分层注水工艺及作业施工技术1
谈油田分层注水技术工艺
在测试过程中所存在的压力不稳定等因素也有一定的负面影响。 其中还油田还
存在一 部 分水井 待调 试水 嘴也 导致 了该 类情 况 的发生 。 胜利 油 田河 口采油厂埕 东油 田建立 了 自身的水井 设计运 行管理 体系 ， 通过 该体系来 确保 油田分层 注水技术 能够高效 的发 挥作用 ， 并优 化了现有 的不 同类 型油藏 分注 水井 的技术 配套状 况 。 同时 ， 胜 利油 田河 口采油 厂埕 东油 田还对 自
况， 并结合 水井结 垢腐 蚀的 发展趋 势 ， 以本 区域 水质 以及工 具所 具有 的特 点为 基础， 确定 了五类 分层 注水 管柱 。 通过 这种 油 田分 层 注水技 术 的应用有 效 的改
善 了该油 田井下分 层注水 管柱技 术状况 ， 该油 田所应 用的五类 配套 的油 田分工艺技术。
［ 关键 词］ 分层 注水 、 技术 工艺 、 探 析 中图分 类号 ： Ｆ ２ ８ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ６ ４ — ０ １
油 田开发进 入后期 阶段时 ， 地层压 力 降低 ， 原油 的稠度 增高 ， 给油 田的开采
一
、
油田 分层 注水 工艺探 析
从 注水 井的层 面 来说 ， 在相 同的压 力系 统下 进行混 合注水 ， 会存在 某些层 断有 大量进水 ， 而 某些层 段进水量 较少 ， 甚 至存在一 些根本 不进水 的层段 ， 换句 话说 ， 不进水 层段 中的 油是无 法驱 替 出来 ， 油 田分 层注 水技 术就 是在这 种背景 下产 生并得 以不断 发展 起来 的。 分层注水 技术 的原理是 把所射 开的不 同层断 以
油田分层注水工艺技术规范
油田分层注水工艺技术规范油田分层注水是一种常见的油田开发方式，它通过向油层注入水来提高油层压力，促进原油流动并提高采收率。
为了保障注水工艺的高效可靠实施，制定分层注水工艺技术规范是非常必要的。
一、注水井的选址与布置1. 注水井的选址应根据地质构造、油层性质和原油存在的情况进行合理确定，应优先选择油藏开发的高产区域。
2. 注水井的布局应充分考虑油层的分布情况、注水效果和工程实施便利性，注水井之间的间距一般应不小于500米。
二、注水井的施工与完井1. 注水井应按照规范的施工和完井工艺进行作业，确保井筒的质量和完整性，以免对注水工艺造成不利的影响。
2. 注水井的完井包括油藏储层的完好保护和井筒的良好固定，以确保注水的目标层位正确和注水通量合理。
三、注水井的测试与评价1. 注水井的测试应包括井筒的产能测试和注水井液体的流动性测试，以评估井底流压和注水效果，并及时调整注水参数。
2. 注水井的评价应根据实际注水效果进行分析，选择合适的评价指标，如采收率提高、油井产能恢复等，以判断注水工艺的有效性。
四、注水参数的确定和调整1. 注水参数的确定应综合考虑油层厚度、孔隙度、渗透率等地质特征以及油藏动态变化等因素，确定合理的注水压力、注水量和注水周期等参数。
2. 注水参数的调整应根据油藏动态变化和注水效果进行及时调整，如注水压力的增加和减小、注水周期的调整等。
五、注水液体的选用1. 注水液体的选用应根据地质构造、油层性质和油藏开发的需要进行合理选择，如清水、低盐水、表面活性剂等。
2. 注水液体应具有良好的透水性和流动性，能够有效的降低油层渗透率的分布不均匀性，并增加原油的流动性。
六、注水工艺的监测与控制1. 注水工艺的监测应包括注水井的产能、注水参数和注水效果等，以及周围井筒的动态变化情况，如注水井液位变化、油井产能变化等。
2. 注水工艺的控制应根据实时监测数据进行相应的调整，包括注水参数的调整、注水液体的更换等，以保证注水工艺的稳定和可靠。
分层注水技术
4.掉、卡堵塞器事故少，同心集成式管柱 由于使用的是大堵塞器，投捞比较容易， 而且不容易发生掉、卡事故，减少了作业 井的井数。 5.能减缓测试工人的劳动强度，同心集成 式管柱由一个堵塞器配2个层段的注水量， 这样每投捞一个堵塞器解决2个层段的注 水，而偏心是一个层段一个偏心堵塞器， 这样调配起来，偏心工作量比集成式管柱 多1倍。
时活塞套上行被锁簧卡住，使封隔
器始终处于工作状态，上提管柱即
解封。
配
水
器
配水器与配水封隔器内工作筒 配合 ，分为Φ52、Φ55两种，配 水封隔器由内捞式打捞头、堵头、 调节环、压环、压杆、配水体、压 帽、定位体组成。配水器上两个配 水通道相距243mm与配水封隔器的 两个注水通道相对应。
