积分分层注水工艺技术
采油工程分层注水工艺应用探析
一、分层注水技术随着油气田的开发，对于一些高密度的油田，应用常规的分层注水方式，无法达到油田开发的增产需要。
分层注水技术，是利用水驱来增加油流的驱替能量，进而提高油井的产量。
但是面对低孔低渗的高密度油田，常规注水的方法很容易发生窜流现象，水不能被油层很好的吸收，达不到配注的能力，此时为提高水驱开发效率，需调整注水剖面，应用偏心配水管柱方法达到注水井配注要求。
该方法是利用偏心活动式配水器，通过调整配水嘴的大小，控制小层的吸水量。
在运行偏心配水管柱时，需要对其运行情况进行监测，并根据检测结果联系实际对偏心配水管柱系统进行逐步更新，改造配水器结构来提高注水效果，堵塞器的材质需不断更换，以方便投捞，能更好的管理注水井。
为满足水驱开发的经济性要求，对注水井进行不断的分层测试以及对油水井进行动态分析，以此来分别完善分层注水方案和确定注水井合理的配注量。
油田开发一段时间后，需要对油田已经注水的井进行增注处理，因为此时油田注水井孔隙会出现堵塞现象，为了疏通堵塞的油层，加大储层渗透率及注水开发的效率，需要对油层进行化学腐蚀，一般利用酸液进行。
二、采油分层注水工艺1.地面分注工艺。
地面分注工艺作为一种有效的分层注水技术,主要应用在定向井、深井或是斜井等特殊油田中,由于井位过于复杂,使用其他分层注水工艺无法达到开采效果,需要通过地面分层注水的方式进行水驱,适用范围不大。
在实际应用中,地面分注工艺主要是在井内把目的层分成上下两部分,上段选择油套环空注水方式,而下段则选择油管注水方式,利用电子流量计、井口阀门进行实际注水量的控制和调节,便于后期的调测,避免额外投捞发生的问题。
根据采油工程实际情况上看,地面分注工艺通过井内压缩式封隔器来实现分层注水,有效提高注水效果,进而达到预期的油田开采要求。
2.同心集成式分注工艺。
我国采油分层注水工艺逐渐呈多样化趋势发展,同心集成式分注工艺经过多年的实践与完善,工艺使用效果也随之加强。
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
分层注水技术--注水工艺讲座
密封圈脱落情况
1.3 偏心配水管柱
注水层 注水层 注水层
偏心配水器
封隔器 偏心配水器
1.3 偏心配水管柱
偏心配水器
配水器堵塞器 配水器工作筒
1.3 偏心配水管柱
小直径偏心配水器
配水器堵塞器
1.3 偏心配水管柱 偏心配水器投捞器
1.2 空心配水管柱
空心配水器参数
级数/参数
甲乙丙
总长 （mm）
540 540 540
最大外径（mm） 106 106 106
中心管最小内径 57 48 40 （mm）
芯子最小通径 （mm）
46 40 30
凡尔启开压力 （MPa）
0.7 0.7 0.7
1.2 空心配水管柱
优点： 1、配水器结构简单 2、投捞成功率高
KZH－115
25 120 1460 1260 1450 115 60
\ 56、52
DQY341
25 90 950 950 576 114 55、52 28.5、26 60、55、52
1.4 组合配水管柱
优点：
1、分注层数4-5层， 一次投捞调配多层。
2、配注层间距不受限制， 适应多个薄夹层细分 注水。
测试球座 封隔器 节流器
球座
1.2 空心配水管柱 空心配水器
注水 层
注水层
注水层
空心配水器甲 封隔器 空心配水器乙 封隔器 空心配水器丙 撞击筒 球座
液力助捞： 液力助捞器进入相关配水器，配水器 芯子与液力助捞器形成临时活塞，此 时进行反洗井就可把芯子捞出配水器， 由录井钢丝起到地面。
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。
分层注水工艺技术进展与应用解析
一、采油院概况 4 、分层注水管柱应用情况跟踪分析
2)分层注水工具跟踪分析
① Y341封隔器失效形式表现在三方面： 封隔器胶筒密封或解封失效；
