油气田开发分层注水工艺技术现状与发展

2021-01-08李秀刘成文张鹏延长油田股份有限公司靖边采油厂陕西榆林78500中国石油测井有限公司华北分公司陕西榆林78600

化工管理 2021年28期

李秀，刘成文，张鹏 (.延长油田股份有限公司靖边采油厂，陕西榆林 78500；.中国石油测井有限公司华北分公司，陕西榆林 78600)

1 分层注水工艺的含义

开发层系的设计内容主要指的就是统一注采井网下，纵向上包括了所有的油层。因为各个油层都具有独立性的特点，而且具有密闭式的储油体，在形成油层的过程中，会因为条件等内容的不同，造成油藏含有的油气组分、厚度、温度等各方面都有着很大的不同与差异。高渗透层液量高，所以造成油井的底部流压非常高，油井合采的过程当中各层的流压是相同的，导致低渗透层生产压非常小，从而对低渗透层的生产压差产生一定的影响。如何让各流程都能够按照配注量合理均匀地进行注水，大幅度地提升油层的水驱油效率，分层注水技术应运而生，也迅速受到了国内与国外油田企业的广泛关注与重视。

2 油气田开发分层注水工艺技术的现状

2.1 桥式偏心分层注水工艺

通过对桥式偏心分层注水工艺进行细致的分析和研究，现实中此工艺方式主要是由偏心主体、连接结构、配水堵塞器等重要部分共同组合而成。其中的配置器在传统常规的配置设备当中增加了桥式通道。通过对配水器内部的主体部分进行研究，发现其中有着一个直径为20 mm的偏孔。此偏孔的主要作用是为了与堵塞器相互影响、相互配合、相互帮助，最终形成堵塞管路的主要作用。周围的五个桥式流通通道，主要的作用是为了用于测试仪的测量管径。

2.2 补偿自验封分层注水管柱

管柱主要是由补偿器、自验封封隔器等专业配套工具共同组合而成。此补偿器能够有效地补偿由坐封压力所造成的管柱伸长情况，非常适用于注水压力偏低、间压差不大以及油层不出砂的注水井。

2.3 长效防蠕动管柱

长效防蠕动管柱主要是由防蠕动器、空心配水器、沉砂式底球等共同组合完成。其主要的技术特点就是通过应用池管柱，能够有效地减少和降低压力和温度变化过程当中所产生的管柱伸缩情况，对管柱的受力条件能够有效改善，延长封隔器和井下使用工具的使用时间和寿命。

2.4 分层防砂注水一体化管柱

分层防砂注水一体化管柱主要是由补偿器、液压扶正器等各部门共同组合完成。此管柱设计当中包括了单项注水阀，可以有效地避免地层反吐出砂问题，还能够与注水、洗井、防砂等工艺所提出来的不同要求相符合、相一致。

3 在复杂情况之下的分层注水工艺

想要将这些具有复杂性特点的油田问题妥善解决，就需要对新工艺进行不断开发，并且需要运用分层注水工艺，按照油田的不同情况来设计出分层注水工艺技术。第一，注聚转后续水驱油藏。通过对这类油田进行研究，发现其存在着油藏出砂、返吐吐聚等问题，所以现阶段几乎都会运用高耗水层流量识别、分层防砂等技术的集成工艺来妥善解决。第二，断块油藏。这一类的油田几乎都会存在着细分后层间差异问题，并且还具有大压差井增多的趋势。为了将此问题解决，可以运用密闭式的锚定管柱、小流量大压差配水等技术解决[1]。

4 油气田开发分层注水工艺技术发展的趋势

4.1 分层注水防砂专业技术

工作人员在进行采油的过程中，容易会遇到出水概率非常大的油藏。所以在对地层进行注水、泄压的过程中，极有可能会出现出砂或者是返土等现象，导致水嘴失去自己的作用，无法进行有序的排水，就连管柱也被埋入到了砂体当中，没有办法再继续工作。现阶段分层注水防砂专业技术几乎都会用在海上油田，陆上运用分层注水防砂专业技术的油田并不是很多。

陆上油田几乎将自己关注的重点放在将偏心注水工艺作为分层注水的重要工艺。国家的分层注水防砂专业技术的发展方向，主要是让分层注水防砂专业技术更适合用于偏心注水管柱的防砂工艺。专业的设计工作人员通过对偏心配水器的设计进行分析和研究，之后对其进行升级，在工作筒当中加入了一个单流阀结构，主要起到了防砂的效果。当工作人员在进行注水的过程中，弹簧就会受到压力而出现收缩的状态，水会慢慢经过单流阀流入到地层当中去。当工作人员停止注水这一工作之后，地层液流也不会出现回流等问题。在进行井筒清洁整理的过程中，有时会出现短路等问题，这时专业的设计工作人员在注水管中因为加入了单流阀结构，所以能够有效地减少短路问题出现的可能与几率，而且还能够进一步提升洗井的效果。