当注水井注水时，注入水一部 分通过配水体上的孔道向上通过水 嘴，压杆流入地层，另一部分通过 下水嘴压帽及水嘴流入地层。每个 注水孔两边各有四通道T型密封圈将 两注水孔隔开，具体性能指标见下 表：
同心集成式细分注水
工艺技术原理
（一）工艺原理 同心集成式细分注水管柱主要由内 径为Φ60的Y341-114可洗井封隔器、内 径为Φ55和Φ52可洗井配水封隔器，内 捞式带锁紧机构的Φ55、Φ52配水器、 球座等组成。
层位深度（m）
名称
深度（m）
Y341-114 封隔器Φ60 射孔顶界 注水层 夹 层 Y341-114 封隔器Φ60
桥式偏心分层注水技术
技术原理： 管柱主要由封隔器和桥式偏心配水器组成。桥 式偏心配水器可以多级使用，每个桥式偏心配水器 对应一个注水层段。通过偏心主体的桥式结构设计 和测试主通道过孔结构设计，实现了实际工况下的 单层流量和压力直接测试。测压力时既可以使用一 支压力计逐级上提测得所有目的层压力，也可以每 级投入压力计，测完再逐级捞出。测分层流量时可 实现单层流量直接测试。流量、压力测试仪器及注 水堵塞器投捞装置用钢丝起下。
分层注水工艺及技术
1、张力式管柱可有效防止管柱 蠕动,提高管柱封隔器分层寿命；
2、封隔器性能较好,寿命长； 3、采用定量配水方式不测试。
缺点
1、水质要求高,易堵塞； 2. 目前与我国井口不能配套使 用
封隔器
1 2
1 2
1 3
图1-3 定量分注管柱示意图
1—配水器 2—封隔器 3—筛管、丝堵
分注技术
图1-4 定量配水机理
20～25
10～15
25～30
15～20
工作温度，℃
70
70
120
120
120
适应套管内径，mm 117～132
117～127
120～124
117～132
121～124
胶筒型号
YS113-7-15 YS113-7-15 YS113-12-25 YS113-12-15 YS114-12-15
连接螺纹
27/8TBG
根据我国油田长期注水开发实际及高含水 状况,其目前注水呈现的主要特点:由过去的“强 注强采”向减少产液量的高效注水方式转化:调 整注采关系和采取不稳定注水量,是目前实现减 少采液量,降低生产含水的有效技术措施.因此 分注技术是实现“控水稳油”的有效手段和方法.
分注技术
一、分注的发展及现状
注水是一项系统工程,它
目前油田分注技术经过几十年的发展， 水平有了很大的提高与进步,其主要体现在:
1、注水封隔器耐温可达150℃,耐工作压 差35MPa；
2、分注层数可达到6层以内； 3、适应井深可达4000m； 4、投捞测试完善配套,更加安全可靠,分 层测试一次下入可测得多层分注量。
配水器
封隔器
1 2 1 2 1 3
图1-2 偏心分注管柱示意图
注水井--分层注水 ppt课件
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
ppt课件
5
6
笼统注入管柱
油管+工作筒+喇叭口 该类管柱主要用于不
注水井
ppt课件
1
注水工艺技术
在油气田开发时，为了保证油气田的压 力，将油驱替出来，向地层注水或注气等，注 水的称为注水井，是生产井的一种。
注水井，按功能分为分层注入井和笼统 注入井；按管柱结构可分为支撑式和悬挂式； 按套管及井况可分为大套管井、正常井和小直 径井。
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
ppt课件
34
自锁密封段
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35
双向投捞器
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36
螺旋刮削器
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37
集 流 测 试 工 艺
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38
非 集 流 测 试 工 艺
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39
不断学习、不断进步
敬请批评指证！
ppt课件
40
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压 缩 式 封 隔 器
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17
目前注水工艺技术现状
ppt课件