洗井活塞密封失效；
洗井不通。
纯67-7 上封Y341-115G双胶筒缺失、 未解封
X47-47 洗井活塞密封件脱出
洗井活塞密封件破损卡注，洗井不通
一、采油院概况 （三）分层注水管柱应用情况跟踪分析
空心分注管柱 占61.3%，扩张封 隔器管柱和压缩封隔器管柱数量基 本相当。 在井年限小于3年的为6833口， 占总井数的80.3%，三年以上未动管 柱井大幅减少，注水井总体技术状 况得到较大改善。
管柱在井年限情况分布图
2222
2．胜利油田目前注水井现状
分注技术：
胜利油田目前共有10项分注技术，指标上可达到：4000m、 35MPa 、160℃、5层、配水间距2m，基本上实现了对各种井况
采 油 井
一 概况 一、采油院概况 2．胜利油田目前注水井现状
胜利油田分注率为32.2%（2011年12月）； 2-3层分注井约占总分注井的90%； 注水层段合格率：70.3%。
100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 分注率
88.90%
1% 21%
70.30%
9%
1层井 2层井 3层井 3层以上井
32.20%
测试率
层段合格率
69%
2011年分层注水井技术状况
2011年分注井分层情况分布图
2．胜利油田目前注水井现状
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 偏心分注管柱 空心分注管柱 井数，口
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
分层注水工艺及作业施工技术1
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
分层注水工艺及工具
分层注水工艺及工具汇报人：2024-01-02•分层注水工艺介绍•分层注水工具介绍•分层注水工艺实施步骤目录•分层注水工艺效果评估•分层注水工艺的未来发展01分层注水工艺介绍0102该工艺主要应用于多层油藏的开采，通过分层注水的方式，将不同层位的油层进行分别注水，使各层得到充分动用。
分层注水工艺是一种油田开采技术，通过分层注水的方式将不同层位的油层进行注水，以达到提高采收率的目的。
在分层注水过程中，需要使用封隔器等工具将各层进行分隔，以实现分层注水的目的。
分层注水工艺主要应用于多层油藏的开采，特别是对于渗透性差异较大的多层油藏，该工艺可以提高采收率。
在实际应用中，需要根据油藏的具体情况选择合适的分层注水工艺和技术，以达到最佳的开采效果。
分层注水工艺的应用场景02分层注水工具介绍用于隔离不同压力层段，防止层间相互干扰，确保分层注水效果。
封隔器配水器滤砂器根据各层段需要，精确控制注水量，实现分层定量注水。
防止地层中的砂粒进入注水管柱，保持管柱清洁，延长使用寿命。
030201注水泵提供高压注水，满足分层注水需求。
流量计实时监测各层段注水量，确保注水量的准确性。
压力表监测注水压力，确保在安全范围内进行注水。
电缆用于连接地面工具和井下工具，实现信号传输和电力供应。
清洗设备定期对注水管柱进行清洗，防止堵塞和腐蚀。
测试仪器用于检测分层注水效果，如压力测试、流量测试等。
03分层注水工艺实施步骤根据油藏特征和开发需求，选择需要注水的层位。
确定注水层位根据油藏的层间差异，选择相应的分层注水方式，如笼统注水、分层注水、选择性注水等。
确定分层注水方式根据油藏的实际情况，确定合理的注水压力、注水量、注水周期等参数。
确定注水参数确定分层注水方案准备注水管线根据注水方案和现场实际情况，准备相应的注水管线，确保注水流程畅通。
准备注水井口根据油藏的实际情况和分层注水方案，准备相应的注水井口设备和工具。
选择合适的分层注水管柱根据分层注水方案和油藏特征，选择适合的分层注水管柱，如油套分注管柱、同心集成分注管柱等。
