高含水期油田注水理論與技術(shù)2

高含水期油田注水理論及技術(shù) 內(nèi)容提綱 高含水油田注水開(kāi)發(fā)理論 油田注水工藝技術(shù) 油田注水工藝技術(shù) 水質(zhì)及注水系統(tǒng) 注水井吸水能力分析 分層注水技術(shù) 注水指示曲線分析與應(yīng)用 提高注水系統(tǒng)效率技術(shù) 主要參考書(shū)目 張琪 . 采油工藝原理與設(shè)計(jì) , 石油大學(xué)出版社 . 萬(wàn)仁溥 ,羅英俊 . 采油技術(shù)手冊(cè) 第二分冊(cè) 注水技術(shù) 張琪 ,萬(wàn)仁溥 . 采油工程方案設(shè)計(jì) . 石油大學(xué)出版社 . 江漢局采油所 . 封隔器理論與應(yīng)用 . 石油工業(yè)出版社 . 2 油田注水工藝技術(shù) 質(zhì)及注水系統(tǒng) 1. 粘土膨脹 2. 機(jī)械雜質(zhì) 3. 微粒運(yùn)移 4. 細(xì)菌堵塞 5. 反應(yīng)沉淀物 6. 原油 1. 溶解氧 2. . . 細(xì)菌 1. 無(wú)機(jī)垢 2. 有機(jī)垢 質(zhì)要求 注水引起的油層損害主要類型： 堵塞、腐蝕、結(jié)垢。 水質(zhì)要求主要根據(jù)油藏孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性分級(jí)、流體物理化學(xué)性質(zhì)以及水源水型有關(guān)。 5329碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法 起草單位：勝利石油管理局地質(zhì)科學(xué)研究院 被代替標(biāo)準(zhǔn)： 329布日期： 1995施日期： 1995水質(zhì)穩(wěn)定，與油層水相混不產(chǎn)生沉淀； 水注入油層后不使粘土礦物產(chǎn)生水化膨脹或懸濁； 水中不得攜帶大量懸浮物，以防堵塞注水井滲濾端面及滲流孔道； 對(duì)注水設(shè)備腐蝕性??； 當(dāng)一種水源不足，需要第二種水源進(jìn)行混合注水時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)兩種水的配伍性好，對(duì)油層無(wú)傷害才可注入。 (1) 水質(zhì)基本要求 (2) 基本水質(zhì)指標(biāo) 懸浮固體質(zhì)量濃度、直徑中值； 含油量； 平均腐蝕率、點(diǎn)腐蝕； 細(xì)菌含量（腐生菌 酸還原菌 細(xì)菌）； 溶解氧含量； 硫化氫、侵蝕性二氧化碳含量； 鐵離子含量； 化度。 注入層平均空氣 滲透率， 10 100 100 600 600 標(biāo)準(zhǔn)分級(jí) 2 1 3 2 制 指 標(biāo) 懸浮固體含量，mg/l 75% 注水地面效率 50% 50% 注水用電單耗 h/t h/t 水系統(tǒng)效率提高的方法 (1) 注水壓力系統(tǒng)及管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù) 油田區(qū)塊多 、 油層多及非均質(zhì)性嚴(yán)重會(huì)造成注水井壓力相差大 。 在開(kāi)發(fā)初期 ， 通常采取一套壓力系統(tǒng)和管網(wǎng) 。 實(shí)際生產(chǎn)中 ， 為滿足高壓井的配注要求 ， 系統(tǒng)壓力提得很高 ， 使得低壓井必須節(jié)流控制 ， 導(dǎo)致管網(wǎng)能量損失大 、 管網(wǎng)效率很低 。 分區(qū)分壓注水技術(shù) 對(duì)于注水壓力分布很散 、 高壓井比例較大的油田 ， 分區(qū)分壓注水工藝技術(shù)是提高其管網(wǎng)效率的最主要措施 。 孤島油田注水井的注水壓力差異較大 ， 適宜采取分區(qū)分壓注水 ， 以提高管網(wǎng)效率和系統(tǒng)效率 。 