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同 心 集 成
ppt课件
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两 小 一 防
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20
桥式偏心 ppt课件
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测调联作
（1）下入双参数测调仪 （2）测调仪与可调式堵塞器对接 （3）启动系统电源，测目的层 （4）根据配注量进行流量调整 （5）流量复测
桥式偏心分层注水工艺技术汇报
井深/m 2550.8 1319.71 1935.26
井斜/° 39.1 6.1 22.6
层配注量m3/d 40 5
22.5
井配注量m3/d 70 10 44
井深分布比例
29
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层数（层）
168， 39.5%
180
160
131， 30.8%
140 105，24.7%
120
100
80
60
下接头
6
第7页/共51页
（3）水力循环凡尔
挡球挡节
结构：由挡球挡节、单流阀总成、阀座 等组成。
原理：坐封封隔器时，油管内泵入液体，
单流阀总成落入阀座，关闭循环通道，
密封总成
管柱内密闭。反洗井时，靠液力将单流
下接头
阀总成顶开滑座，循环通道打开。
7
第8页/共51页
一、桥式偏心分注技术介绍
➢管柱结构及工具原理 ➢配套测试技术及仪器 ➢工艺技术特点
集流测试（m3/d） /误差(m3/d)
流量
温度
元300-69
上层：2Q6C.=0Q7-C1B5A.-7Q6A=-1Q0B.31
上中层层：Q15B1.=70Q6-B5A.-5Q2A=101.02.431/0.31
下层：Q5.A5=2Q=5A.52
中层
10
10.24/0.24
下层
5.52515.76 26.07 5.52/0.52
38
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五、桥式分注工具的生产制造及质量控制
桥式偏心分注工具的质量控制
• 可追溯性质量控制流程。 • 在生产过中严格按照API标准及ISO9001的质量控制体系运行。 • 材料入库相对应的质保书、合格证、标识。
偏心注水分注工艺
诚信创品牌 创新求卓越
准油股份
普通偏心分注工艺
2 封隔器
Y341-114可洗井封隔器示意图
洗井：反洗井时封隔器仍处于坐封状态，此时套压高 于油压，封隔器反洗井活塞打开，洗井液通过封隔器反洗 井通道，进入管柱底部，通过单流阀进入油管，形成反循 环，达到反洗井的目的，洗井完毕正常注水时，油压高于 套压，反洗井活塞自行关闭。 解封：直接上提管柱，在胶筒与套管摩擦力的作用下 剪断解封销钉，自锁机构失锁，封隔器解封。
4 优点
1、分注层数可达到7级。 2、可在分注条件下进行 吸水剖面测试，真实反映地
层注水情况。
偏 心 配 水 管 柱
洗井凡尔
诚信创品牌 创新求卓越
准油股份
普通偏心分注管柱
扶正器
注水层 偏心配水器 封隔器 注水层 偏心配水器 封隔器 注水层 偏心配水器
5 缺点
1.投捞测试需要配水器间
距大于7米，不适应多个薄
夹层细分；
2.只能利用钢丝投捞水嘴，
一次只能投捞一层，所以投 捞时间偏长。
偏 心 配 水 管 柱
洗井凡尔
诚信创品牌 创新求卓越
准油股份
目 录
1 2
普通偏心分注工艺 桥式偏心分注工艺
3
4 5
偏心分注的应用技术
偏心分注井调试技术 注水井其他应用技术
诚信创品牌 创新求卓越
准油股份
桥式偏心分注工艺
桥式偏心分注工艺是在普 通偏心分注工艺基础发展而来。 桥式偏心分层注入工艺管
可洗井封隔器
桥式偏心配注器
柱由Y341-114封隔器、桥式偏
心配注器以及丝堵等构成。 所用封隔器与普通偏心分 注工艺一样，与普通偏心的区 别就是配水器结构的不同。
分层注水工艺技术培训教材
分层注水工艺技术一、分层注水工艺的发展历程随着地质研究的进步和开发水平的提高，对注水工艺的要求也在逐渐提高，为适应油田发展的需要，注水工艺发展过程经历了四个阶段，即笼统注水、同心注水、偏心注水、集成式注水。
开发初期油田注水采取笼统注入方式，保持了地层压力，油井自喷能力旺盛。
但由于多油层非均质性产生的层间、层内、平面三大矛盾，出现了主力油层"单层突进"，过早见水的现象，因此，油田提出了分层注水的技术要求。
