注水井的管理技术

注水井的管理技术
第一节 水源的选择、水质的要求及处理
一、水源的选择
（一）选择水源的基本原则
（1）要考虑水质处理工艺简便、经济合理； （2）满足有天注水设计要求的最大注水量
（ 二）水源类型
1地面水（淡水） 特点：水质不稳定，高含氧，悬浮物微生 物含量高 2来自河床等冲击层的水（淡水） 特点：水质变化不大，无腐蚀性，水中含氧稳定，水源易于处理 3地下水层水源（淡水或咸水）
（四）达到四个“提高” （1）提高测试质量 （2）提高注水合格率 （3）提高封隔器的使用寿命 （4）提高施工作业水平
第五节 注水井吸水能力降低的原因 和处理的方法
一、注水井管理及井下作业有关的因素
（一）与注水井管理及井下作业有关的因素
（1）未按规定洗井，井筒不清洁，井内的污物随注入水被 带入地层，造成堵塞。 （2）进行作业时，用泥浆压井使泥浆进入注水层而引起地 层堵塞。 （3）由于酸化措施不当或注水操作不平稳而破坏地层岩石 结构，造成砂堵。
（三） 含油污水处理过程
第二节 注水系统流程
一、注水系统的地面流程
水源 配水间
水处理站
注水井
注水站
其中注水站的工艺流程：来水进站 汇水管 高压泵 流量计 分水器 输水管路（如图所示）
配水间流程分为单井配水间和多井 配水间流程
二、注水方法
1 正注 2 反注 3 合注 4 笼统注水
5 分层注水
（二）做到“三个及时” 1及时取全取准资料（注水量、油压和泵压、井口油压和套压、测试资料、 静压资料、洗井资料） 2及时分析 3及时调整 （三）实现“三定、三率、一平衡” 三定是指：定性、定压、定量 三率是指：分层注水井的测试率、测试合格率、分层注水合格率。 一平衡是指以阶段注水为基础的年度地下注采平衡。
（二）分层配水的方法
根据油层性质、注水井与油井的连通情况，一般分为 限制层、均衡层和加强层。 限制层：对于油水井单向连通性好，油井已见水的层位及吸 水能力强的高渗透层，应控制注水，注采比应小于1 均衡层：对于那些采出量与注入量基本均衡，地层压力变化 不大的油层，注采比控制在1左右。 加强层：对于那些低渗透油层、注水未见效的层段及低压层， 加强注水，注采比应大于1
（二）恢复地层吸水能力的措施
地层吸水能力的降低，绝大多数是由于地层被堵塞引起的，所以， 要恢复地层吸水能力，就必须接触堵塞。造成堵塞的原因不同，解堵 方法也不同。 注水过程中造成地层堵塞的各种堵塞物可大体分为两大类：一类 是无机堵塞物；一类是有机堵塞物。 1无机堵塞物 无机堵塞物长采用盐酸或土酸处理地层解除堵塞。 2有机堵塞物 有机堵塞物主要为藻类和细菌类。要清除他们的堵塞就要在井底 附近采取杀菌的措施。常用甲醛、次氯酸钠作为杀菌剂
对注入水的基本要求： 1 机械杂质不堵塞地层空隙 2 不与地层及流体发生沉淀反映 3 不腐蚀管线，具有良好的洗油能力
三、注入水处理的工艺流程
主要有五个水处理措施： 1 沉淀 2 过滤 3 杀菌 4 脱氧 5 曝晒
四、含油污水处理
随着有天开发时间的延长，产出的污水也随 之增多。因此产出的污水是油田开发中晚期注水 的主要水源 （一）含有污水回注的优点
1）地面因素
（1）引起井组油压升高的因素有：泵压升高、地面管线堵、闸板脱落。
（2）引起井组油压下降的因素有：地面管线漏。 2）井下因素 （1）引起井组油压升高的因素有：水嘴堵活滤网堵 （2）引起进组油压下降的因素有：封隔器失效、管外水泥串槽、底部单 流阀密封不严、配水嘴脱落或滋大、油管漏等。
3）地层方面的因素 （1）引起井组油压和井口油压升高的因素：长期注水使地层吸水能力下 降及射孔孔眼堵塞； （2）引起井组油压和井口油压降低的因素：由于提高注水压力沟通了地 层的一些微裂缝采取增注措施后，使地层的渗透率
第三节 分层注水技术
分层注水技术的目的：
主要是为了解决层间矛盾，调整吸水剖面，以控制油 井含水的上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的 开采效果
一、注水层段的划分及分层配水
（一）合理划分注水层段