浅谈几种分层注水工艺技术
浅谈几种分层注水工艺技术摘要：本文探讨了特殊井分层注水工艺主要包括，高压深井注水工艺，防砂注水工艺，对分层注水测试调配技术发展趋势进行了论述，无线智能测调分注系统技术作为一种新型油田分层配注、全自动自动测调及直读验封技术。
能够实现实时流量控制与监测，提高低渗油藏精细分注水平；能长期监测井下流量、温度、注水压力和地层压力，必定为分层注水测试调配技术未来发展趋势。
关键词：分层注水无线智能测调分注发展趋势随着国内发现油田储量品味越来越差，开采层位越来越深，储层物性越来越差，丛式井、大斜度井、水平井越来越多，各油田针对高压深井注水、出砂油藏注水、套损变径井注水、斜井注水等情况选择不同的注水工艺技术，建立了不同油藏类型和注水环境的分层注水工艺管柱配套模式，完善了注水工艺技术系列，分层注水技术向着特殊井工艺配套发展。
一、特殊井分层注水工艺1.高压深井注水工艺随着油田开发时间的延长，东部和西部部分油田注水压力攀升25MPa—35MPa，部分井注水压力甚至超过45MPa。
界定注入压力在25MPa—35MPa的水井为高压注水井，注入压力在35MPa—50MPa的水井称为超高压注水井。
常规的注水管柱不能满足在高压下长期工作的要求，限制了油田后期的开发效果。
针对高压力注水易引起管柱失效，采用Y241可洗井封隔器和补偿器等配套工具，延长分注井寿命。
2.防砂注水工艺中、高渗透疏松砂岩油藏注水开发过程中，注水井在停注、洗井等过程中容易出砂，砂埋注水管柱，因此要求分层注水管柱能实现有效分层防砂、分层注水。
选用不易砂卡封隔器：K344型封隔器，和相关配套工具组成扩张式分层注水管柱。
地层出砂严重的注水井，采用防砂管实现有效注水。
防砂管采用夹壁环空结构，两端带有防砂皮碗，可以防止出砂。
二、分层注水测试调配技术发展趋势分层注水工艺技术水平的不断提升为油田实现稳油控水、减缓产量递减、提高水驱开发的整体效益发挥了重要作用。
随着油田多层系储层的开发，区块及井组层间矛盾越来越大、井筒状况越来越复杂，常规分层注水测试调配工艺主要暴露出两方面的问题：一是投捞调配效率低，作业工作量大；二是调配效果不理想，调控精度低，已不能完全满足油田精细化管理的需要。
分层注水定量配水工艺技术的应用
分层注水定量配水工艺技术的应用摘要因为压力波动等因素的影响，普通井下偏心堵塞器已经暴漏出了调配工作量以及调配难度大等问题。
本文针对出现的这些状况，研究并开发了分层定量配水工艺技术。
该技术的应用是实现了注水井的井下定量注水，大大的减轻了测试动作量，同时地面恒流装置的应用，实现了注水井的地面分注。
关键词分层注水；定量配水；工艺技术分层注水指的是：在注水井中下一个封隔器（packer：具有弹性的密封元件，并借此封闭和隔断井下各种尺寸的“管柱”与“井眼”之间以及管柱之间环形空间，并将层面隔绝，用来控制注入液、保护套管的井下工具），把差异较大的油层有效的分离，再用配水器（Water distribution device：对油层进行分层定量注水的井下工具，它与水井封隔器配套使用。
常见的配水器主要有：665偏心配水器、KL-4in 偏心配水器、DQB0641桥式空心配水器和一次分三层配水器四种类型），进行分层配水，使高渗透层的注水量得到有效的控制，中低层渗透油层的注水量得到加强，使得各类油层都能够发挥其作用。
1 差压式定量堵塞器的结构和原理1）差压式定量堵塞器的结构。
DL-1井下偏心定量堵塞器如图所示：它是由阀体、喷嘴、阀芯、弹簧等主要结构组成，差压式定量堵塞器的外形和尺寸都和普通的堵塞器相同。
它的工作原理是：在注水时由滤罩、喷嘴，在经过偏心配水器工作筒上的注水小孔注入相应的配水段。
2）定量配水器的工作原理以及技术指标。
定量配水器的工作原理以P1和P2分别表示注水压力和喷嘴内腔压力，P3为出口压力，也就是地层压力，△P1为P1和P2压力差。
