油田开发过程中采油厂注水系统的管理

＊闫志勇 李艳

（长庆油田第一采油厂 陕西 716009）

石油作为重要战略资源，是国家发展和生存的根本。石油素有“黑色金子”美名，其价值性和用途性方面是非常广泛，不光可以应用在轻重工业的产品制造和发展中，同时也对国家发展有着非常重要的影响。近年来，随着我国石油开采力度的增大，在采油厂的运营过程中，注水系统的管理要求和管理标准也进一步严格。为降低安全事故发生几率，提高采油厂生产效能，必须对采油厂注水系统进行有效分析，探究注水系统管理过程中所出现的各种问题，保证注水效果，从而提升注水系统的运行稳定性。

1.采油厂注水系统组成

注水系统的全称是油田注水系统，其使用原理是通过注水井将水注入油层，保持油层的压力，避免发生井喷事件。一般在采油过程中，会随着时间延长，油层本身能量被消耗后，相应的油层压力不断下降，石油本身的粘度会进一步提升，从而导致开采难度增大，影响生产效率。而注水系统正是为解决这个问题，通过注水弥补原油采出后的地下亏空，提升石油层压力，降低石油粘度，保障石油的高产。目前，注水系统主要构成有前处理设备、采油井、注水井、石油矿藏、污水处理等，是一个非常复杂的循环系统。通过优化注水系统发展注水开采工艺，可以进一步提升石油的开采效率，并且在注水系统的维护方面做好基本的管理，规范工作人员工作方式，从而使注水系统的运行效率进一步升高，为石油开采提供相应的保障。

2.注水系统有效管理对油田开发的重要性

注水系统是由多个不同部分组成的压力维持系统机制，其目的是提高石油开采效率，保障石油开采质量，补充石油层亏空，使石油在开采过程中能够进一步保持高产。对于油田开发来讲，只有稳定且高产的石油生产才能够保证石油企业的经济收益，满足我国社会运行的石化能源的需求，从而推动我国建设发展。所以注水系统是保障整个油田开发正常运行的重要组成部分。做好注水系统的管理，就是提升石油的开采质量，避免出现安全问题，降低石油企业的经济损失。其次，通过优化注水系统管理，在一定程度上对注水系统进行创新并改革，可以在当前经济发展水平日渐提高但资源逐渐短缺的背景下，保障资源的利用率，降低能源消耗，从而发挥注水系统的有效作用。

除此之外，注水系统本身的稳定运行和有效管理也能够对其他机构的改进和创新起到一定的参考作用。目前，我国各个石油级的注水系统不完全相同，各种不同类型的注水系统的效果也不尽相同，高质量的注水系统稳定运行能够确保石油开采工作顺利进行，使石油的开采效率进一步增加。所以，注水系统管理内容不仅要做好注水系统的管理工作，同时也要对注水系统进行创新管理。运用新的管理方案、管理理念和管理技术，实现注水系统高效率应用的目的，从而保障石油开采的连续性，扩大石油的开采量，为企业的稳定发展和经济效益的提升提供相应保障。

3.油田注水时期分析

油井注水指的是把质量合乎要求的水质从注水井注入油层，从而保持油层的压力，降低井喷或井下坍塌事件发生的几率。其主要目的是补充地层能量，提高采油效率。根本上来讲，油井注水管理技术关系着油田开发效果的好坏，同时也关系着油田采油寿命的长短，从整个注水时间来看，可以将注水分为超前注水、早期注水、中期注水和晚期注水，本文简要介绍不同时期的注水内容和注水效果。

（1）超前注水。超前注水是指在采油井采油之前就开始注水，其目的是通过向井内注水使地层压力高于原始地层的压力，从而使地下油层活跃起来，为油井的原油开采以及输送做好充分的准备，是一种驱替系统的注水方式，广泛使用于裂缝性油田开发过程中。通过使用这种超前注水技术，可以帮助井下压力较小的地层提高出油产率，避免因石油开采前相应地质压力不足导致地下结构坍塌或石油物质土层渗透的情况发生。

（2）早期注水。早期注水是指在油田开发初期，在井下作业中同时进行注水作业，通过构建完善的注水系统，在打入地层之中的井下注入符合质量的水质，从而保证地层压力和油层压力保持在原始压力附近，从而避免压力变化导致地下油层的高低产生变化，从而维持石油开发的效率，是实现油层压力稳定性的一种注水方式。

（3）中期注水。中期注水介于早期注水与晚期注水之间，是一种在油田开发过程中所使用的注水方式。其使用场景为地层压力降到饱和压力以下时，油层压力不足导致出油率降低，无法保证出油进度，从而需要使用这种注水方式。通过中期注水方法的有效应用，在出油比上升到最大之前进行注水，使地层压力提升，提高原油的出产率。

