采油过程中，会随油采出大量的污水，需要从 原油中分离出来，而又不能随便排放，造成环 境污染，只能处理后注回地层或蒸发处理。
第一节 注水驱油机理
常 硫酸铝， 用 的 硫酸铁 聚 三氯化铁 凝 剂 偏铝酸钠
反应沉淀池结构示意图
注入水处理技术
（2）过滤
压力滤罐：滤池完全密封， 水在一定压力下通过滤池。
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。
压力式滤罐示意图
注入水处理技术
（3）杀菌
简要讲： 就是利用水的液体能量 来驱动原油入井流动。
小油区注水方案
大油区注水方案
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。
水源类型
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
③ 地层水水源
④ 油层采出水
注入水处理技术
（1）沉淀
悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。
防砂管 安全接头 Y441封隔器 底部球阀
技术特点：
配水器具有配水、扶正、封隔分层、
反洗等功能，能满足3层分注的需要； 井内具有安全阀和注水阀两套安全保护 装置； 具有环空保护功能，可实现无套压注水， 保护套管； 能够进行井下吸水剖面的测试； 一次投捞就可完成全井的测试和调配， 测调效率高；
注水井日常安全技术
注水井资料录取：水量、压力、洗井资料 洗井（试注洗井、运行期间洗井）：洗井排放的污水
需要处理，避免环境污染
正洗井：油管进、套管出 反洗井：套管进、油管出
增注：单井或几口井再次升压 注水系统设备腐蚀和防腐
腐蚀：电化学，O2、CO2、H2S、盐 防腐：选材、衬里、改变介质状态（降低溶解气改变PH值）、
Y341封隔器工作原理
封隔器坐封时，高压液一边推动洗井活塞下行，密封内外中心 管的洗井通道，一边推动座封活塞上行。并由活塞带动锁套和胶筒 座上行压缩胶筒径向变形。与此同时，卡环进入锁套的锯齿口内， 锁紧径向变形的胶筒，使封隔器始终密封油套环形空间；
反洗井时，井口高压液通过密封段以上的进水孔作用于洗井活 塞上，推动洗井活塞上行，打开洗井通道，高压水由内、外中心管 间的通道进入密封胶筒以下的油套环形空间，经底部球座从油管返 出地面。
3.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。
注水井投注程序
4.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。
5. 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。
第三节 注水流程
注水工艺
外排环境 注水站
除油、除悬浮物
水质净化 水
水质稳定
防腐、防 垢、杀菌
油 油水分离
采出液
注
采
水
油
井
井
低渗透层：强化注水
高渗透层：停产停注
中渗透层：控制注水和采出压差
第四节 配水器
用于控制注水位置和注水量的设备 种类
同心
固定式：管柱技术要求是各级配水器启动压力必须大 于和等于封隔器坐封压力，以保证封隔器坐封。由于 是固定式配水器，所以换水嘴时需要起管柱。
主要表现: 油套压平衡 注水压力不变（或下降）而注入量上升
井下配水工具工作状况的判断
①第一级封隔器失效的判断 油、套压及注水量变化 正注井：
油、套压平衡；注水量突然增加，油压相应下降，套压上升
合注井：
油、套压平衡；改正注后，套压随油压变化而变化
②第一级以下各级封隔器密封性的判断 油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升
活动式：其水嘴装在配水器芯子上，各级配水器的芯 子直径自上而下，从大到小，一般为三级，最多为四 级。换水嘴时只需打捞配水器芯子，不需起管柱。
偏心：配水器芯子堵塞器与油管轴线不同心
1、固定式配水器
型号表示方法
2、空心配水器
型号表示方法
3、偏心配水器
第五节 封隔器
安装在导管内，而非安装在事先设定的承座 上，封隔导管间的环形空间，阻止环形空间 内流体流动的机械装置。
注水生产安全技术
注水井安全技术
注水井投注安全技术 注水井日常运行安全技术
注水站安全技术 污水处理站安全技术
注水井投注安全技术
排液：排出钻完井后井内的残余液体 洗井：把井底腐蚀物、杂物冲洗出来，避免油
层堵塞 试注：确定油层的吸水能力和注水压力
确保井口装置和管线连接可靠 安装水表前保证所有管线内清洁 检查泵压表、油压表、水表 试注时压力应缓慢升高 开：先开下流阀门，关：先关上流阀门
检验开关、上水、排污、闸门状态
启动泵：
经过变电所允许 一人操作，一人监护，达到额定压力打开阀门
停泵：
先降低电流再停泵 两泵停一泵，应迅速调整另一泵
井下配水工具工作状况的判断
（一）封隔器失效
封隔器失效原因: 封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封； 配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外 压差达不到封隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。
常用 的杀 菌剂
（4） 脱氧
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。