（1）划分注水层段时，要做到油、水井所划分的层段相互 对应； （2）对主要见水层及高渗透层要控制注水 （3）对厚油层中的高含水小层应划分出来，控制注水
（1）污水中含有表面活性物质，可提高污水洗油能力； （2)污水的矿化度一般都比较高，对与水敏性油气藏，注污 水可以防止粘土膨胀； （3）污水回注保护了环境，提高了水的利用率。
（二）污水回注应解决的问题
（1）处理后的污水应达到注水水质标准 （2）处理后的污水部结构、不堵塞管线，不腐蚀管线和设备 （3）处理后的污水与地层岩石和流体不发生沉淀反映
（一）单管多层分注方法
1 固定式配水管柱：主要由油管、水力压差式封隔器、固 定式配水器、测试球座及底部单流阀等组成。
2 活动式配水管柱分为：空心活动式配水管柱和偏心活动 式配水管柱
（二）油套管分层注水方法
（三）多管分层注水
三、分层测试
（一）井下浮子流量计测试 （二）投球测试
井下浮子流量计测试原理：注入水从流量计的进水孔进入，
3 粘土遇水膨胀造成油层堵塞 注入地层中的盐水、pH值为3-5的酸性水、表面活性 剂溶液都可以减少粘土膨胀。解除堵塞一般也采用酸处理 的方法
第六节 注水井调剖技术
注水井调剖技术是指对注水开发油田的注水井通过机 械或化学方法控制高吸水层的吸水量，相应地提高低吸水 油层的吸水量，使注水均匀推进，提高油层波及系数的技 术。 注水井调剖方法有机械方法和化学方法。机械法调剖 主要是通过分层注水来调整各层段的注水量，从而达到调 整吸水剖面的目的。这里主要介绍化学方法调剖
3注水指示曲线上移
4注水指示曲线下移
斜率不变，吸水指数不变，说明地 层的吸水能力没变。在相同的注入 量下注入压力升高，说明由于长期 注水使地层压力升高了。
斜率不变，吸水指数不变，说明地 吸水能力没变。在相同的注入量 下注入压力下降，说明长期欠注 使地层压力下降了
(三)用指示曲线分析井下配水工具的工作状况
2 引起套压变化的因素
第一级封隔器失效会使套压升高
（二）注水量的变化 1注水量上升的原因：
1）地面设备的影响：流量计指针不落零造成记录数值偏高；地面管线漏 失和泵压升高均可以造成注水量的上升。 2）井下设备的影响：封隔器失效、油管漏失、水嘴被滋大或者脱落、底
部单流阀密封不严等都会引起注水量上升。 3）油层的影响：油水井采取增注措施后使地层的渗透率增加，有新的小 层吸水；提高注入压力后，沟通了一些微小裂缝；有水淹层。
2注水量下降的原因
1）地面设备的影响：流量计不准、地面管线堵、闸门的闸板脱落等均可 以造成注水量下降。 2）井下设备的影响：水嘴或滤网堵、射孔的孔眼堵塞都会引起注水量的 下降 3）油层的影响：注水过程中，由于注入水水质不合格引起油层堵塞，使 地层的渗透率下降；油层压力回升，使注水压差减小。以上因素都会 导致注水量的下降。
第四节 注水井的分析及管理
一、注水井的投注程序
（一）排液：目的清除井底周围油层内的脏物；排除井底附 近一部分原油，造成低压区；采出一部分油量，减少储量 损失。 （二）洗井：正洗和反洗两种 （三）试注：目的是为了了解地层的吸水能力，确定配注压 力 （四）转注
二、注水井油、套压及注水量的变化分析
（一）油、套压变化的分析 1引起油压变化的原因
并冲击浮子在锥管里移动，浮子的移动带动记录笔移动，然后由出水 管流出，进入注水层段。与此同时，钟击带动记录纸筒旋转，在记录 卡片上即可画出浮子的位移随时间变化的关系曲线，从而可以得到注 水量。

投球测试法测试原理：对于一口井油管柱内径与流量计的环
形空间的截面积是一定的，通过不同的流量、液流速度，不同的液流 速度产生的超声波不同。流量计经过对录取数据的处理后存储起来， 测试后拿到地面经过地面回放仪回放、计算机处理后可直接得到测试 成果表和分层测试曲线。
（二）与水质有关的因素
1 2 3 4 铁的沉淀 碳酸盐沉淀 细菌堵塞 机械杂质堵塞
（三）粘土膨胀 （四）地层压力回升
二、防止地层吸水能力下降及恢复地层吸水 能力的方法
（一）防止地层吸水能力下降的方法 1 对于由于作业不当及注水井操作不当引起堵 塞的预防 2 对于水质不合格引起的地层堵塞的预防 3 对于粘土膨胀的预防
