海上油田分層注水技術

1、海上油田注水井海上油田注水井分層注水技術分層注水技術 2基本概念基本概念 流度比流度比 吸水指數(shù)吸水指數(shù) 視（比）視（比）吸水指數(shù)與比吸水指數(shù)吸水指數(shù)與比吸水指數(shù) 相對吸水量相對吸水量 注水井指示曲線注水井指示曲線 吸水剖面吸水剖面 3流度比流度比 流度比指在注水油藏中水侵區(qū)的水的流度與油匯區(qū)流度比指在注水油藏中水侵區(qū)的水的流度與油匯區(qū)的油的流度之比值的油的流度之比值。wororwwwKKKKM00 在見水前，一個開發(fā)區(qū)流度比將一直不變；在見水在見水前，一個開發(fā)區(qū)流度比將一直不變；在見水后，流度比隨含水飽和度、水的相對滲透率的增加而后，流度比隨含水飽和度、水的相對滲透率的增加而不斷增大。人工注

2、水時的流度比范圍為不斷增大。人工注水時的流度比范圍為0.020.02 2.02.0。4吸 水 指 數(shù)吸 水 指 數(shù)吸水指數(shù)指注水井在單位井底壓差下的日注水量，吸水指數(shù)指注水井在單位井底壓差下的日注水量，單位用單位用m m3 3/MPa.d/MPa.d。靜壓流壓日注水量注水壓差日注水量吸水指數(shù)壓差相應兩種工作制度下流量兩種工作制度下日注水吸水指數(shù) 吸水指數(shù)表示注水井單井或單層的吸水能力吸水指數(shù)表示注水井單井或單層的吸水能力。5視吸水指數(shù)視吸水指數(shù)視視吸水指數(shù)指吸水指數(shù)指日注水量與井口注入壓力之比日注水量與井口注入壓力之比，單位，單位用用m m3 3/MPa.d/MPa.d。比吸水指數(shù)比吸水指數(shù)比

3、比吸水指數(shù)指單位油層厚度上的吸水指數(shù)或稱吸水指數(shù)指單位油層厚度上的吸水指數(shù)或稱“每米吸水指數(shù)每米吸水指數(shù)” ” 。6相 對 吸 水 量相 對 吸 水 量相對吸水量指對于多層注水井，在相同條件下某小相對吸水量指對于多層注水井，在相同條件下某小層的吸水量與全井吸水量之比層的吸水量與全井吸水量之比。%100全井吸水量小層吸水量相對吸水量相對吸水量表示了各小層的相對吸水能力相對吸水量表示了各小層的相對吸水能力。7注水井指示曲線注水井指示曲線注水井指示曲線指注水井指示曲線指在穩(wěn)定流動的條件下，注入壓力在穩(wěn)定流動的條件下，注入壓力與注水量的關系曲線與注水量的關系曲線。注水井指示曲線注水井指示曲線分層指示曲

4、線分層指示曲線8吸 水 剖 面吸 水 剖 面 吸水剖面描述吸水剖面描述注水井在井底沿井筒各射開層分層吸注水井在井底沿井筒各射開層分層吸水量的圖形水量的圖形。 吸水剖面形象地表示注水井分層吸水能力大小。吸水剖面形象地表示注水井分層吸水能力大小。 同位素載體法是測注水井吸水剖面常用方法。同位素載體法是測注水井吸水剖面常用方法。 井溫測試可確定井下吸水層位。井溫測試可確定井下吸水層位。910 一、一、防砂完井分層注水技術防砂完井分層注水技術 空心集成分層注水工藝技術空心集成分層注水工藝技術 一投三分分層注水工藝技術一投三分分層注水工藝技術 二、二、套管完井分層注水技術套管完井分層注水技術 簡易防砂分

5、層注水工藝技術簡易防砂分層注水工藝技術 靜液壓坐封集成式同心分注技術工藝技術靜液壓坐封集成式同心分注技術工藝技術三、三、大斜度井分層注水技術大斜度井分層注水技術 注水井分層注水技術注水井分層注水技術11一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 空心集成分層注水工藝技術空心集成分層注水工藝技術渤海油田注水井井況特點渤海油田注水井井況特點 層數(shù)多、埋藏淺、膠結疏松易出砂層數(shù)多、埋藏淺、膠結疏松易出砂； 防砂完井后管柱內通徑較小防砂完井后管柱內通徑較小，密封光筒較短，密封光筒較短； 注水井井斜較大注水井井斜較大； 單井或單層日注水量大單井或單層日注水量大； 偏心分注管柱不適應偏心分注

