分层注水简介

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国内外分层注水发展现状
国外现状
国内油田如大庆、胜利、冀东、江汉等油田，经过多年的 技术研究，各自研制了适合本油田特点的分注工艺技术，分 注工具基本配套、完善。 华北油田注水工艺的研究应用与实施伴随油田开发的全过 程已经历史较长，根据华北油田深井及高温等不同区块的特 异性，分注工艺技术及井下工具的应用也已成熟并普遍推广 应用。
坐封封隔器 配水器芯子装死嘴从井口投入，依靠注水力量投 送，坐到配水封隔器上后，继续升高压力，坐封封隔器，并打 开底部注水层对应的连通器。 调配水嘴及分层测试 通过反冲，将配水器芯子冲出，井口捕 捉，取出死嘴调换合适水嘴，同时将3支小直径流量计放入芯子 内，然后把芯子投入井内，坐到配水封隔器上之后，注入水通 过3个水嘴对3个地层注水，同时3支电子存储式井下流量计工作， 测试分层水量。通过控制3～5个压力点测试不同压力下的分层 注水量。
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测试方法二:投球法分层测试 ③资料整理 投第一个球后的注水量为第1层和第2层注水量之和，投 入第二个球之后的注水量为第1层的注水量。全井注水量 是1、2、3三个层段同时吸水时的注水量。 第Ⅰ层段注水量=投最后一个球后测得的注水量 第Ⅱ层段注水量=(投第一个球后的注水量)－(投第二个球 后的注水量) 第Ⅲ层段注水量=(全井注水量)－(投第一个球后的注水量)
将吸附有放射性同位素（比如Zn65）离子的固相 载体加入水中，调配成一定浓度的活化悬浮液，在 正常注水条件下将悬浮液注入井内，悬浮液将按井 筒剖面的原有吸水能力按比例进入各注水层。由于 固相载体颗粒直径稍大于地层孔隙，因此可被滤积 在岩层表面，而清水进入深处。另外，固相载体能 均匀悬浮且有牢固吸附性，所以吸水量大的层岩层 表面滤积的固相载体就多，仪器测得的放射性强度 就大，反之则小。地层的吸水量、对应射孔井段滤 积的载体量、放射性强度三者之间成正比关系。
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配水器 KHD-110新型空心配水器
型
参 数 号
甲 730 113 58 46 0.5~0.7
乙 730 113 51 40 0.5~0.7
丙 730 113 46 34 0.5~0.7
丁 730 113 42 32 0.5~0.7
总长/mm 最大外径/mm 中心管通径/mm 芯子通径/mm 凡尔开启压力/Mpa
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液力投捞组合式斜井分注管柱 技术特点 （1）工艺适用于φ124mm套管井2～3个层 段的注水。最小卡距可以控制在1.2m，可实 现小卡距的细分注水； （2）通过液力投捞实施注水量的调配，测 试工艺简单； （3）更换配水器芯子时，一次可完成3个 层段注水量的测试和调整。
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4 第四章
分层注水工具及其工作原理
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3 第三章
分层注水管柱结构
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• 分层注水管柱按配水器结构一般分为三类，即固 定配水管柱、 空心配水管柱、偏心配水管柱。固 定配水管柱目前已不常用。主要是偏心配水管柱、 空心配水管柱两类。偏心配水管柱是使用最广泛 的配水管柱，空心配水管柱在许多领域又有新的 发展。
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偏心配水管柱
偏心配水管柱（ I ）
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测试方法二:投球法分层测试
①测全井指示曲线 就是井下各注水层段在该井下管柱条件下同时吸水时，注入 压力和全井吸水量的关系曲线。 ②测分层指示曲线 方法是先投小球入井，小球坐在最下一级球座上，将最下一 层封住（图中第3层），然后对其上1、2层进行测试，每个注水 压力点应与全井测试时相同；其次投入第二个球将第2层封住， 便可测得第1层的资料。依此类推，根据分注层数的数量，需从 下到上逐级投入由小直径到大直径的ห้องสมุดไป่ตู้，进行测试。
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550
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最大外径/mm
中心管通径/mm 芯子通径/mm 凡尔开启压力/Mpa
110
58 46 0.5~0.7
110
48 40 0.5~0.7
110
44 34 0.5~0.7
110
40 32 0.5~0.7
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配水器
KHD-110新型空心配水器 工作原理