当P1大于P2时，注水经过喷口小孔进入喷嘴内腔，再经过喷嘴和阀芯之间的环形空间流入地层。
当△P1增加的瞬间，△P1增加，流量上升，这是作用在阀芯另一端的P2也同时增加，推动阀芯向喷嘴靠近，间隙减小，导致流量下降，使得△P1减少到开始时候的数值来维持流量的恒定。
定量配水器的技术指标是：额定流量10 m/d~130m/d、流量精度3%~8%、最大工作压差35MPa、最小工作压差3MPa、连续工作时间6个月~12个月。
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
中国油气田开发分层注水工艺技术现状与前景
中国油气田开发分层注水工艺技术现状与前景摘要：随着我国经济快速发展和油气资源需求的增长，分层注水技术在油气田的开发中扮演着日益重要的角色。
本文从定义与分类、工艺流程、作用等方面对分层注水技术进行了概述，并分析了该技术的应用情况和存在的问题。
进一步地，探讨了分层注水技术未来的发展趋势，重点突出了技术创新、产业化应用和国际化合作等方面。
在当前形势下，这些方面是分层注水技术发展的重要途径。
本文旨在为相关领域从业者提供有益的参考，推动分层注水技术不断前进和发展。
关键词：油气田开发；分层注水；工艺技术；现状与前景引言随着经济全球化的加速和国家经济的快速发展，能源的需求越来越大。
油气资源的开发和利用一直是国家能源战略的重要部分。
在油气田的开发过程中，分层注水技术作为主要的改进措施之一被广泛应用。
分层注水技术旨在提高油田采收率，提高油气资源的利用效率，从而满足国家经济快速发展的需要。
1 油气田分层注水技术概述1.1 定义与分类分层注水技术是指在采油和开发储层过程中，将水注入特定层位中，以减少原始储层渗透率和增加油层压力，从而提高油井的产水能力和采油效果。
在不同的油气田中，分层注水技术还可以分为重力注水、压力注水、喷射注水等多种不同类型[1]。
1.2 工艺流程分层注水技术的工艺流程主要包括底水池的建设、喷水管道的铺设、各级节制阀门的设置、集中控制系统的建立等多个环节。
1.3 分层注水技术的作用分层注水技术可以提高油井压力，改善油层物理特性，促进原油向井口运动。
经过多年实践和完善，此技术已经成为油气田开发和利用的关键卡点之一，对于提高油井产出率和充分利用油气资源具有非常重要的作用。
2分层注水工艺技术现状2.1 技术应用情况目前，分层注水技术已经在国内外许多油气田得到广泛应用。
在国内，山东、河南、辽宁、新疆等油气田地分层注水技术应用效果也相对不错。
然而，随着国家对于能源的需求越来越大，分层注水技术在实践中也面临着一些技术瓶颈。
分层注水技术介绍
三、特殊井分层注水技术
1. 油套两层分注技术 2. 套变井分注技术 3. 防砂分注技术 4. 薄层、薄夹层分注技术
油套两层分注技术
适用范围
层间吸水压差大，常规分注管柱无法进行配注 的两层分注井。
管柱技术特点
完井管柱结构简单配套工具少；
封隔器可验封；
两层吸水通道隔离，避免层间干扰；
地面依靠定量配水器控制水量。
抗拉强度 ≥450KN
套变井分注技术
KPX-105小直径偏心工作筒
技术参数
总长度 最大外径 通径 连接丝扣 985mm 105mm 46mm 27/8TBG
室内试验结果
承压能力 抗拉强度 ≥40 MPa ≥450 KN
投捞可靠性（KN）
投入 捞出
总次数
5
5
一次成功次数 5
5
一次成功率 100% 100%
一、概 述
油田为什么要注水？
1、保持地层压力
如果储层天然能量不足，随着油田的开发，地层压力不断 下降，难以实现油田的高产稳产。利用注入水补充和保持地层 能量，是目前保持地层压力采油、提高采油速度方面应用最广 的一项重要措施。
2、提高油田采收率
达到注入水驱油的目的，也叫二次采油法。
油田注水系统的组成
常规偏心分层注水管柱
管柱特点
➢井下管柱无卡瓦锚定支撑，对套管无损伤； ➢液压座封封隔器； ➢可进行反洗井作业； ➢管柱结构简单。
