采油工程分层注水工艺应用探讨

■麻 虎 ■长庆油田分公司第三采油厂，陕西 西安 750006

1 油田分层注水技术

从注水井的角度来分析，在相同压力体系下，要进行混合注水，这样会存在一些层段面处就会有大量的水进入，而另一些层段进水量会相对较少，甚至根本没有水进入层段，如果是这样的话，就不能使水将油驱替出来，这就意味着，开采原油的效率会大大降低。油田的分层注水技术就在这种矛盾的条件下产生并不断发展起来的。分层注水的原理就是在注水井下入封隔器，先把油层部分差异较大的层分散开来，然后再使用配水器进行逐步地分层注水，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。经过时间的流逝，为了使油田能够更大规模、更合理的开采目标，也为了提高水驱油田总体的开发效果，应重点加强中、低渗透层注水。其实在发展分层注水技术中，实现多油层有效注水，是高含水后期、特高含水期逐步提高水驱采收率的主要发展方向之一。

2 分层注水的主要形式

2.1 偏心投捞分注工艺的介绍

根据现阶段的该工艺的发展情形来看，适合该工艺的主要有两种:扩张式封隔器偏心分注管柱和压缩式封隔器偏心分注管柱。

首先来介绍一下扩张式封隔器偏心分注管柱。扩张式封隔器主要是应用K344 扩张式封隔器，其主要是通过控制油差和套压差来达到封隔器坐封的效果，当油套压超过0.7MPa 时，封隔器胶筒就会膨胀，来封隔上下两个注水层，用钢丝投捞偏心配水器的堵塞器更换水嘴来实现各层的调配注。如果需要洗井，那么就要求油套压力达到平衡，其次要求胶筒收缩，这样就能起到使洗井液在环形空间内可循环洗井的效果。大庆油田在运用分层注水技术的基础上研发出来了K344 扩张式封隔器，其中偏心投捞分注工艺的关键部件就是K344 扩张式封隔器，其主要是通过控制油差和套压差来达到封隔器坐封的效果，来实现提高注水率的效果。现在在实际分层注水工程中发挥着巨大的作用，也大大提升了我国原油的开采率，为我国的原油开采作出了巨大的贡献。

我们再来说说压缩式封隔器偏心分注管柱。液压坐封封隔器是该工艺主要关键部件，其主要应用原理是，将注水层的上下分开，然后用水力卡瓦当作支点，上提管柱解封，通过使钢丝投捞堵塞器更换水嘴来起到分层调配注水的作用。压缩式不同于扩张式这两种封隔器偏心分注管柱，所使的关键部件也不同，压缩式封隔器的作用原理就是形成上下两层注水层，使之在地层间循环，这样就能提高注水率，提升封隔的效果。偏心投捞分注的优点有:(1)分注层不限，可单独调配任意层;(2)内通径一致，便于测试、验封;(3)阻塞器投捞测试成功率高;(4)内通径大、大小一致，有利于吸水剖面测试仪通过。偏心投捞分注的缺点有:(1)投捞测试需要配水器间距不大于8 米，不适应多个薄夹层细分;(2)斜井投捞测试成功率低。经过分析，偏心投捞分注对开采原油方面做出了巨大贡献，但与此同时，其自身还有不足，需要研究团队在日后的生产，科研时逐步改善。

2.2 同心集成分注工艺

同心集成分注的主要器件为:射流洗井器、60Y341 套管保护封隔器、内径φ55 配水Y341 封隔器、内径φ52 配水Y341 封隔器、球座。其同心集成式分注工艺的基本工作原理是:同心集成式分注工艺的关注结构主要采用了射流洗井器加套管保护封隔器的结构，在分层注水中有着优异的效果。同心集成式细分注水管柱最上一级φ60 封隔器起套管保护作用;第二级是4tφ55 配水封隔器的中心管作为41φ55 配水器的工作筒，封隔胶筒的上下分别与注水通道与地层连通;第三级封隔器是起分隔作用的Y341 -114 封隔器;第四级φ52 配水器封隔器工作原理与φ55 配水封隔器相同，只是内径存在差异。通过系统地分析同心集成式分注工艺我们得到了一些发现，那就是该方法的分层注水是通过应用分级注水和分级封隔来实现的，这样就能使分层注水在整体上都有一个良好的效果。当然注水分封隔器无疑是同心集成式分注工艺中至关重要的器件，这样的话，我们在对封隔器要有一个全面、系统的认识，不管是它的外径、长度、内经、坐封压力、工作压力还是工作的环境温度，都要详细的了解，通过了解这些的科学参数，我们就会使分层注水有一个事半功倍的效果，从而提高注水效率。

2.3 地面分注工艺

就现阶段的地面分注工艺的情形来看，地面分注工艺主要分为两种形式:其一是地面两段分注工艺流程?，另一种则是地面三段段分注工艺流程?。其中地面两段分注工艺流程的基本工作原理为:由上、中、下三路通水孔组成的配水器，其中上部的通水孔是连接油管的，下部的通水孔来连接的是注水管，而中部的通水孔是与通往油套环空的部位连接，通过这三个通水孔的协调作用来达到两段控制注水的效果。当然我们也可以采取另一种方法来实现控制注水，那就是在地面分水器的出口安装一个恒定量配水器，这样就可以使注水步骤达到自动的控制，这样就实现了初步的自动化。我们通过控制井口阀门以及电子流量计来实现控制隔层之间的注水量，这种办法既经济又方便，适合很多的大中小采油工程。

地面三段段分注工艺流程的基本工作原理:该工艺需要三套恒定配水器，而这三套分别安装在不同部位的注水的水管线上，其中三套配水器的入口分别与注水管汇连接，配水器的出口则分别与水井的三个入水口相连。其中上段通过油套环空注水，而中段通过油杆环空注水，然后下段通过空心杆注水，最后各层实际注水量通过地面进口的阀门及流量计调控，从而达到二级三段分层注水的目的。当然我们要根据油田生产的实际情况，以及油田的地理分布情况来选择科学的地面分注，这样才能达到最佳的效果，发挥地面分注工艺的优点，避免其缺点，充分发挥其该有的作用，从而提高分层注水的效果，满足油井注水的需求。根据地面分注工艺的原理，我们应该对地面分层注水工艺有一个全新的、正确的认识，积极采用该方法，来提高我国原油的开采率。

3 结束语

通过本文的简单介绍以及工艺应用的探讨我们可知，我们应该根据油井的实际情况，来科学、合理地选择哪种注水工艺，从而达到提高原油的产率。同时我们还应该了解到水驱油工艺技术中关键部分就是分层注水工艺，也是保证水驱油技术取得良好效果的关键点，同样也是提高原油产率的重要技术。通过这样的剖析，我们就会对采油工程分层注水工艺有一个整体、详细地了解，正确应用偏心投捞分注、同心集成式分注、地面分注工艺这三个工艺，为我国在开采原油方面，贡献一份力量。

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