（4）晚期注水。晚期注水是指石油开采阶段使用天然能量采油，当油层能量显著不足，油层压力降低至饱和压力以下时，使用油藏驱动方式转变为溶解气驱时所使用的注水方式，该方法作为二次采油阶段的一种注水措施，是油层开发过程中由原油开采率降低的情况下所使用的一种注水方法，其优点是投资少、见效快、开采石油中的含水量较低，采收效率高。是许多国家现阶段油田开采过程中最常用的一种注水方式。

4.油层注水过程中所使用的技术

在油田的注水过程当中，为保证油田注水的质量和效果，需要根据不同场景应用不同的注水技术和方法。本文简要介绍油田注水技术类型以及基本方式，希望通过相关技术的有效应用，提升采油厂注水技术水平。

（1）空心注水。空心注水是指在各地层所安装的配水器的中央通道中，从上到下，依次配置具有投捞作用的配水芯子，确保油田开始注水作业时，能够利用注水芯子调节水流的大小和流速，从而达到控制水流速度的目的。与其他注水方式相比，空心注水对接简单，注水量较大且易于控制，是一种性价比比较高的注水措施，整体也具备较高的安全性。但该方法仅适用于分层数在四层以内的油田，在使用过程中需要注意橡胶密封件松脱问题是否发生，从而降低安全事故发生的几率。

（2）同心注水。同心注水是在空心注水技术的基础上所发展出来的一种创新型注水措施，该方法同样要在配水器中央通道当中配备配水芯子，但需要使配水器以及配水芯子保持一体状态，从而达到合理控制分层的目的。相较于空心注水来讲，在操作过程中无需开展投捞作业就可以达到合理控制水井分层数的目标，同样，它也具有结构简单、单层注水量较大的优点，目前广泛应用于各油田项目的开发过程中，取得了良好的油田开发效果。

（3）面积注水。面积注水是一种较为特殊的注水措施及使用原理，是工作人员根据油田实际分布面积的大小，将油田开发分为不同区域。根据每一区域地质结构和地质压力的不同，运用油田注水技术开展小单元的注水，从而提升原油的开采率。在整个过程中，需要使用相应仪器，探索原油分布情况，了解油层断层的信息，根据地质结构情况以及原油分布面积设定各处点位并进行开采作业，目前这种方法广泛应用于环境较复杂，地质较特殊的油田开采项目中。

（4）偏心注水。偏心注水作为现阶段油井注水效果最好的一种方式，其使用原理是在井下区域中配置偏心配水器、隔断器、堵塞器以及水嘴等装置，当油田注水作业开始时，通过堵塞器的控制调整水流的分层以及流速，保证不同流程之间注水的流量。

根据以往经验来看，目前，大多数偏心配水器中央通道直径约为46mm左右，该直径可以有效确保石油通过中央通道，从而开采出来，避免石油通道封堵或阻塞情况发生，是一种非常理想的注水方式，不会受油层数量限制，应用范围也比较广。

5.注水系统管理中存在的问题

虽然采油厂注水系统在一定程度上能够加快油田开发效率，提升石油开采质量，但是在注水系统的管理过程中仍然存在许多问题，影响系统的工作有效性。本文通过对采油厂注水系统的管理问题进行总结并分析，希望相关工作人员能够降低问题发生的概率，提升注水系统的管理效能。

（1）注水设备存在质量问题。在采油厂注水系统的构建过程中，如果在前期构建检验当中未做好注水系统硬件质量的检测工作，可能会导致部分质量不好的设备进入到注水系统的构建中。经过长时间的使用，不仅会造成设备部件损坏的情况发生，甚至会降低注水系统的运行稳定性，使注水系统在使用过程中因设备老化、损坏等情况造成安全事故发生，对操作人员以及管理人员产生相应伤害，严重的甚至会致人死亡。不仅会减少企业的经济收益，同时还会降低采油厂运行效率，对企业的品牌和名声会造成一定的影响。

（2）工作人员的管理水平较低。虽然现阶段采油厂注水系统管理工作人员均有相当丰富的管理经验，也具备一定的管理技术资格。但是随着时代的发展，现阶段注水系统的更新和发展，使得注水系统有了更严格的运行标准和管理要求，部分年龄较大的采油厂系统管理人员由于学习能力下降，对于新的管理知识、管理要求和管理标准认知较低，只能采取传统的管理方式对注水系统进行管理。不仅会降低注水系统的运行效率，同时也会影响石油的开采质量，导致系统运行有效性下降，影响企业的经济收入，降低石油的产出。其次，导致这种情况产生的原因不仅仅是管理工作人员学习能力下降，还有部分专业素质较低的工作人员在采油厂工作过程中混日子，本身的技能无法满足注水系统的管理要求。当出现重大问题时，这部分工作人员无法担起相应责任，进行问题的处理，导致注水系统运行稳定性下降，无法正常开展工作。