六十年代初期，经过1018次试验，大庆油田首先研制成功了475-8水力扩张式封隔器和745-4固定式分层配水器，随后研究完善了与固定式分层配水技术相配套的不压井作业、验窜、验封、分层测试技术，通过"101-444"分层配水会战，形成一套745-4固定式分层注水配套技术。
推广应用后，对缓解层间矛盾效果十分显著。
但在应用中调配水量比较困难，必须经过作业施工，因此，又研制成功了655同心活动式分层配水器，该配水器可通过投捞调换水嘴来调整层段注水量，但无法进行分层测试。
七十年代，油田开发规模不断增大，注水井数不断增加，同时，油田含水也逐年增高，作业施工工作量难以满足水井调配水量的需要。
为简化分层配水工艺，提高分层注水合格率，72年5月大庆油田研制出了665-2偏心式分层注水技术，该技术不但可以通过投捞调配层段注水量，而且很好地解决了封隔器验封和压力、流量测试等工艺，使注水井分层注水技术达到了比较完善的程度。
同时，封隔器也由水力扩张式发展到水力压缩式，有效地延长了配水管柱的使用寿命。
偏心式分层配水技术在大庆油田得到大面积应用，在油田开发中发挥了重要作用。
八十年代，油田进入中高含水期，由于长期注水，套损井数逐年增加，大庆油田又形成了一套小直径分层注水技术。
九十年代，油田开发进入高含水期，为适应油田细分注水的要求，又研究了"两小一防细分注水技术"、"测调集成式细分注水技术"和"偏心集成细分注水技术"，使分层注水技术又达到了一个新水平。
分层注水工艺及作业施工技术
技术要求
现场调查达到地面设备、井场及交 通道路情况清楚，满足作业施工要求
地下情况调查达到井况、历次施 工情况清楚，各种资料数据准确无误
井下施工准备质量要求
➢作业机 ➢游动滑车 ➢穿大绳 ➢卡拉力表 ➢绷绳 ➢井架的立放
➢施工设备摆放 ➢井场用电 ➢油管摆放 ➢地面管线安装 ➢HSE要求 ➢注意事项
井
• 施工按设计要求进行，井口设备与流程与施工前保持一致 或按设计执行
• 采油树按施工前原样装正装平，闸门和手轮要求方向一致 或按设计执行
• 采油树及流程各连接部位清洁干净，用密封带或涂抹密封 脂密封。丝扣联接的部位上紧上满扣。各连接部位密封
注
入 现场验收（2）
井
• 卡箍连接的采油树各卡箍方向要求一致
井下作业现场施工准备质量要求
井下作业施工条件调查要求
地面调查
➢ 井位调查
A 对照井位图调查施工井的方位、区域、 井别 B 对照井位图和方案设计核实井号 C 调查施工井所归属的采油厂、矿、队
➢ 地面道路调查
A 调查通往井场的道路状况、运输距离 B 调查沿途道路上的障碍物、输电线路、通讯线路的 情况 C 调查沿途经过的桥梁、涵洞承载能力及桥涵的宽 度、允许的拖挂长度
管柱完井深度应根据丈量结果，由施工人员计算二次，质量 员计算一次，以三次计算结果一致为准
一般要求
起下作业（1）
✓ 按要求立好井架，并拉紧绷绳 ✓ 下井管柱必须冲洗干净、无弯曲、无损坏，并逐根用标准内径规通 过 ✓ 下井管柱螺纹应清洁，见到金属本色，螺纹连接处均匀涂上螺纹润 滑脂和密封脂
一般要求
以上各项井下作业施工准 备按相关规定执行
井下作业施工交接与验收质量要求
施工交接
采油工程分层注水
(2)
1) 垂直式指示曲线如图12-8中的曲线Ⅳ所示，注水压 力增加，注水量不增。产生此种指示曲线可能是设备 发生故障(如井下水嘴堵塞、流量计失灵)或是油层渗 透性极差所造成的。
扩张式封隔器
(1)
固定式 固定式配水器
测试球座
同心式注水管柱
扩张式封隔器
活动式
空心活动配水器 循环阀
筛管
固定式注水管柱：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。
活动式注水管柱 ：其配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，故应从 下而上逐级投送，打捞配水器芯子时相反。由于配 水器芯子与管柱轴线同心，为保证每级投送顺利受 油管内通径限制不可能分级过多，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。
线上任取两点可求出吸水指数。当用指示曲线 求吸水指数时，应当用有效注入压力绘制的曲线。
Iw=(Q2-Q1)/(P2-P1)
2) 上翘式曲线如图12-8中Ⅱ所示。这种上翘式曲线除 与设备仪表有关外，还与油层性质有关。如在断层蔽 挡或连通较差的“死胡同”油层中，注入水不易扩散， 油层压力升高，注入水受到的阻力越来越大，造成曲 线上翘。
各射开层段吸收注入量的多少（既分层吸水量）。有 放射性同位素测法和投球测试法。
2.
