油田开发中注水技术现状及发展

油田开发中注水技术现状及发展

【摘要】油田开发中注水技术是实现油田开发长期高产和稳产的重要技术手段。本文总结了国内注水技术现状及最新进展，分析了目前注水工程存在的问题及面临的技术挑战，提出注水技术发展对策和管理措施。

【关键词】油田开发注水工艺现状发展趋势

1 注水技术现状

1.1 注水技术发展历程

我国注水开发油田开发层系多且油层非均质性严重，在不同的油田开发阶段，由于投入开发调整的对象和要求不同、分层注水工艺的要求和细分程度不同，开采的目的层数量和性质也不一样。为保证各开发阶段注水井能够实现注够水、注好水，注水工艺的发展主要经历了以下过程：封隔器由水力扩张式发展到水力压缩式；配水工作筒由同心式发展到偏心式，再发展到与封隔器一体化；配注水嘴由固定式发展到活动式，再发展到电动可调式；水嘴投捞方式由起下注水管柱投捞发展到液力投捞和钢丝投捞。1.2 分层注水主体技术及研究新进展

国外油田在注水尤其是分层注水技术方面研究较早，已形成了一整套适合不同油田特点的系列分层注水工艺，分层注水封隔器、配水器等配套工具都已经标准化、规格化、系列化。总体上已经由初期的定压注水向定量注水转化，同时由于国外十分注重水质，没有不动管柱洗井的要求，对地层进行定量注水，测试调配工艺相对简单。国内注水始于20 世纪50 年代，1954 年玉门老君庙油田在L 层边部MN27 井开始注水，标志着国内油田注水技术进入实施阶段。20 世纪60 年代研发成功固定式分层配水技术和活动式分层配水技术，20 世纪70 年代研制成功665-2 偏心配水器，20 世纪90 年代研制成功同心集成式注水技术，进入21 世纪，研发成功桥式偏心分层注水和高效测调联动分层注水配套技术，同时发展了防砂、分层注水一体化注水技术，研究应用了斜井等特殊结构井分层注水技术，分层注水工艺满足了不同开发阶段、不同类型油藏油田开发的注水需要，目前分层注水技术已经具备了分层、测试、调配、洗井、作业的特点和功能，为油田实现分层开采奠定了坚实的技术基础。

2 注水工程面临的问题、挑战及对策

注水技术是一项系统工程，但近年来在油田开发管理和投入上对注水工作有弱化的趋势，部分关键环节和技术措施投入欠账较多，注水开发油田开发矛盾愈显突出，特别是最近一个阶段，在新储量大幅增加和油价长期处于高位的有利时期，油田开发管理过程中出现了重新井轻老井、重油井轻水井、重产油量轻注水量的现象。目前油田开发在注水技术研发与应用和技术管理上存在的问题，主要表现在以下几个方面：

（1）是注入水水质问题较严重，地面注水管网老化严重，二次污染问题十分突出，水质达标率低，部分油田注水井没有洗井流程，洗井车数量少，洗井工作量和投入严重不足，平均水质达标率仅为83%。

（2）是下井 5 年以上的注水管柱较多，最长的水井管柱下井时间超过10 年，井下管柱腐蚀、破漏严重，安全隐患问题突出，分层注水效果难以保证，同时，水井作业比例小，油水井数比2.9，油水井井下作业数量比为6.5，需要增加水井作业工作量，改善水井井下管柱状况。

（3）是水驱开发油田采收率低于30%的储量规模较大，只有少部分油田采收率超过50%，包括大庆喇萨杏、辽河锦16、兴隆台、华北京11、新疆克七中东、塔中4 等油田。另外，未注水开发油田采收率大都低于20%，水驱提高采收率的空间较大。

（4）是随油田开采程度的不断提高和开采强度的加大，部分油田综合含水和自然递减率均有上升趋势，特别是近三年含水上升率和自然递减率增速加快，最大自然递减率达到28%，含水率上升幅度最大3.3 个百分点，甚至更高。

（5）是水平井、超深井等特殊条件下分层注水工艺实现面对诸多困难，分注工艺、配套测试调配工艺、特殊材质封隔器和橡胶材料等急需研发成功。

针对上述问题和技术挑战，在注水技术研发和注水技术管理方面，需要进一步加大分层注水新工艺的攻关力度，强化油田现场注水技术管理，坚持“注够水、注好水、精细注水、有效注水”，努力构建科学合理的油田开发秩序，达到控制含水上升速度、控制产量递减、提高水驱采收率的目的。

3 注水技术发展趋势

随着油田开发程度的深入和复杂井况的出现，为进一步延长水井免修期，提高注水层段合格率，提高工艺实施效率，降低操作成本，分层注水还需要继续发展提高，总的发展趋势主要围绕提高细分程度和测调效率方向发展，向着精确、定量、智能化注水的方向发展，同时发展完善大斜度井、水平井等特殊结构井分层注水工艺。

（1）是注水作业向着不压井、不放喷技术方向发展。注水井作业目前全国各油田基本采用压井或放喷方式，为提高油藏水驱开发效果，减少地层能量损耗，油田正在进行水井作业不压井、不放喷技术的研究试验，由放喷泄压向不压井作业方向发展。

（2）是管柱功能的发展：由单一的注入功能向着注入、信息采集、测试集成化方向发展，提高机电一体化程度，加速注水井智能化管理。工艺管柱不但可满足分层注水工艺的要求，而且还可满足吸水剖面改造工艺要求，如油层解堵和分层酸化等。

（3）是分层注水量测试技术向着测试简单、一次多层、准确、可靠方向发展，同时发展水平井、定向井等特殊结构井测试调配技术。井下测试可获取嘴前嘴后压力、注入量等连续监测数据，根据监测结果实时做出测调响应，在减少测试工作量的同时，将测调周期缩短至最小，并为地质精细研究提供全新分析依据。

（4）是分层注水配套防腐油管性能逐步改善和提高，涂层由敷涂树脂发展到喷涂环氧粉末、镍磷涂层、内衬塑料管和不锈钢管，防腐处理由化学处理发展到喷砂处理，质量和环保性能逐步提高，同时提高配套井下工具抗腐蚀性能。

（5）是投捞方式、配水方式的发展：配水方式由目前的节流压差原理以水嘴大小控制水量，逐步发展为井下定量配水技术。配注全过程在井下自动进行，由程序控制，依据预设配注方案和实时监测的分层流量结果，通过微电机、按指定周期调节配注阀开度。井下智能配注器由内置可充电电池供电，通过无线传输方式，进行配注和测调周期的调整、读取井下监测数据。

（6）注水配套工具上的发展：注水封隔器性能将向耐高温、耐高压差方向发展，开发新型高温高压密封新材料，逐步适应超深井和特殊高温油藏注水工艺的要求。

参考文献

[1] 王建华，孙栋，李和义，李绿伟，吕恩春. 精细分层注水技术研究与应用[J].油气井测试，2011（04）

[2] 徐国民，刘亚三，米忠庆. 特高含水期精细分层注水需要解决的问题[J].石油科技论坛，2010（04）