（3）注水水质达不到要求。在注水系统的运行过程中，为保证石油层的压力，需要向石油层当中注水，降低石油的粘度。为达到此目标，需要使用符合要求的水质。企业为保证资源的利用率，现阶段大多数要求采油厂均反复利用水资源的方式，进行水分的注入。这部分水来自第一次注水之后所产出的油水混合物进行分离后所得到的水分。但是如果水的质量不高，会影响石油的开采效率。造成水质量不高的原因可能是污水处理剂选择不合适，只能对水资源当中的部分污染物质做到降解并分离，无法完全净水。其次，污水处理设备效率不高，无法在规定时间内将所有油水混合物完全净化，致使这部分水质无法达到石油注水的标准，进而影响石油产出效率。

（4）缺少相应管理机制。每个管理工作人员的管理思想、管理理念不同，会产生不同的管理效果。而石油开采是一项要求较高的工作，所以对于注水系统的管理必须尽可能的严格、统一。由于企业缺乏对应的管理机制，很容易造成管理工作人员在注水系统管理过程中使用不同的管理方式对问题进行处理。由于突发因素等情况的产生，甚至会造成注水系统运行效率下降、运行不稳定等情况发生，对石油的开采会造成严重的影响。

6.注水系统管理优化措施

通过对注水系统管理过程中存在的问题进行总结，本文结合数据分析方式进行研究，得到对应的解决措施。提升注水系统管理水平，从而提高采油厂石油生产效率，增加企业的经济收益。

（1）做好注水设备质量检验工作。在注水系统构建之前，需要准备好相应的构建材料，管理工作人员需要对所使用的注水设备硬件进行质量检验，将质量不过关或未达标准的注水设备踢出使用名单。只有通过质量检验的注水设备，才能够应用到注水系统的构建中，提升注水设备的运行稳定性。其次，对于注水设备运行状态，需要每隔一段时间做好相应的设备检验。对于注水系统组成中设备老化、损坏等问题，需要做好修理或更换，提升注水设备的性能，减少安全事故发生的概率，使注水系统在石油开采过程中，保障石油产量，提升采油厂的运行效率。

（2）提升工作人员的管理水平。管理人员的水平关系注水系统管理质量能否体现，为达到此目标，需要聘请专业的管理工程师对现阶段企业单位中的注水系统管理员进行教育培训，提升注水系统管理员的管理水平和综合素质。同时，为应对注水系统在石油开采过程中的未来发展需求，单位在招聘管理工作人员时需要做好相应的筛选，检查工作人员的工作经验、工作资历和工作技能。通过筛选出发展潜力较大的工作人员并给予一定资源进行培训或者教育指导，从而为下一阶段注水系统的优化和使用奠定良好的基础。确保注水系统运行问题发生时，有足够的工作人员做好问题的解决，提升注水系统的稳定性，保障石油开采工作的正常进行。

（3）提升注水水质。注水系统组成非常复杂，水质对于注水效果有非常重要的影响。为降低石油企业开采成本，需要采用对应的方法提升注水水质。通过选择合理的污水处理剂处理所产生的污水，或者对污水处理设备进行修理或重新购置，保证注水系统所使用的水质达到石油开采的标准，提升石油开采质量，降低对环境的污染。其次，注水系统管理工作人员要做好对水质的检验，对于水质不过关的水源，要做好相应的处理。避免水质不过关的水源注入到石油层当中，对石油开采产生相应的影响，要严格控制注水量和注水时间，减少工作失误。

（4）构建相应的管理机制。管理机制的构建可以在一定程度上为管理工作人员的注水系统管理起到一定的指导作用，不仅可以规范管理人员的管理操作，降低事故安全发生率，还可以提升企业石油开采质量，保障注水效果，增加企业的经济收益。

石油单位可以通过参考其他石油开采企业的管理方法，结合自身企业的特点以及相应的管理经验，制定对应的管理机制，保障管理质量得以体现。使注水系统在使用过程中能够正常运行，提升注水质量和效率。

7.结束语

综上所述，油田开发过程中需要注水系统的有效应用，提升产量和质量。为达到新时期下注水系统管理标准，需要做好注水设备质量检验工作，提升工作人员管理水平，优化注水水质并构建相应的管理机制，保障注水系统的稳定运行。从而为企业石油开采质量的提升以及未来的发展做好相应的铺垫。