KHD-110新型空心配水器由油管加 液压，液压经水嘴作用在阀上，阀压缩 压簧，离开阀座上行，阀启开，高压水 经油、套管环形空间后注入地层。新空 心配水器具有单流作用，可有效防止停 注后通过配水器发生层间窜注。设计将 盘根改在本体上，投捞不掉盘根。 配水器按芯子大小排列，分甲、乙、 丙和丁。
• • • • • •
• 结 构 由扩张式封隔器和偏心配水器等构成。 • 技术要求 （1）各级配水器的水嘴压力损失必须大于 0.7MPa,以保证封隔器坐封； （2）各级偏心配水器的堵塞器编号不能搞错， 以免数据混乱，资料不清。 • 存在问题 扩张式封隔器的胶筒不能适应深井高温要求。
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偏心配水管柱
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配水器 KHD-110新型空心配水器
型
参 数 号
甲 730 113 58 46 0.5~0.7
乙 730 113 51 40 0.5~0.7
丙 730 113 46 34 0.5~0.7
丁 730 113 42 32 0.5~0.7
总长/mm 最大外径/mm 中心管通径/mm 芯子通径/mm 凡尔开启压力/Mpa
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深井分层注水管柱
结 构
该管柱主要由可洗井封隔 器、空心配水器、球座等井 下工具组成。
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空心分层注水管柱
深井分层注水管柱
工艺特点 （1）根据工艺要求可以组成一级两段、 两级三段分注工艺管柱。 （2）投捞的成功率较高，通过来自现 场的资料，成功率达到90%以上。 （3）封隔器具有反洗井通道，能够在 封隔器不解封的情况下进行反洗井。 （4）调配时投捞次数较多，不能实现 单独任意层的投捞调配。
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深井分层注水管柱
技术指标
封隔器承上下压差 配水器承上下压差 耐 温 ≤25MPa ≤35MPa ≤120℃
适应井径
51/2″或7″套管井
适应井深
≤4000m
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深井双向锚定分注工艺管柱
结 构 该管柱主要由SLY241—115型封 隔器、防定卡瓦,空心配水器、挡球 等井下工具组成。 工艺特点 （1）利用防顶卡瓦、Y241型封 隔器组合来双向锚定管柱，限制其 蠕动，延长管柱使用寿命； （2）具有反洗井功能； （3）封隔器耐温140℃、承压差 35MPa。
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液力投捞组合式斜井分注管柱
结 构 主要由HNY341—115C型配水封隔器、 HNY341—115C型封隔器、缓冲器、扶 正器、连通器和KHD—114型配水器芯子 组成。 适应条件
工作压力
≤25MPa
工作温度
井斜 适应井深 分注层数
25
≤120℃
≤45° ≤3000m 2～ 3层
液力投捞组合式斜井分注管柱 技术要求
分层注水管柱及工作原理分析
目录
1 分层注水简介 2 分层吸水能力及测试方法 3 分层注水管柱结构 4 分层注水工具及其工作原理 5 分层注水发展趋势 6 参考文献
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1 第一章
分层注水简介
分层注水概念 指在注水井中下入封隔器，把差异较大 的油层分隔开，再用配水器进行分层配水， 使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油 层注水量得到加强，使各类油层都能发挥
作用。
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分注的目的
当注水开发多油层非均质的油田时，由于油层渗透率 在纵向上和平面上的非均一性，注入水就沿着高渗透层 或高渗透区窜流。而中低渗透层或渗透区却吸水很少， 从而引起一系列矛盾即层间矛盾、平面矛盾及层内矛盾。 为了解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均 匀的状况，以控制油井含水上升和油田综合含水率的上 升速度，有利于提高储层动用程度和油田的最终采收率。
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空心配水斜井分注管柱
结 构 该管柱由斜井注水封隔器、任意 转向短节、液力锚定扶正器、空心 活动配水器等组成。 适应条件 工作压力 工作温度 井斜 适应井深 分注层数 ≤35MPa ≤150℃ ≤30° ≤3500m ≤3层
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空心配水斜井分注管柱
技术要求
验封 单级验封过程是提起球棒，油管憋压 观察套管溢流情况，判断封隔器是否坐封。双 级验封过程是提出球棒，下压力计，油管憋压， 根据压力曲线变化情况，判断封隔器坐封情况。 注水调配 下级配水芯子由压送器送入，以 保证通过上部配套工具内孔。打捞时，下入液 力打捞器于配水器芯子中，由套管反憋压冲动 后，由试井钢丝捞出。更换管柱时，直接上提 管柱解封封隔器，起出管柱。