在实际生产中由于注入水通过油管、水嘴和打开节流器阀 时产生压力损失，因此在同一井口压力下各层段真正有效 的注水压力并不不同，因此需要进行层段注水压力校正， 以消除井下注水管柱结构的影响。
胜利油田分层注水工艺技术及发展建议
胜利油田分层注水工艺技术及发展建议李常友【摘要】According to the reservoir characteristics and water flooding situation in Shengli Oil-field,the status of process technology of separate layer water injection were summarized.And,the new progress of separate layer water injection technology in recent years was introduced in detail, including the field application of 4 techniques such as high temperature deep layer water injection technology,layered sand and layered water injection integration technology,anti-flowback layered water injection technology and measuring and adjusting integration layer water injection technolo-gy.The further development of separate layer water injection technology was prospected accord-ing to the demand of Shengli oilfield.%注水工艺技术在胜利油田的开发中起到关键作用。
结合胜利油田的油藏特征，介绍了近几年来开发的分层注水技术，主要包括高温深井分层注水技术、分层防砂分层注水一体化工艺技术、防返吐分层注水技术、测调一体化分层注水技术等4项工艺技术在现场的应用情况。
分层注水方案设计
分层注水方案设计引言分层注水是一种在石油开采过程中常用的增产技术。
通过向油井不同层次的油藏注入不同的注水剂，可以改善油层物理性质，增加油井的产能。
本文将介绍分层注水方案的设计原理和注意事项。
一、工艺原理分层注水的工艺原理是根据油井不同层次的油藏特性，选择合适的注水剂进行注入，以达到增强油藏采收率的目的。
具体工艺流程如下：1.油藏评价：根据采油工程师对油藏的详细评价，包括油藏压力、渗透率、饱和度等参数进行分析，确定需要注入水的油层。
2.注水剂选择：根据不同油层的温度、酸碱度、盐度等特性，选择合适的注水剂，如淡水、盐水、聚合物等。
3.注水井设置：根据油层分布情况，确定注水井的位置和数量。
通常情况下，选择距离油井一定距离的位置进行注水。
4.注水方案设计：根据注入水的流量、压力等参数，设计合理的注水方案。
可以根据自然能源、人工增压等方式进行注水。
5.分层注水操作：根据设计的方案，实施分层注水操作，监测注入水的效果。
二、设计注意事项在设计分层注水方案时，需要考虑以下几个方面：1.油藏特征：不同油层具有不同的渗透率、孔隙度等特征，需要根据这些特征选择合适的注水剂和注水方案。
2.注水剂选择：根据油层的酸碱度、温度等特性，选择合适的注水剂。
使用过程中需要注意注水剂的浓度、注入速度等参数。
3.注水井位置：合理选择注水井的位置和数量，以保证注水剂能够充分覆盖目标油层，并降低注入水的浪费。
4.注水方案设计：根据油井的地质条件和油层特征，设计合理的注水方案。
可以借助模拟软件进行方案设计，以评估注入水的分布情况。
5.监测与调整：在注水过程中需要对注入水的流量、压力等参数进行实时监测，并根据监测结果及时调整注水方案。
三、案例分析为了更好地理解分层注水方案设计的实际应用，以下是一个案例分析：在某石油田中，根据油井的地质勘探资料，确定了需要进行分层注水的油层。
油藏的温度为70°C，酸碱度为pH 6.5，盐度为20000 ppm。
注水井分注基础知识ppt课件
上接头 密封圈 胶筒座 硫化芯子 胶筒
中心管
滤网罩 下接头
1.5 分注管柱简介
上接头 密封圈 中心管 扩张胶筒
浮动接头 密封圈 下接头
1.5 分注管柱简介
压缩式封隔器以水力压缩式为主，多数 具备洗井功能，可以和各种配水器组配分注 管柱，可多级使用，耐压高（25-35MPa）、 有效期长(一年以上），应用广泛。
随着注水开发的深入，注水压力在不断升高，国内各 油田不同程度存在一些高压分层注水井，多数采用的是压 缩式封隔器分注管柱，压缩式封隔器分层注水管柱具有耐 压高、分注有效期长等特点，在国内油田分层注水井广泛 应用。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
KPX-114配水器 撞击筒 球座 筛管 丝堵
1.5 分注管柱简介
悬挂式配水管 柱适合于浅井 和中深井。
注水层 注水层 注水层
封隔器 偏心配水器
1.5 分注管柱简介
锚定式配水 管柱主要用于深 井和高压井分注。 锚定补偿式管柱 可以克服管柱蠕 动，提高管柱的 工作寿命。
注水层1 注水层2 注水层3
由于注水系统压力较高，坐封封隔器时蹩压高、时 间长，在投捞配水器死嘴时压力波动大，管柱蠕动量大， 容易导致封隔器解封，分注失效。由于投捞调配困难和 压力波动大，使得高压分注井难以正常分注，影响注水 时率。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
