采油工程分层注水工艺应用探析
作者：仲骐李梅尚子惠王暄
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第01期
摘要：石油企业是我国发展的重中之重，是我国经济的命脉产业。最近的几年中，为了保障石油开采效率，避免石油资源的浪费，主要采取了分层注水工艺技术，经过了实际的应用后，取得了一定的效果，原油的开采率也得到了一定程度的提升。本文將系统的对采油工程分层注水的工艺进行阐述，用以提高油井出油的效率和石油资源的充分利用。
关键词：采油工程;分层注水工艺;应用措施
我国石油的分布存在很大的差异，随着我国经济和社会的发展，对石油资源的需求也不断增加，但随着油田开发程度的深入，很多油田进入了中后期开发，开采难度加大，石油开采利用率降低，导致以前的混合注水方法已经不能满足现代石油开采的步伐。在我国提倡能源可持续发展，发展资源节约型社会的大环境下，石油开采行业也十分重视，油田开采利用率。现在很多油田采用了分层注水的工艺，分成注水生产工艺，可以更好的保证油层良好的吸水性，提高注水驱动控制，改善各个油层吸水的差异性，这样还可以满足及时补充原油提取速率，从而提高油田原油的开采产量。
1 油田分层注水技术相关介绍
分层注水技术在原油开采的比重越来越大，当前运用注水开采的原油产量占我国总产量的80%左右，由此可见分层注水工艺在采油工程中，已成为主要手段。随着我国高含水油田开采程度不断加大，致使油层含水量随之增加。根据相关数据研究，由于油层之间含水层的增加，这就增加了油层与含水层之间的矛盾。导致遇到新的问题，缩短油层测试周期。因此，才要采取分层注水的方法。所谓的分层注水，就是将油井开采中的每个油层，按照性质、饱和度和压力进行划分，把层与层作为原则来划分注水层段。通俗的理解就是在注水井下安置分隔器来进行分层注水井段，每个注水井段配置一个配水器，装上不同直径的水嘴，以此来达到分层注水的效果。这样，油井的石油开采就不会因为长期的开采而减小油层压力，导致出油量及质量的降低。分层注水工艺在采油工程的应用是确保油田高产稳产的重要因素。
2 采油工程分层注水工艺应用
2.1 偏心投捞分注工艺
在实际应用中，管柱采用压缩式封隔器来实现偏心分注，根据工程需要，确定封隔器型号，通过油压控制来保证封隔器封闭效果，通过有套压力对封隔器得隔离作用，加大油套压力，刺激封隔器胶筒膨胀，进而实现上下注水层的分隔效果。在此过程中，工作人员要保证油
套压力始终平衡，合理控制油套压力和油差，进而保证封隔器封闭效果，实现整体注水的目标。首先需要在分注管柱座封完成之后，先把第二级的配水器内部的堵塞器捞出，并对油管打压 5～10MPa，每个点需要稳定5min，当完成打压之后，将偏心压力机的回放数据捞出，并在两层空嘴子的前提下对油管再次进行打压，并在地面对套管的压力变化情况进行观察之后，对第一级封隔器的座封质量进行判断，当座封之后，在偏心配水的压力计中，把两组密封圈的压力机的传压孔的上下两个部分进行密封，这样就能对出液孔所传来的套管与对应地层压力感受到，并对其座封情况进行验证。只要井口压力无变化，就说明其已经完毕，具体的是油管压力在第一级配水器传输到套管之后，若其没有座封，那么其井口的套管压力就会随着油管压力变化而变化，若已经座封，则不会变化。
2.2 同心集成式分层注水
同心集成式分层注水工艺在实际的注水工艺中也是比较常用的，通常同心集成式分层注水应用可以在同一种工作状况下，一次性的测试四个层位。避免了递减法测试层位的误差，同时快捷方便的获取了更多的有价值数据。提高了数据收集的速度和准确程度。由于使用封隔器与配水器一体化的结构设计，使得隔层厚度下降，可以完成细分层注水的细致工作。在实际应用的过程中，采油人员要结合油层性质和油井开采条件，合理选择集成分注各个设备组件，为接下来的采油工作做好充分准备。第一级封隔器的套管保护，第二级射流洗井器与配水器，胶筒链接注水通道，第三级封隔器分离油层。整个采油流程中，遵循施工规范和相关法律法规，利用射流洗井器保护工作中的封隔器，结合实际开采情况加设管套，在不影响封隔器工作结构的同时，提高工作效率。
2.3 地面分注工艺
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。
在地面二段分注工艺中，使用二套恒定配水器，通过这种形式控制注水量。在设备及组件的安装过程中，配水器的人口与注水管连接。然后共同促进注水流程的顺利进行。在工艺应用中，上段主要是通过油套环空注水，下段是空心杆注水，中段是利用油管环空注水。三段注水最后的实际水量，都由进口的阀门进行调控。这个过程能够有效实现一级二级分层注水的目的。开采人员要根据油条生产的情况，对油田的地理分布进行研究，从而提升整体效率。采油工程中，要注重分层注水的效果，满足油井注水的需求，严格遵守分注的原理，对整个工艺流程有一个更加完善的认识。这种方法要得到推广，更好的提升开采原油的效率。
2.4 分层配水注水工艺的应用
分层注水配水是运用封隔器下注水层的配水器，再安装到不同口径的水嘴上，以达到控制分配注水量的目的。实现方法是：①依据近期观察注水井得到的数据资料绘制分层数据曲线图;②根据曲线数据计算出注水压力下各个层注水量的多少;③然后在计算出某一特定层下相对注水量;④再进行各个水量分配比例计算。经过以上步骤的实施，就可以进行分层注水智能分配。随着科学技术的进步与发展，我国在一些油田工程中，已经使用分层注水智能分配装置，它的使用可以对不同油层实际情况，进行自动调节，既达到了分层注水的要求，又减少了人力物力的投入。
3 采油工程分层注水工艺应用发展及注意事项
采油工程施工过程中，想要提高采油效率，首先要保障工作人员采油质量，降低劳动强度，尽量保障一次开采原则，提高分层注水智能化水平;然后井下仪器要配带流量计，因为注水分辨率较高，只有这样才能准确的监测井下流量，将实时的数据资料传输到流量调节器中。分层注水工艺未来的发展方向就是智能化、自动化，注水层中安装井下遥控配水器，根据实际情况控制注水量，还能实时对注水量进行监控。
分层注水工艺在采油工程中的应用可谓不可或缺，因此，科学的应用分层注水工艺才能取得事半功倍的效果。在应用分层注水工艺时，应注意以下三点：①分层注水的注水井段只能两段到三段，最多不得超过四段，并且配置注水井段的水管、配置器胶桶必须能够承受地下3500m的地质压力;②进行分成注水时，注水时常、注水量都要经过严格科学的实验和计算，不如通过测试或比较现存相识的注水工程的资料数据才能确保实施分层注水工程;③每个油井采取的注水工程不一定一样，切不可千篇一律，采取统一分层注水方式，要结合油井的实际。
4 结束语
综上所述，在油田工程中，为了提高油田开采产量，结合油田工程的实际情况和开采要求，引入分层注水工艺，通过地面分注工艺、偏心分层注水工艺、同心集成分层注水工艺进行分层注水，实现水油分离，有效提高注水效果，达到预期的油田开采要求，进而实现油田工程综合效益的最大化。
参考文献：
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[2]李世荣，周鑫林，张文军，郭子龙，陈莉.采油工程分层注水工艺应用研究[J].化工管理，2016（32）：286.