（三）分层配水的原理
在注水井中下入封隔器将各油层隔开，并在各注水层段安装所 需要尺寸的配水嘴，在井口保持同一压力的情况下，利用配水嘴的 “节流损失”降低井底注入压力，控制高渗透层、加强低渗透层的注 水量，达到分层定量配水的目的。
二、分层注水工艺管柱
分层注水的工艺方法有：单管多层分注、油套管分层注水及多管 分层注水。单管多层分注最常用
4海水 特点：高含氧和盐，腐蚀性强，杂质多。 5地层污水回注 特点：偏碱性、硬度低、含铁少、矿化度高、含油量高。可提高注水经 济效益，随着采出水的增多，采出水已成为油田注水的主要水源。
二、对水质的要求
地层吸水能力明显下降的原因主要是注入水水质不合格，造成地 层堵塞，使地层吸水能力下降。注入水对油气藏造成的损害主要是堵 塞、腐蚀和结垢三类。
三、注水指示曲线的分析和应用
（一）用指示曲线分析地层吸水能力的变化
由于正确的指示曲线，能反映地层吸水能力的大小，因而通过对 比不同时间内所测得的指示曲线，就可以了解地层吸水能力的变化。 1 指示曲线左移 2指示曲线右移
斜率变大，吸水指数减小， 地层吸水能力下降。
斜率变小，吸水指数增加，地层的 吸水能力增强
（三）注水指示曲线的应用
1根据注水指示曲线计算地层的吸水指数
（1）吸水指数：单位注水压差下地层的吸水量。一般用K表 示
（2）视吸水指数：单位注入压力下的日注水量 （3）地层吸水指数：注水量的差值与压差的比值
2计算各层段的吸水百分数
各层段吸水百分数=某段吸水量/全井注水量*100%
3判断小层注水情况
4进行水嘴的调配
五、配水嘴的选择
分层配水是通过在各注水层位安装不同直径的配水嘴，利用配水嘴节流 损失的大小进行注水量的控制。通过水嘴的嘴损与水嘴直径及配水量的大小 有关。因此，利用嘴损、水嘴直径及配水量三者的关系曲线图，由配注量及 嘴损值即可查得相对应的配水嘴直径。 配水嘴的选择： （1）根据测试资料绘制分层指示曲线 （2）根据分层配注量的要求，在分层指示曲线上查得各分层的井口配注压力 （3）根据设备条件确定井口注入压力 （4）用已确定的井口注入压力减分层井口配注压力即得各分层的嘴损值 （5）根据给定的各分层的配注量及算得的嘴损值，在图8-19嘴损曲线上，即 可查得。
油管漏失或管柱脱节会使注入水从油管进入油、套环形空间，使 油、套管没有压差，封隔器失效，注水量显著上升，油套压平衡，指 示曲线大幅度向水量轴偏移。
四、注水井的管理
注水井管理的目标是均衡、合理、有效的注水。要完成注水井 管理的任务及目标，注水井管理要做到：把好“两关”；做到“三个 及时”；实现“三定”、“三率”、“一平衡”；达到“四个提高” （一）把好“两关” 1 把好注水质量关 2把好平稳操作关
2）第一级以下各级封隔器失效的判断 当第一级以下封隔器不密封时，则表现为油压下降，套压不变， 注水量上升。 2配水嘴故障
3底部阀座不密封
不密封会造成注入水自油管末端进入油套管环形空间，使油、套 管没有压差，封隔器失效，注水量显著上升，油套压平衡，指示曲线 大幅度向水量轴偏移
4油管漏失或管柱脱节
四、注水指示曲线的绘制与应用
（一）注水指示曲线的概念
表示在稳定流动的条件下，注入压力与注入量的关系 曲线。在分层注水情况下，小层指示曲线表示各小层注入 压力与小层注水量的关系曲线。
（二）注水指示曲线的绘制
注水量为横坐标，注入压力位纵坐标，将注入压力与 各层段注水量的对应关系在坐标中进行描点连线，即可得 到各个小层的注水指示曲线
1封隔器失效
主要原因：封隔器胶皮筒变形或破裂无法密封，配水器弹簧失灵 及关注底部单流阀不严，使油管内外达不到封隔器胶皮张开所需要的 压差。 1)第一级封隔器失效的判断 正注井若出现油套压平衡或套压随油压的变化而变化，并且注水 量增加，科判断为第一级封隔器失效。 （1）当第一级封隔器以上有吸水层时：封隔器失效后，会导致全井吸水 量上升，套压上升，油压下降，油套压接近平衡。 （2）当第一级封隔器以上无吸水层时：封隔器失效，将导致套压迅速上 升，油压不变，使油套压平衡，注水量不变。