注水井水嘴组合与注水稳定时间关系

张云 大庆油田测试技术服务分公司

注水井水嘴组合与注水稳定时间关系

张云 大庆油田测试技术服务分公司

液体流经堵塞器时会产生过流压力损失，一般流量越大压力损失越大。水流经过堵塞器后进入地层，根据地层孔隙度、渗透率不同，地层渗流所需的地层压力也有所不同。堵塞器过流损失是压力与流量的二次项关系，堵塞器过流损失是细长管流动特性与薄壁小孔流动特性的函数关系。小尺寸水嘴组合形成的压力补偿，更好地保持了注入量，更容易使注水井稳定时间更长。

过流损失；压力；函数；水嘴

通过建立注水井整体压力系统，针对堵塞器局部压力损失和地层渗流压力两个方面进行对比分析，确立两者对层段压力影响的主次关系，最终提出水嘴组合与注水稳定时间的关系。

1 调试现场的选配

在注水井调试过程中，一口井有两个配注层段，全井配注为20 m3/d，各单层配注要求10 m3/d。第一组员工在偏一配水器投入Ø6.0 mm水嘴，在偏二配水器投入Ø7.8 mm水嘴，注水井达到配注要求油压为15.0 MPa。第二组员工在偏一配水器投入Ø 4.8 mm水嘴，在偏二配水器投入Ø6.0 mm水嘴，注水井达到配注要求油压为15.5 MPa。这两种情况下，第二组员工投入的水嘴，注水井稳定时间更长。

2 调试井下压力系统

就某一地层来说，地层压力在一段时期内、一定流量下相对稳定，地层注水动力来源于井口的配注压力，配注压力加上液柱压力就是嘴前压力。液体流经堵塞器时会产生过流压力损失，一般流量越大压力损失越大。水流经过堵塞器后进入地层，根据地层孔隙度、渗透率不同，地层渗流所需的地层压力也有所不同。

3 调试稳定时间与井下压力补偿

在注水井整体压力系统下，嘴前的层段压力等于水嘴过流损失和嘴后压力的总和。由于嘴后注入地层的流量是一定的，因此流量要克服的地层阻力，地层各个参数也是一样的，所以流量一旦确定，嘴后损失也是一样的，由水嘴尺寸影响的过流损失直接影响嘴前压力。

现对压力变化和流量变化进行对比分析。

水嘴尺寸固定时，嘴损函数便可计算出。

将两式合并得到

在将压力数值合并得到

假设pwf不变，随着注入时间的延长，pi会变大，水嘴直径越小，水量变化越小；水嘴直径越大，水量变化越大。这种情况在注水现场就表现为小水嘴压力波动不大，注水量相对稳定。

水嘴尺寸越小，通过水嘴压力损失越大。地层参数是固定的，要想注入相同的水即嘴后压力是相同的。层段流压是过流损失与地层渗流之和，这样造成水嘴尺寸越小，层段流压也就越大。

4 结论

堵塞器过流损失是压力与流量的二次项关系，堵塞器过流损失是细长管流动特性与薄壁小孔流动特性的函数关系。小尺寸水嘴组合形成的压力补偿，更好地保持了注入量，更容易使注水井稳定时间更长。

（栏目主持杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.017