缺点
正常注水时管柱存在上顶力，工况变化时无支撑锚
P
定机构不能克服管柱蠕动，管柱有效期较短。
悬挂式平衡偏心分注管柱
管柱特点
➢ 井下管柱无卡瓦锚定支撑； ➢ 封隔器之间受力平衡； ➢ 可进行反洗井作业； ➢ 管柱伸缩器可补偿压力、温度等效应引起的变形。
分层注水工艺技术现状与发展研究
分层注水工艺技术现状与发展研究摘要：随着油田主力单元开发程度的提高，含水上升加快，层间矛盾突出，能量不足，递减加大，严重影响了油田开发效益。
注水是保持油藏压力，提高水驱效率的有效途径，还需要不断调整注采强度和水驱油方向，还需要不断调整注采强度和水驱油方向，提高注水波及体积，才能保持单元产量高位运行。
油田注水工艺技术的深入研究对于油田的开采和利用是能够起到很重要的作用的。
关键词：分层注水大斜度井工艺研究一、分层注水总体研究在进行对油田注水工艺之前，要对整个需要注水的区域目标有一个正确清晰的认识。
因而针对整体环境需要有一个全面认真的考察与研究，只有这样才能在实施的过程中最大限度的达到所预期的目标，还不会造成资源的浪费以及对于环境的破坏。
由于油田的长期开采使用，注入的水质比较差，这样长时间的积累就会给水流所经过的管道带来很多得水垢，会给油田以后的开采利用带来不可估计的损失。
二、目前分层注水工艺技术水平1.桥式偏心分层注水工艺管柱桥式偏心分层注水工艺管柱由可洗井封隔器、桥式偏心配水器、堵塞器、水力循环凡尔等组成。
配水器在常规偏心配水器基础上增加了桥式通道。
桥式偏心配水器主体上有直径20 mm 的偏孔，用以坐入配水堵塞器，周围有5个桥式过流通道，主体中心是直径46 mm 的主通道，用于投捞工具及测试仪器的通过2.钢管电缆直读测调技术钢管电缆直读测调技术综合了机电一体化技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术、精密机械传动技术等，系统由电动测调仪、电缆绞车、地面控制系统等3个部分组成。
井下电动测调仪与桥式偏心配水器的堵塞器对接，实现流量自动调整，无需投捞堵塞器。
同时对井下流量、压力、温度等信号在线采集，实现压力和流量等参数的在线监测，大幅度提高了注水井的测调效率。
井下电动测调仪经电缆绞车与地面控制系统相连。
地面控制系统主要完成对井下仪器的供电控制、通讯以及上传信号的采集与处理，可实现井下各层注水量的实时监测、调节过程监测、成果曲线绘制及吸水指示曲线绘制等。
分层注水测试技术
三、注水井分层测试技术
2.2 偏心配水管柱
注水层 注水层 注水层
偏心配水器
封隔器 偏心配水器
2.2 偏心配水管柱
配水器堵塞器
偏心配水器
配水器工作筒
偏心配水器参数
偏心配水器参数
配配水水器器总总长长/m/mmm 最最大大外外径径/m/mmm 最最小小通通径径/m/mmm 偏偏孔孔直直径径/m/mmm 工工作作压压力力/M/PMaPa
二、分层注水工艺管柱
2.2 偏心配水管柱
配水器芯子堵塞器与油管轴线不同心，故称偏心。
偏心配水器由堵塞器和偏心工作筒组成由专用 投捞器投捞堵塞器(其中装有水嘴)可调本层位注水 量。随着采油工艺技术的提高和完善，井下管柱结 构也在不但变化，在目前偏心注水管柱是比较好的 一种，它可分多层，投捞方便等特点，在各个油田 普遍使用。
堵堵塞塞器器最最大大外外径径/m/mmm 投投捞捞器器总总长长/m/mmm
投投捞捞器器最最大大外外径径/m/mmm
配常配水常规水器规器 999595 111414 4646 2020
252，5，3535 2222
12162565 4545
小配小配直水直水径器径器 989080 9595 4646 2020
2.1 空心配水管柱
1、配水器注水芯子上的三角型密封圈在打捞过 程中易落井，在以后的投捞工作中可能造成卡阻 及投送不到位等现象。 2、打捞配水器芯子时，由于打捞器球杆密封，地层