按管柱固定 方式分类
悬挂式配水管柱 支撑式配水管柱 锚定式配水管柱
分层注水工艺
配 套 工 具
锚定工具： 锚定工具：SM水力锚 水力锚
SK水力卡瓦 水力卡瓦
补偿工具： 补偿工具：BC-115补偿器 补偿器 配水工具： 配水工具：ZJK配水器 配水器
锚定补偿式分层注水工艺
1、密封件进行了优化设计 、
Y341封隔器 封隔器
1）胶筒肩部设计保护机构 ） 2）采用双胶筒密封 ）
减少应力松弛现象 密封压力提高35MPa以上 密封压力提高 以上 提高和保持接触应力 工作寿命延长
测试仪器：井下存储式电子流量计（外流和聚流） 测试仪器：井下存储式电子流量计（外流和聚流） 测试工艺：聚流式测试法， 测试工艺：聚流式测试法，每测一层要更换不同的密封 段，测试工序比较复杂。外流式测试法，仪器一次下井 测试工序比较复杂。外流式测试法， 可以测试多层，测试效率高。 可以测试多层，测试效率高。 投捞工艺： 投捞工艺：钢丝绳投捞工艺 液力助捞工艺（钢丝） 液力助捞工艺（钢丝）
人 工 井 底 保护套管管柱
锚定补偿式分层注水工艺
3、性能特点
1）管柱结构优化设计
注水管 柱工作 状态 1、关井（作业） 关井（作业） 2、洗井 3、注水
配水器 分层封隔器
在不同工作状态的相互转换过 程中， 程中，管柱会随压力和温度的 交替变化而伸缩， 交替变化而伸缩，管柱蠕动严 重，有效工作寿命缩短。 有效工作寿命缩短。
Y341 G封 封 隔器 密封 件结 构图
锚定补偿式分层注水工艺
Y341封隔器 封隔器 2、胶筒材料进行了优化选择 、胶筒材料进行了 进行了优化选择
橡胶 材料
HNBR氢化 HNBR氢化 丁腈橡胶 NBR丁腈 NBR丁腈 橡胶
氧化稳 定性
1000倍 1000倍 NBR
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
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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。
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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
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注水工艺及配套技术
三、封隔器
（一）压缩封隔器结构图
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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。
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注水工艺及配套技术
五、验封密封段
（一）密封段结构图
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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。
采油工程分层注水工艺及应用
采油工程分层注水工艺及应用摘要：采油工程注水井具有井斜大、先期分段防砂完井层数多、单层配水量大、平台生产作业空间有限等特点，对注水技术要求更高。
因此，采油工程分层注水技术开发与应用均需结合自身地质油藏及井况特点，在前期防砂完井或套管完井的井筒基础上开展研究。
同时，随着采油工程注水开发的不断深入，需要在现场实践中不断进行分层注水技术的完善升级。
关键词：采油工程；分层注水；工艺引言在油井的开采过程中，如果缺少驱油能量作为补充，便会在采油过程中使油层之间的压力不断降低，从而引发一系列的问题，例如：油量开采量小、地下原油性质变化、油气比例上升、原油抽动难度大、原油黏度增强等问题，最终会使较多的石油无法开采，变成死油。
随着科学技术的发展，对注水工艺也进行了较大的优化和升级，可以通过分层注水工艺使底层的压力达到稳定，同时还能提高石油开采的质量和效率，对于石油开采企业而言还能降低开采的成本。
因此，积极了解分层注水的工艺，可以有效处理层间的矛盾并保证原油的高产，在当前资源紧张的时代，有着不可替代的作用。
1概述同井采油分层注水技术是通过同井采油分层注水管柱的设计，将油层的油通过井下潜油电泵机组直接举升到地面；同时，在同一井筒中，将地面需要注入不同目标层位的水通过同井采油分层注水管柱注入目标的注水层中，从而实现同一井中即可采油又可以同时注水，相当于把原来的1口井优化成2口井使用，节省了井口井槽的使用，提高单井利用率，实现一定范围的井网优化。
因此，本文针对采油工程出现的采油井天然能量开发一定时间后产能下降较快，需要对地层进行能量补充但受到井槽、空间限制的问题，进行了同井采油分层注水技术的研究。
2石油工程注水采油应用现状注水采油这一技术大多应用在二次采油过程当中，通过分层注水，让地下水波效应能够得到提升，进而实现石油开采目标。
应用注水采油这项技术，还能充分利用管式配水器、支撑封隔器等，使技术应用效果更加显著，提高工程采油效率。
分层注水工艺
Min.ID in. 2.440
Length Connection in. 35.43 2 7/8“EUE