1995年 ， 油田結(jié)合管網(wǎng)更新改造 ， 對(duì)部分泵站實(shí)施了分區(qū)注水及離心泵拆級(jí)運(yùn)行等技術(shù)改造 ， 使平均系統(tǒng)效率提高了 7 。 增壓注水技術(shù) 對(duì)于壓力分布相對(duì)集中 、 高壓井比例較小的油田 ， 增壓注水技術(shù)是解決部分注水井欠注 、 整個(gè)管網(wǎng)效率低的重要手段 。 勝坨油田注水井壓力分布相對(duì)集中 ， 為滿足高壓井的配注要求 ， 系統(tǒng)壓力提得比較高 ， 使得管網(wǎng)效率和系統(tǒng)效率相對(duì)較低 。 為此 ， 油田對(duì)個(gè)別高壓地區(qū)采取了建增壓泵站的局部增壓注水技術(shù) ， 對(duì)少數(shù)比較分散的高壓注水井實(shí)施了單井增壓注水 。 一方面確保了這些地區(qū)在系統(tǒng)降壓后仍能完成配注任務(wù) ， 另一方面提高了系統(tǒng)效率 ， 效率由原來(lái)的 提高到 。 (2) 注水泵節(jié)能改造技術(shù) 由于注水泵的性能與系統(tǒng)負(fù)荷不匹配造成能量浪費(fèi)較大 ， 系統(tǒng)效率偏低 ， 主要表現(xiàn)在： 選用的離心泵額定揚(yáng)程偏高 ， 造成 系統(tǒng)節(jié)流損失大 ； 注水泵的排量與注水井的配注量不匹配 ， 不少注水站存在 高壓水打回流現(xiàn)象 ； 部分 低效泵能耗高 。 離心泵拆級(jí)改造技術(shù) 拆級(jí)改造是勝利油田老區(qū)離心泵節(jié)能降耗的主要措施。當(dāng)離心泵平均泵壓比注水干線需要壓力高出 門節(jié)流造成的能量損失會(huì)很大，應(yīng)進(jìn)行拆級(jí)改造，以降低注水能耗。 孤島采油廠孤四注實(shí)施拆級(jí)前 ， 注水泵節(jié)流壓降高達(dá) 配水間平均節(jié)流壓降約 總壓降高達(dá) 41998年 7月將 級(jí)拆為 7級(jí)運(yùn)行 ， 注水泵運(yùn)行壓力由原來(lái)的 泵出口節(jié)流流損失由 運(yùn)行泵壓 、 注水干壓趨于合理 。 提高到 50 ， 注水單耗降低了 t。 離心泵車削葉輪技術(shù) 當(dāng)不足以拆級(jí)而泵的壓力偏高時(shí) ， 宜采用車削葉輪的方法來(lái)改變泵的性能參數(shù) ， 滿足泵壓與注水壓力的最佳匹配要求 。 試驗(yàn)研究表明 ， 葉輪切削在 5 以內(nèi) ， 泵效基本不變；比轉(zhuǎn)速越低 ， 切削葉輪對(duì)泵效的影響越小 ， 可切削的范圍更大 。 孤東三號(hào)注的 離心泵葉輪外徑為335車削前的 泵壓高出實(shí)際需要泵壓 通過(guò)車削葉輪 ， 葉輪外徑由 33526車削量為 9泵壓由 功率為原功率的 注水泵型匹配組合技術(shù) 對(duì)于注水量相對(duì)穩(wěn)定的注水站 ， 為減少離心泵偏離高效點(diǎn)運(yùn)行或高壓水回流造成的能量浪費(fèi) ， 進(jìn)行了注水泵型的匹配組合 ， 就是將排量不同 、 壓力相同的離心泵或不同排量往復(fù)泵進(jìn)行組合 ， 使注水站能力與站屬注水井的注水量相適應(yīng) 。 濱六注所屬井配注水量 8600 d， 原運(yùn)轉(zhuǎn) 2臺(tái) 總排量為 10290d， 每天有 1690 造成較大的能量損失 。 后增換 2臺(tái)小排量的 開(kāi)大排量的 排量為 8620d， 滿足了配注量的需要 ，每天減少高壓回流水 1670 更換高效泵 勝利油田早期注水采用的 6 泵效比較低 ， 僅約 60 左右 。 80年代后期 ，油田逐漸對(duì)這些泵型進(jìn)行了淘汰更新 ， 現(xiàn)在已全部更新 。 如 1999年義一注 、 義二注將 5臺(tái)低效的 6 泵效提高了 ；林一注 、 濱三注將 6臺(tái) 6 泵效提高了 19 。 