注水设计

目录

一、设计概要 (1)

二、基础数据 (1)

三、设计原则 (2)

四、注入水水源选择与水质要求 (3)

五、注入系统压力分析 (4)

六．注水管柱设计 (8)

七、注水井投（转）注措施及要求 (9)

八、注水井增注及调剖措施 (10)

九、注水井的日常管理要求 (10)

十、注水工艺方案总结及实施建议 (10)

十一、参考文献 (11)

一、设计概要

注水在我国的大多数油田开发中是一项十分重要的开采方式，对于补充地层能量，维持油田较长期高产稳产，是一种有效、易行的方法，对我国原油生产具有举足轻重的作用。在多油层、小断块、低渗透和稠油油藏注水开发方面，形成了适合油藏特点的配套技术。

如何实现有效注水，确保注水水质合格，减少注水过程中的油层损害，减少注水系统的腐蚀及降低注水能耗，是衡量注水技术水平的尺度。油田注水在注水开发方案确定之后，首先要依据油层物理性质和注水来确定注水水质标准，根据注水水质选定足量的水源、水处理技术、预测注水系统压力、进行注水水管柱优化设计、注水井投（转）注措施要求以及增效将耗措施和系统的生产管理要求等。

本设计针对MD碎屑岩油藏低孔低渗等储层特性，采用注水开发，并着重对注水水质，注水系统压力分析和注水管柱进行设计。

二、基础数据

1．某油田三间房(J2s)储层属低孔、低渗岩屑砂岩储层，其平均孔隙度只有15.1%，平均渗透率仅有25.95×10-3μm2。其主要流动喉道半径平均为4～5μm。由于储层孔隙喉道不规则，喉道半径小，极易受到入井液中固相颗粒造成的堵塞伤害。

目前该油田对注水中悬浮固相颗粒直径处理采用的精细过滤设备精度为≤2μm。

试验结果表明，该油田J2s层注入水中悬浮物大于0.75mg/L时，驱替1000倍孔隙体积的水后，岩芯损害程度平均为39.7%，而当悬浮物含量小于0.5mg/L时，注入水中悬浮物对岩芯的损害程度很小，平均仅为2%。

2．储层粘土含量较高(主要含高岭石、绿泥石等敏感性较强的粘土矿物，见表1)；因此具有中等～中等偏强的水敏性，但速敏较弱，无酸敏。

3

特性(见表2)。

4．该油田油层压力系数偏低(0.995～1.002)，油气比高，地饱压差小(见表3、表4)。

5

根据开发方案的要求，该油田各个开发阶段的配产预测情况见表5。

该油田开发历程中，不存在后期的大幅度提液强采情况，气产能和注水的高峰期为开发的初期，此时，采油井平均单井日产20t，日产油平均498t，注水井平均单井日注41.5m3。采油速度3.2%，允许最低流压20.2MPa，允许最大生产压差为6.22MPa。

6．由于该油田未搞试注，无实测的吸水指数资料，因此，依据地质开发方案所提供的吸水指数与采液指数的关系进行预测计算。其预测结果见表6。

7．地层破裂压力梯度

据M1、M3、M139井压裂资料测算，该油田的破裂压力梯度在0.0189～0.0207MPa/m 范围，平均0.0198MPa/m。油层中部深度H＝2680m，考虑管柱摩阻。

8．注水管柱强度设计基础数据

2 7/8"平式油管：D＝7.3cm；d＝6.2cm；t1＝0.1412cm

δ＝0.551cm；m(壁厚系数)＝0.875

两种管材：材质为J55时，σs＝3870 Kgf

材质为N80时，σs＝5620 Kgf

腐蚀量为直径方向的腐蚀量，年腐蚀量为0.076×2＝0.152mm。

三、设计原则

①早期注水，保持地层压力。

②针对性地制定适应性强的注水水质标准，确保高质量的注入水质来简化防腐措

施和最大限度地延长注水稳定周期。从而减少洗井、增注等作业措施工作量。

③针对某油层较单一的特点，分注一般考虑一级两段，简化井下注水管柱。

④推广使用套管保护液的保护套管技术。

⑤设单管注水流程，配套洗井车洗井。

⑥从工具配套性考虑，目前国内大多数注水井井下工具都是按与2 7/8"油管配套设

计，且该油田自喷阶段和有杆泵抽油均采用2 7/8"油管。因此，该油田注水采用

2 7/8"油管，配套性强。

四、注入水水源选择与水质要求

（一）目前国内各油田主要有以下几种供水水源：

1．地下水；

2．地面水；

3．含油污水（指油层采出水）；

4．海水；

5．混合水

（二）水源选择应根据油田实际条件、环境条件、设备条件进行选择。

选择油田注水供水水源的原则：

1．有充足的水量，且供水量稳定；

2．有良好的水质，水处理工艺简单或水处理经济技术可行；

3．含油污水优先，以减少环境污染；

4．考虑水的二次或多次利用，减少资源浪费。

（三）水质的基本要求：

1．控制悬浮固体浓度与颗粒；

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；

5．控制水垢的形成。

（四）水质标准

根据石油天然气总公司制定的碎屑岩油藏注水水质推荐标准SY/T5329-94（表A）

表A 推荐水质主要控制标准（SY/T5329-94）

，平均渗透率仅有25.95×10-3μm 2。其主要流动喉道半径平均为4～5μm 。由于储层孔隙喉道不规则，喉道半径小，极易受到入井液中固相颗粒造成的堵塞伤害。

目前该油田对注水中悬浮固相颗粒直径处理采用的精细过滤设备精度为≤2μm 。

试验结果表明，该油田J2s 层注入水中悬浮物大于0.75mg/L 时，驱替1000倍孔隙体积的水后，岩芯损害程度平均为39.7%，而当悬浮物含量小于0.5mg/L 时，注入水中悬浮物对岩芯的损害程度很小，平均仅为2%

五、注入系统压力分析

（一）注入水井吸水能力预测

表D 某油田吸水指数预测结果

据M1、M3、M139井压裂资料测算，该油田的破裂压力梯度在0.0189～0.0207MPa/m 范围，平均0.0198MPa/m 。油层中部深度H ＝2680m ，要考虑管柱摩阻。

井底破裂压力：H G P w ⋅=