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五. 注水工具及工艺 Y341-114反洗封隔器
可反洗Y341封隔器是一种可反洗的液压可取式封隔器。该工具适用于直井、斜
井、定向井、水平井等采油工艺要求，特别适用于多层系、高压、小夹层井及用常 规工具难于坐封井的分层试油、采油、注水、找水、堵水等工艺。尤其在多个封隔 器同时使用的时候，解封回收安全可靠。
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五. 注水工具及工艺 Y341-114酸化封隔器
Y341酸化封隔器是一种液压可取式封隔器。该工具适用于直井、斜井、定向
井、水平井等采油工艺要求，特别适用于多层系、高压、小夹层井及用常规工具难 于坐封井的分层试油、采油、酸化、堵水等工艺。
Casing Size Casing Weight in. 5.500 7.000 Lbs/ft 17-23 29-35
五. 注水工具及工艺 单流阀
底部单流阀结构简单，体积短小；用于注水管柱底部正向承压及提供反洗通道 ；复位弹簧耐腐蚀强度高；密封部件密封性好，承压能力高；反洗开启压力低，易 于反排。
Max. OD in. 3.700
Min.ID in. ——
Length in. 12.130
Pressure Rating
2
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汇报提纲
一. 油田注水目的 二.注水系统与流程
三.注水水源及水质
四.注水井网分布 五.注水工具及工艺
3
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一、分类方法
按封隔器封隔件的工作原理分类:
自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和压差以实现密封的 封隔器 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件直径变大以实现密封 的封隔器 扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件直径扩大以实 现密封的封隔器 组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔 器
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工具型式名称
桥式 固定 偏心 滑套 凡尔 喷嘴 缓冲 旁通 活动 开关
表1 代号 序号
QS
11
GD
12
PX
13
HT
14
FE
15
PZ
16
HC
17
PT
18
HD
19
KG
20
工具型式名称
测孔 弹簧 轨道 正洗 反洗 卡瓦 卡瓦 水力 连接 撞击
代号
CK TH GD ZX FX QW MZ SL LJ ZJ
井下工具的分类及型号编制方法
封隔器分类及型号编制方法
封隔器：油气田开发中的重要分层开采工具 主要应用：分层注水、分层采油、压裂、酸化及测试等领域
➢ 最早的封隔器分类方法是以封隔器的结构和用途为依据的 ➢ 1948年美国人韦伯提出了根据对油、套管压力条件的适应性来 分类 ➢ 1961年苏联扎哈尔丘克等人建议按坐封方式、封隔件变形及承 受压力等分类 ➢ 我国目前采用的方法是按封隔器封隔件的工作原理进行分类的
常规偏心单层测压困难 递减法流量测试误差大
油层
油管
工作筒 堵塞器 智能测调仪 桥式通道
桥式偏心设计有桥式通道 及双密封面，可实现压力 和流量的双卡单测，桥式 通道可避免测试时层间干 扰，提高测试精度
6 分层注水工艺及管柱发展历程
为了进一步扩大水驱波及 体积，提高水驱控制程度，达 到精细挖潜的目的，目前在开 展多层细分注水技术的攻关
缺 存在无法进行吸水剖面测试（如同心活 动式）及更换水嘴时投捞工作量大的问 题
空心式、桥式配水器一律按编号顺序从小到大依次下井
3 分层注水工艺及管柱发展历程
偏心分层注水技术
➢为了解决活动式分层注水工艺存在的投捞 堵塞器工作量大，同心配水管柱不能进行吸 水剖面测试的问题，上世纪70年代中期，研 制出了偏心分层注水技术 ➢堵塞器偏离油管中心线放置 ➢中心通道供投捞工具及测试仪器通过
工具名称
扶正器 充填工具 安全接头
刮蜡器 冲击器 水力锚 隔垫器 伸缩器 堵塞器 防脱器
➢ 举例
➢ KQS-110堵水器：表示外径为110mm的控制工具类桥式 堵水器 ➢ KLJ-90×50安全接头：表示最大外径90mm，内通径为 50mm的控制工具类连接管柱用的安全接头
分层注水井常正冲的方式冲散沉砂，并使其成悬浮状态。然后改用 反冲洗，将砂子带到地面的方式
11、封窜
用堵剂对套管外窜、漏的层位进行修补加固密封的方式
偏心分层注水管柱示意图
偏心分层注水技术的特点
✓可实现多层分注，任意层段投捞堵塞器，调换水嘴 ✓分层流量测试工艺配套，可实现集流和非集流分层
测试
✓可进行同位素吸水剖面测井 ✓但要求两级配水器间的距离不能小于8米
4 分层注水工艺及管柱发展历程
集成式分层注水技术
✓为了解决部分小卡距的井（两级配水器之 间的距离最小2米）的分层注水要求，上世 纪90年代，研制出了集成式分层注水技术
坐封方式代号
1
2
自封 3
液压 4
下工具 热力
5
6
解封方式代号：用阿拉伯数字表示，方法应符合表4规定
表4
解封方式名称
提放管柱 转动管柱 钻铣 液压 下工具 热力
解封方式代号
1
2
3
4
5
6
钢体最大外径：用阿拉伯数字表示：单位为mm