吸水造成打捞不出配水器芯子，捞甲或乙级配水器芯 子，由于配水器芯子内径与打捞器间隙过小，打捞器 难易插入配水器芯子内，打捞配水器芯子难度大，易 造成投捞作业失败。 3、 测试调配中，因打捞工具上没有扶正机构，使配 水芯子捞获后因磕碰、井斜等因素的影响而落井。 4、捞甲级配水器芯子时，要控制注水量或停注，防 止起掉甲级配水器芯子
分注工艺技术介绍资料
偏心配水堵塞器结构图
1-打捞杆 2-压帽 3-压簧 4支撑座 5-轴套 6-卷簧 7-凸轮 8-销轴 9密封圈 10-密封圈 11-定压弹簧 12-主体 13-柱塞 14-密封圈 15水嘴 16-空心螺母 17-密封圈 18密封圈 19-滤罩
配套工艺
1、验封 在测试密封段上下各下一支压力计，上 端压力计接受井口压力，下端压力计接受下 层油层压力变化信号，通过井口“开一关一 开”井操作。若封隔器密封，上压力计记录 的是凸曲线（开一关一开信号），下压力计 记录的是一条直线；若不密封，下压力计记 录的也是一条凸线。
二、分注工艺发展历程
注水是及时补充地层能量的最经济、最有效 的方法，而分层注水又是不同油藏根据开发目的 层对能量的需求，进行分层补充，以满足油田开 发要求，随着油藏精细化管理技术地不断提高， 油田注水工艺技术发展先后经历了四个阶段：笼 统注水阶段、同心活动式注水阶段、偏心注水阶 段、新型分注阶段。
（二）、旋压分注工艺
旋 压 分 注 管 柱 示 意 图
工艺原理
旋压分注工艺实际上是传统的偏心分注工艺技术的改进， 所用配水器仍为偏心配水器，封隔器为旋压式封隔器，在结 构设计上有两大特点：1、采用独立的膨胀环进行胶筒肩部 保护及斜井扶正居中，极大地了胶筒的密封能力及使用寿命。 2．采用正转油管柱解封设计，提高了封隔器的抗疲劳破坏 能力及使用可靠性。
偏心配水工艺
70年代，随着油田开发规模扩大，注水井数增 多，为简化分注工艺，提高分注合格率，大庆油田 研制了656-2偏心式配水器，该技术是水嘴装在可 以投捞的堵塞器上，堵塞器座在工作筒轴线的一侧 ，调配水量时通过配套工具可投捞任意一级堵塞器 ，偏心注水工艺不但可以通过投捞器调配分层注水 ，而且可进行封隔器验封和分层压力、流量测试等 ，使水井分注技术达到了比较完善的程度，是目前 国内水井分注主导工艺技术。
分层注水工艺
Min.ID in. 2.440
Length Connection in. 35.43 2 7/8“EUE
22
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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。
25
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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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积分分层注水工艺技术
摘要:提出了积分注水技术的设想,其工作原理就是通过撞击次数不同改变流通面积的大小,从而改变流量,满足分层注水要求,把较复杂的分层配注施工变得简单方便,提高了分层注水合格率,使试井工作量大大降低,同时也对注水管理的科学化、网络化提供了可行条件。
关键词:积分注水撞击流通面积分层流量工艺
现有的配水器由水嘴控制,为单一流量,改变流量需要投捞水嘴,施工困难。
为了配注合格一口井往往需要数次施工,同时对一些出砂井或稠油井的反吐现象更难以适应。
因此,现场迫切要求防腐、防垢、长效等高水平的新型分层注水技术。
为克服上述不足,提出了积分配水技术,从而使因上述原因逐年减少的分注井覆盖率获得最大限度的提高,为油田生产的增长创造条件,为提高油田综合效益奠定了有利基础。
1 工作原理与技术创新点[1]
