油田注水技术及发展现状

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油田注水技术及发展现状

摘要:油田开发后期,注水仍是提高原油采收率的主要措施之一。近期内,同心注水技术会逐渐取代偏心注水技术,在国内各大油田推广。当然,随着油田数字化、智能化技术的不断进步,低成本的智能配注技术会慢慢走上历史舞台,成为未来注水技术的主力军。

关键词:油田注水技术;应用;发展

引言

随着长庆油田产能建设的快速发展,油藏压力逐年降低,注水开发在长庆油田占有重要的地位,因此油田加快了注水站建设任务。长庆油田生产区域大多分布在沟壑纵横、交通不便的地区,自然环境差,大部分井站生产工艺流程复杂,管理难度大,提高注水技术对油田企业有至关重要的影响。

1油田注水设备概述

注水开发的油田,通过注水井的注入,在油水井之间形成均匀的水线,实现水驱油的作用效果,给油井补充能量,促进油井增产。通过注水开发,能够保持地层的压力,减缓油井产量的递减速度,及时为油层补充能量,才能保持油井长期的高产稳产。

油田注水过程中,如果注水的强度过大,就会形成指进的现象,导致油藏过早见水,严重的情况甚至被水淹。注水量不够,就会导致地下亏空,达不到水驱的开发效果。出现注采不平衡的状态,影响到后续油田的持续生产。只有达到注采平衡,才能促使油田高产稳产。

油田注水系统包括净化系统,注水站,配水间及注水井,地面的注水设备以泵机组为主,包括离心泵、柱塞泵等。水质的净化设备包括各种除油器、过滤罐等,油田开发进入后期,越来越多的含油污水作为油田注水的水源,因此,对含油污水的处理成为水质净化的重点。

注水系统的井下设备包括配水器和封隔器,在实施井下作业施工过程中,对井下设备进行质量的监督管理,保证封隔器达到最佳的密封效果,才能达到分层注水的状态。对配水器的运行状态进行监督管理,及时更换配水嘴,保证小层的吸水能力,达到配注的要求,促使油田注水的效果最佳,通过地质资料的分析,地面的注水设备和设施的管理,发挥井下设备的优势,做好注水工作。

2注水技术现状

2.1技术背景

注水工艺开展初期,受管柱及技术限制,以笼统注水工艺为主,即直接从油管内往地层注水,在井下不予控制、自然分流,仅可在地面控制单井总注入量。由于各开采小层渗透率差别很大,注入水往往沿高渗透率层推进速度较快,“单层突进”现象严重,导致油井产液含水率增高,无效注水增多。这个严重缺陷客观催生了分层注水工艺的发展。分层注水即在井下安装封隔器、配水器等工具,从油管内往地层注水,不仅可以在地面控制单井总注入量,还可以调节、控制井下每个地层的注水量。分层注水可缓解层间矛盾,均衡注水,达到精细化管理注水的目的。我国油田大部分采用分层注水方式,尤以大庆、胜利等东部油田开展工作较早。

2.2传统分层注水主要形式

(1)油套分注。这是最简单的一种分注方式,即从油管、套管分别往地层注水,在地面分别控制油管、套管的水量,即可对地层注水量进行控制。油套分注

井下工具结构简单,易于实现,但仅能实现两层分注,驱油效果有限,已逐渐被

淘汰。

(2)偏心注水。这是目前国内技术最为成熟、推广使用面积最大的一种分注

方式。偏心注水工艺需要在井下油管上安装封隔器、偏心配水器等工具:封隔器

胀封后,实现对各个地层的隔离;每个地层配水器内偏心安装有可投捞的堵塞器,堵塞器内安装有水嘴。由于偏心配水器中央通道直径为46mm,仪器、工具外径

小于44mm即可通过,故理论上分层数不受限制,但两层之间不宜过于细分,小

于5m的相邻层段会导致座层识别、操作困难。偏心注水早期采用投捞堵塞器、

人工更换不同孔径的水嘴的方法进行流量调配,费时费力,效率低下,已被淘汰;后期采用可调堵塞器,仪器井下与堵塞器进行对接,通过电机调动水嘴,使其开

度发生变化,从而实现分层流量调配。这就是高效测调技术,最早在大庆油田推

广应用。

(3)空心注水。这是胜利油田应用的一种分注方式。与偏心注水工艺不同的是,每个地层配水器中央通道内安装有可投捞的配水芯子,配水芯子从上至下外

径依次减小以便投捞。配水芯子内安装有水嘴,早期人工投捞测调的方式已被淘汰,后期采用可调配水芯子进行分层流量调配的方式目前仍在使用。空心注水的

优点是易于对接,在斜井上应用优势明显,单层注水量大;缺点是投捞负荷较大、橡胶密封件易脱落,分层数少,最多为4层。上述问题导致空心注水技术仅在胜

利油田使用,其他油田很难推广,但空心易于对接的优势还是值得肯定的。

3智能注水

智能注水的技术路线是在井下放置带有电机驱动机构、流量测试单元、通讯

控制电路等的智能配水器,与地面通过单芯铠装电缆进行有线通讯。井口地面系

统通过物联网、移动通讯网络将井下数据传输至终端,进行远程控制和处理。智

能配水器可根据远程终端的指令,控制电机转动调节水嘴开度,满足配注方案要求。此外,智能配水器能在无其他仪器参与的情况下实现验封测试功能,大大减

少了水井常规测调、验封测试的成本,还能实现注水数据的长期动态监测,对于

保证注水驱油效果意义重大。智能注水较传统注水技术,优势比较明显,是实现

智能化、数字化油田的关键技术。目前存在的缺点就是单层成本偏高、可靠性受

电缆影响较大等。

结束语

为实现精细注水、降本增效,油田开发工作者对注水工艺方法不断探索和研究,取得了较好的效果,为油田提高原油产量、保障国家能源供给安全作出了巨

大贡献。本文以国内主流注水工艺技术发展为主线,介绍了技术开发背景及特点,预测了技术发展趋势。

参考文献:

[1]贾雷哮.国内油田注水开发技术现状与展望[J].化工设计通讯,2018,44(12):50.

[2]陈儒兵,刘文龙.论油田注水开发的几个问题[J].石化技术,2018,25(12):299-300.

[3]刘金戈.低渗透油田注水开发工艺技术分析[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(21):155-156.

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