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封隔器 K341—115型封隔器 工作原理
按施工设计将封隔器管柱下到设计 位置后，上提一定解封距，从油管内 加液压，液压经中心管小孔传入扩张 式胶筒内，将胶筒撑开，稳压下放管 柱，即可坐封。解封时直接上提管柱 就可以实现解封。
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封隔器 Y341—115型自验封封隔器 工作原理
该封隔器上下各两个胶筒，中间有一个爆破阀。将封 隔器下到预定位置后，上提管柱，下测试球杆，将油管 密闭。从油管打压，液体从油管进入活塞室，推动活塞 上行，坐封压力达20MPa，钢体压缩胶筒使其密封油套 环空。继续打压22MPa时，封隔器爆破阀破裂，根据油 管内压力变化情况可以判断封隔器密封性，即停止打压。 油管内压力保持不变，说明封隔器密封良好，如果油管 内的压力下降，不能保持稳压，则说明封隔器不密封。
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2 第二章
分层吸水能力测试方法
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分层吸水能力可用指示曲线、吸水指数、视吸 水指数等指标表示，还可以用相对吸水量来 表示。 相对吸水量：在同一注入压力下，某一层吸水 量占全井吸水量的百分数，用来表示各小层相对 吸水能力的指标。 分层注水指示曲线：注水层段注入压力与注入 量的相关曲线。指示曲线的形状主要取决于油层 条件和井下配水工具的工作状况。
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封隔器 Y241—115型封隔器
工作原理
坐封 向油管内打压，液体从内中心管的传压 孔进入活塞缸，推动控制活塞下行，锁块离位， 连接体与外中心管脱开，连接体上行推动卡瓦伸 出卡瓦套，卡瓦卡住套管，建立支点。下放管柱 压缩胶筒。连接体通过活塞套带动锁环上行，锁 环与锁套的倒齿扣咬合在一起，形成自锁。 洗井 从套管打压，缓慢打开套管洗井阀门， 便可洗井。 解封 将管柱提到原悬重后，继续上提管柱， 胶筒恢复原状，封隔器解封；同时，外中心管带 动锥体上行，锥体收回卡瓦，封隔器解卡。
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配水器 KHD-110型空心配水器
工作原理
KHD-110型空心配水器由油管 加液压，液压经水嘴作用在阀上， 阀压缩压簧，离开阀座上行，阀 启开，高压水经油、套管环形空 间后注入地层。配水器按芯子大 小排列，分甲、乙、丙和丁。
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配水器 KHD-110型空心配水器
型 参 数 号
甲
乙
丙
丁
总长/mm
偏心配水管柱（ II ）
结 构 由压缩式封隔器和偏心配水器等构成。 技术要求 （1）筛管应下在油层以下10m左右； （2）因各级封隔器的解封销钉直径和 解封负荷是从上到下逐渐减少，所以封 隔器应按编号下井，否则造成解封困难； （3）各级偏心配水器的堵塞器编号不 能搞错。
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空心分层注水管柱
• 空心分层注水管柱可分为深井分层注水管 柱、深井双向锚定分注工艺管柱、空心配 水斜井分注管柱及液力投捞组合式斜井分 注管柱等多种类型。
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封隔器
K344型封隔器
工作原理
从油管内加液压，当油管内外 压差达0.5～0.7MPa，液压经滤 罩，下接头的孔眼和中心管的水 槽，作用于胶筒的内腔，使胶筒 胀大，密封油套管环形空间。放 掉油管内的压力，使其油管内外 压差低于0.5～0.7MPa时，胶筒 即收回解封。
1-下接头；2-滤网罩；3-中心管；4-胶筒； 5-硫化芯子；6-胶筒座；7-O形胶圈；8-上接头

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国内外分层注水发展现状
国外现状
国外油田如美国、俄罗斯在注水尤其是分注技术方面研究 较早，目前处于世界的前列。据有关技术文献报道，他们的 注水在工艺技术上形成了一整套适合不同油田特点的系列分 注工艺，在分注配套工具上，分注封隔器、配水器等配套工 具都已经标准化、规格化、系列化。总体上已经由原来的定 压注水向定量注水转化，定量注水技术已经非常成熟，现场 应用也取得了相当的技术水平和经济效益。
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目前分层吸水能力的测试方法主要有两类：一 类是测定注水井的吸水剖面；另一类是在注水过 程中直接进行分层测试。 测定注水井的吸水剖面：用各层的相对吸水量 来表示分层吸水能力的大小。 直接进行分层测试：用分层测试整理分层指示 曲线，求出分层吸水指数来表示分层吸水能力的 好坏。
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测试方法一：放射性同位素载体法测吸水剖面