1.1 工作原理
工作原理如图1,通过撞击与提拉控制器(简称控制器)进行撞击与提拉操控,可以改变积分配水器的动元与静元的点位,当动元相对于静元转动一个角度(30°)时,其流通面积在范围内变化,计算的点位与水嘴对应孔径如表1,可作为配注施工的主要参数。
当测试结果满足配注要
求时,即为合格。
1.2 创新点
创新点项目包括以下几项。
(1)积分配水器:通过控制器撞拉次数实现改变流通面积的目标,从而达到改变流量的要求。
(2)工作筒:是积分配水器的载体,其特点一是出口为单流阀,以防止地层反吐,堵塞流通孔道;二是纯偏心结构(偏心量为12mm)。
(3)撞拉控制器:即撞击又提拉,以保证一个动作的完整性,从而提高操控质量,达到控制目标要求。
(4)防中途坐封球座:防止下管柱过程中由于油管内液柱位能的变化(转移为动能并变为压力)产生中途坐封现象。
对Y341型或Y344型等靠水力坐封的封隔器尤其要注意采用该球座,可以防止作业返工,浪费人力、财力。
2 技术特点
(1)明显增加了油田分层注水井的覆盖率,并使油田注水工艺水平取得较大幅度的提升,随着技术推广的辐射面加大,其对油田原油产量的稳定将起到举足轻重的作用。
(2)由于可以方便地掌握施工技术,其推广的前景就显得光明,在生产安全方面具有更可靠的保障作用。
(3)工作筒为积分配水器的载体,属纯偏心结构(偏心量为12 mm),其特点为:①既可采用浮子流量计进行分层测试,也可以采用单井流量计,对分层调控过程作原始记录,并对微变化与单层流量的增量作对应联系,使地面计量与井下分层测试相结合,使分层流量(注水量) 得以准确测
量,获得准确的测试资料;②在堵塞器和配水器的进液孔增设单流阀,防止地层油砂反吐,进入配水器流通孔道,堵塞通孔;③由于采取防腐、防垢、防砂措施,并对橡胶密封件做出抗老化要求,使得配水器在井下工作时间达到3a;④管柱采用防中途坐封球座,降低了因重复作业造成的施工损失,提高作业效率、效益15%以上。
3 应用优点
(1)该项技术创意新颖,其可行性是有把握和有价值的,推广后虽然产品价格稍高,但由于提高了可靠性,降低的施工投入和浪费,远远超过产品价格的投入,所以施工队伍与管理工作者,均会欢迎该产品及其技术的推广。
(2)测试仍可延用浮子流量计进行分层测试,撞击次数可以用对应表(见表1),也就是按对应表中的点位号与对应水嘴,就能按压差与流量Q的关系曲线指导施工,与原偏心注水技术的协调性、继承性很好。
(3)除积分配水器、工作筒、控制器、防中途坐封球座外,其余均可延用庆655-Ⅱ偏心配水技术,设备均可继续延用,其试井工作人员均可继续留用。
4 施工介绍[2]
4.1 组合管柱
组合管柱自下而上逐渐。
封隔器与偏心工作筒间距不得小于
3.5m。
因控制器要求球座上部须装有撞击筒,所以管柱在球座上部,也可直接与球座连接。
4.2 坐封
所有水力坐封的封隔器(如Y341型、Y344型)均可在积分配水器的任一点位进行坐封。
4.3 检查全井流量
检查全井流量,如与设计要求相差大于10%,可以在分层测试后对不合格层位进行调控,方法是下控制器至井下,与撞击筒相碰后上提,由下而上对要求改变流量的层位,逐级进行操控(撞击与提拉),次数根据配注量要求而定,可参考表1。
4.4 测试结果总结上报
把测试结果制分层点位资料总结上报。
5 结论
积分分层注水工艺技术是通过积分配水器的控制器撞击次数不同,改变流通面积的大小,从而改变流量,满足分层注水要求的;把较复杂的分层配注施工变得简单方便,提高了分层注水合格率,使试井工作量大大降低,同时也对注水管理的科学化、网络化提供了可行条件;对油田原油产量的稳定起到举足轻重的作用。
由于施工技术简便,推广
前景光明,在生产安全方面具有可靠的保障。
参考文献
[1]张琪.采油工程原理与设计[M].东营:石油大学出版社,2003.
[2] 万仁溥,罗英俊.采油技术手册[K].北京:石油工业出版社,1991.。