工作温度：用阿拉伯数字表示：单位为摄氏度（℃）
工作压差：用阿位伯数字表示：省略到个数位，单位为兆 帕（MPa） 应用该方法时，可将油田名称加到封隔器型号的前面，特 殊用途加到封隔器型号的后面
➢ 分层注水管柱
由封隔器、配水器、球座、筛管等井下工具组成
➢ 其它配套工具
主要分为投捞工具及分层测试工具两大部分
投捞工具：主要有投捞器、震荡器、打捞器等 分层测试工具：主要有流量计、压力计、测试密封段等
分层注水井常用的井下工具
压
偏
投
堵
测
电
缩
心
捞
塞
试
磁
式
配
器
器
密
流
封
水
及
封
量
隔
器
水
段
计
器
嘴
分层注水封隔器
➢ 应用举例
Y211-114-120/15型封隔器
表示该封隔器封隔件的工作原理为压缩式、单向卡瓦固定、 提放管柱坐封、提放管柱解封、钢体最大外径为114mm，工作温 度为120℃，工作压力为15MPa
YK341-114-90/100型封隔器
表示封隔器封隔件的工作原理为压缩、扩张组合式，悬挂 （无支撑），液压坐封，提放管柱解封，钢体最大外径为 114mm，工作温度为90℃，工作压差为100MPa
7、冲砂
向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用液 流循环上返的携带能力，将砂子带到地面施工
8、正冲砂
修井液沿冲砂管向下流动，在流出冲砂管口时，以较高流速 冲击砂堵，冲散的砂子与修井液混合后，一起沿冲砂管与套管的 环形空间返至地面的冲砂方式
注水井作业术语
9、反冲砂
修井液由冲砂管与套管的环形空间进入，冲击沉砂，冲散 的砂子与修井液混合后沿冲砂管返至地面的冲砂方式
工作原理：从油管内加液压，液压作用于
封隔件（胶筒）的内腔，当油管内外压差达
到坐封压力（0.5-0.7MPa）时，使封隔件胀
大，密封油套管环形空间，放掉油管内的压
力，封隔件即收回解封
K344型封隔器
Y341型封隔器
工作原理：从油管内加液压，液压作用 于坐封活塞，并使其移动压缩封隔件 （胶筒），使封隔件直径变大，密封油 套管环形空间，同时锁紧机构工作，使 封隔件始终处于工作状态 解封时：上提管柱，依靠封隔件与套管 内壁的摩擦力将锁紧机构打开，封隔件 解除受压状态，封隔器解封
所谓封隔器：为了满足油水井某种工艺技术目的或油层技术 措施的需要，由钢体、封隔件（胶筒）部分与控制部分构成 的井下分层封隔的专用工具 坐封：指按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态 解封：指按给定的方法和载荷解除封隔件的工作状态 验封：指封隔器坐封后用各种方法来检验封隔器的密封性能
K344型封隔器
2 分层注水工艺及管柱发展历程
活动式分层注水技术
➢随着油田含水的上升，需要不断调整各层段
的注水量以保持注采平衡
空心
➢研制了活动式注水管柱
桥式
➢水嘴装配在堵塞器上，更换、调整水嘴时，
用钢丝投捞堵塞器即可
桥式配水器 空心配水器
活动式分层注水管柱示意图
活动式分层注水技术优缺点
优 解决了调整注水量时，不需起出管柱的 技术问题
✓集成式细分注水管柱主要由内径Φ60mm的 Y341 型 可 洗 井 封 隔 器 、 内 径 Φ55mm 和 Φ52mm可洗井配水封隔器、外径Φ55mm和 Φ52mm配水堵塞器等组成
集成式分层注水管柱示意图
集成式分层注水技术优缺点
优 可实现小卡距井的分层注水
缺 最多分四段，需采用特殊的测试仪 器，才能完成封隔器的验封及分层流 量和压力的测试
一、分层注水工艺及管柱发展历程 二、井下工具分类及型号编制方法 三、分层注水作业方法 四、分层注水的施工规范及质量要求
一 分层注水工艺及管柱发展历程
我国分层注水工艺主要经过了以下发展历程
1 分层注水工艺及管柱发展历程
固定式分层注水技术
注水管柱由K344型扩张式封隔器和固定式配水 器、球座等井下工具组成，首次实现了分层注水 的目的
Y341型封隔器
一、分层注水工艺及管柱发展历程 二、井下工具分类及型号编制方法 三、分层注水的施工规范及质量要求 四、分层注水作业方法
注水井作业术语
1、找窜
通过测井和井下作业施工等方法，确定管外窜槽层位和井 段的过程
2、验窜
通过井下作业施工的方式，具体验证某一井段或层位是否 窜槽或窜通的施工
3、通井
工作压力
使用性能
张力载荷
扭
矩
单位 mm mm mm mm mm mm (in) (in) MPa KN KN·m
➢ 工具名称
工具名称用汉字表示，方法符合表3规定
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
表3
工具名称
堵水器 配产器 配水器 喷砂器 定位器 气举阀 滑套 凡尔 脱接器 泄油器
序号
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1964-1974年间，油田广泛应用，缓解了注入水 单层突进，控制了油井含水上升
固定式分层注水管柱示意图
扩张式封隔器 固定式配水器
固定式分层注水技术优缺点
优 首次实现了多层段的定量注水
缺 ✓由于固定式配水器中的水嘴无法更换，因此
在调整层段注水量时，必须将注水管柱起 出，作业工作量很大 ✓还没有形成配套的分层测试工艺
桥式偏心分层注水管柱示意图
桥式偏心结构特点
在常规偏心配水器中心主 通道周围布有桥式通道，当使 用测试密封段对目的层段进行 分层流量或压力测试，堵塞主 通道时，其它层段依然可以通 过桥式通道正常注水
常规偏心
桥式偏心
桥式通道
桥式偏心的测试原理
水咀
油层
封隔器
油 层水咀
封隔器
油 层 水咀