注水泵變頻調(diào)速技術(shù) 對(duì)于注水量變化頻繁的注水泵站 ， 變頻控制技術(shù)相對(duì)其它調(diào)控措施有巨大的優(yōu)勢(shì) ， 它有調(diào)節(jié)及時(shí) 、 無(wú)節(jié)流 、 適應(yīng)性強(qiáng)及改造工程量小等優(yōu)點(diǎn) 。 其原理是改變電源頻率 ， 以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 ， 調(diào)整泵的運(yùn)行參數(shù) 。 變頻器可根據(jù)注水管網(wǎng)壓力的變化 ，自動(dòng)增加或減少輸出頻率 ， 合理匹配供水量 。 往復(fù)式注水泵的變頻調(diào)控技術(shù)已相當(dāng)成熟 ， 得到了廣泛應(yīng)用 。 以河口羅北站為例 ， 安裝變頻控制系統(tǒng)后 ， 系統(tǒng)效率提高了 。 將變頻技術(shù)應(yīng)用于注水系統(tǒng) ， 通過(guò)在注水管線的總出口處加裝壓力變送器 ， 在注水泵電機(jī)上加裝變頻調(diào)速裝置和調(diào)節(jié)器 ， 以組成閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 壓力變送器跟蹤水管線中的壓力并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送至調(diào)節(jié)器 ， 與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較 ， 差值輸入給變頻調(diào)速裝置的控制系統(tǒng) ， 隨時(shí)調(diào)整輸出頻率 ， 控制調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速 ， 確保壓力保持不變 ， 滿足注采平衡的動(dòng)態(tài)要求 。 這樣可使注水泵的排量實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) ， 以完全滿足地質(zhì)配注要求 。 水系統(tǒng)變頻節(jié)能 在油田生產(chǎn)中 ， 油氣集輸 、 油氣加工 、 含油污水處理 、 供水 、 排水 、 油田注水等主要生產(chǎn)工藝都是通過(guò)各種泵來(lái)完成的 ， 其用電量占油田總用電量的 80%以上 。 目前 ， 這些油 、 水泵大都處于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) ，由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮到油田發(fā)展的需要 ， 選型時(shí)一般選擇容量較大 ， 另外很大一部分油 、 水泵處于變工況下運(yùn)行 ，因此 ， 在運(yùn)行中普遍存在著離心泵節(jié)流 、 往復(fù)泵打回流的現(xiàn)象 ， 造成很大的電能浪費(fèi) 。 如果采用交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)泵或壓縮機(jī) ， 用轉(zhuǎn)速控制來(lái)調(diào)節(jié)流量 。 代替用閥門 、 擋板節(jié)流調(diào)節(jié) 、 將產(chǎn)生顯著的節(jié)電效果 ， 是一條有效的節(jié)電途徑 。 油水泵的調(diào)節(jié)方法通常有： 調(diào)節(jié)排出管道上的閘閥； 變更多極泵的工作輪數(shù)目； 改變油水泵的轉(zhuǎn)速； 削短工作輪的葉片等。 前兩種屬于恒圓周速度的調(diào)節(jié)方法，后兩種屬于變圓周速度的調(diào)節(jié)方法。 泵特性曲線 管路特性曲線 閥門控制下泵的特性曲線 變頻器控制下泵的特性曲線 211311 注水泵變頻后具有廣闊的工作性能 。 以 11 型 離