此外，油气开采企业还需要对出砂注水井的管理工作加强关注与重视，那些非常容易出现砂的注水井，工作人员还需要制定出完善的预防方法与策略，加大对注水的管理力度，应用正确规范的操作方法，确保注水的平稳性，减少注入层出现返吐问题。

4.2 大斜度井分层注水作业技术

通过对一些油井的状态进行研究，发现有些油井与底面并非处在了垂直的状态，而是存在着一定斜度的。其中有一些油井，因为斜度非常大，所以对注水的效果产生了不同程度的影响。因为受到了井斜的束缚，所使用的时间会非常的短，专业的工作人员也无法进行测试工作，导致调试的效果偏低。经研究分析后发现，倾斜的高度不高于50度，那么施工人员可以运用偏心分层注水技术对其进行专业的测量，并且对偏心定量分配注水水管进行双导向锚定，将管柱的位置进行扶正，防止管柱在井中出现震动或者是晃动的问题。

此外，如果经过专业的分析之后，发现油井的斜度非常的大，再应用普通的工具极有可能到不了放置的指定位置，并且对工作人员的工作效率产生一定的影响。所以，偏心注水工艺并不适用于加入到大斜度井工作当中去。因此，大斜度井分层注水技术的开发应向着同心向的方向所发展和前进，并且还需要增加桥式通道，进一步提高调试过程中注水的流通能力。因此，工作人员需要从以下方面进行研究，不断钻研和努力开发出适用于大斜度井的分层注水工艺：第一，可以运用同心对接的方法，将桥式同心配水器与井下测调联动仪完美地融合在一起。与偏心注水技术进行科学、合理地比较后发现，此对接方式能够有效地让测调联动仪器与配水器的连接更加简单，而且在大斜度井中的应用也非常便捷。第二，设计工作人员还可以在配水器当中加入桥式通路设计。当工作人员在进行测量与调试的过程中，桥式通道就能够有效地发挥出作用，提升注水的流通能力，还可以有效地帮助工作人员以最快速度完成分层参数的在线监测。第三，还需要缩减测调仪的实际长度，让测试仪在井中作业的过程中更加灵活方便，以此来满足大斜度井分层测试所提出来的不同要求[2]。

4.3 深井与高温高压井分层注水专业技术

伴随着科技高速的发展，我国的深井与高温高压井的数量正在不断增加中。据了解，油田当中所运用的管柱工具和专业的测试仪器已经无法再适用于现阶段的深井和高压深井中。因此，需要专业工作人员在工作中不断总结和学习，开发出与深井和高压深井相符合、相一致的分层注水专业技术。

现阶段国家的深井与高压深井在其开采的过程中，会遇到些许的问题，即深井与高压深井当中的分层注水程度偏低。分层注水层数一般在3层下方，施工人员几乎都会运用钢丝进行测量与调试的工作方式，极有可能造成调试与测量的工作效率偏低，而且应用的规模有所限制。此技术还不是非常的健全与完善，依旧处在实验的过程中。所以，设计工作人员需要设计出具有高温性特点的电缆直读测调专业仪器，并且电缆直读测调专业仪器能够承受的住不低于150 ℃的高温，这样才能够进一步地提升测量和调试的水平。

4.4 分层注水工艺技术未来发展方向

伴随着油田注水开发进入到了后期阶段，一些流程已经处在了高含水的状态当中，应该运用怎样的方法才能够适应油田注水开发的需求，继续能够注好水，保持地层压力，是每一位相关工作人员最亟待解决和值得深思的问题之一。第一，加大对注水水质处理工艺的分析和研究力度，减少因为水质不合格问题导致井下管柱出现腐蚀和结垢问题，有效延长洗井解堵的时间；第二，不断地对分层注水工艺技术进行分析和研究，需要对高压低渗透油藏等特殊油层的分层注水技术进行科学的研究，将现阶段所存在的注水管柱结构非常单一等问题妥善地解决；第三，加大对采油井科学、合理调整进行研究，并且有针对性地对注采比进行科学、合理的调整，还要对单井注水量进行调节，节约注水成本的支出，大幅度地提高原油开采的效率[3]。