6、管柱不適應。 關鍵問題關鍵問題 能適應能適應大斜度井大斜度井(30 (30 60 60 ) )鋼絲作業(yè)投撈；鋼絲作業(yè)投撈； 具有工作可靠的能測量大流量（具有工作可靠的能測量大流量（300m300m3 3/d/d600m600m3 3/d/d）測試儀器和配套的多層測試工藝測試儀器和配套的多層測試工藝。 伸縮管伸縮管 滑滑 套套1 1級配水工作筒級配水工作筒定位插入密封定位插入密封 插入密封插入密封3 3級配水工作筒級配水工作筒圓堵圓堵2 2級配水工作筒級配水工作筒 插入密封插入密封12工作原理：工作原理：分層：分層：分層配注工具主要由可分層配注工具主要由可定定位插入密封式配水器位插入密封式配水器

7、工作筒工作筒，空心配水器組成空心配水器組成。 插入密封式配水器工作筒，插入密封式配水器工作筒，在整個注水作業(yè)中起層間分隔及密封作用?？招呐渌髟谡麄€注水作業(yè)中起層間分隔及密封作用?？招呐渌髋c配水器工作筒密封配合，建立起兩個注水通道與配水器工作筒密封配合，建立起兩個注水通道。測試：小直徑井下存儲式流量計測試：小直徑井下存儲式流量計( (或壓力計或壓力計) )與由導向與由導向頭、定位器組成的測試儀工具串配合。頭、定位器組成的測試儀工具串配合。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 空心集成分層注水工藝技術空心集成分層注水工藝技術13 伸縮管伸縮管滑滑 套套1 1 級配水工作筒級

8、配水工作筒4.75in4.75in定位定位插入密封插入密封4.75in4.75in插入密封插入密封3 3 級配水工作筒級配水工作筒圓堵圓堵2 2 級配水工作筒級配水工作筒分層驗封分層驗封 采用井下電子壓力計錄取單層資料，通過改變采用井下電子壓力計錄取單層資料，通過改變井口注入壓力，進行層間分層驗封井口注入壓力，進行層間分層驗封。分層流量測試分層流量測試 采用小直徑井下儲存式電子流量計分層測量單采用小直徑井下儲存式電子流量計分層測量單層流量。井下計量，地面回放數(shù)據(jù)。層流量。井下計量，地面回放數(shù)據(jù)。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 空心集成分層注水工藝技術空心集成分層注水工

9、藝技術14空心集成配注工藝技術特點：空心集成配注工藝技術特點：1 1、一級橋式空心配水工作筒及其空心配水器配合，能實現(xiàn)兩層段、一級橋式空心配水工作筒及其空心配水器配合，能實現(xiàn)兩層段分層注水；分層注水；多級配合實現(xiàn)多層段的分層配注多級配合實現(xiàn)多層段的分層配注；2 2、不動空心配水器和不影響其它地層注水的情況下不動空心配水器和不影響其它地層注水的情況下, ,選擇性的進選擇性的進行層段壓力、流量的實時測試或吸水指示曲線測試；行層段壓力、流量的實時測試或吸水指示曲線測試；3 3、配水器工作筒配水器工作筒設計了橋式通道，使空心配水器上、下壓力平衡設計了橋式通道，使空心配水器上、下壓力平衡，更加有利于鋼絲

10、打撈；，更加有利于鋼絲打撈；4 4、空心配水器：大通徑，水嘴徑向安裝，可裝多級水嘴控制水量、空心配水器：大通徑，水嘴徑向安裝，可裝多級水嘴控制水量，流量調節(jié)范圍擴大?？招呐渌魍變韧◤酱?，可滿足其流量調節(jié)范圍擴大?？招呐渌魍變韧◤酱?，可滿足其它它鋼絲作業(yè)的要求鋼絲作業(yè)的要求。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 空心集成分層注水工藝技術空心集成分層注水工藝技術15 空心集成多水嘴分層配注適用條件空心集成多水嘴分層配注適用條件: :1 1、分注層段數(shù)分注層段數(shù)：6 6層；層；2 2、注水井完井管柱最小內通徑為注水井完井管柱最小內通徑為3.883.88 、4 4 和和4.

11、754.75 ；3 3、單層最大注入量可達單層最大注入量可達700m700m3 3/d/d；4 4、適用井斜小于適用井斜小于6060 。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 空心集成分層注水工藝技術空心集成分層注水工藝技術16可定位可定位插入密封式插入密封式配水器工作筒配水器工作筒帶孔管帶孔管插入密封插入密封2一投三分配水器一投三分配水器插入密封插入密封1 1套管套管滑套滑套伸縮管伸縮管 分層配注原理分層配注原理 定位定位 分注管柱下到井中預定深度，坐落于第分注管柱下到井中預定深度，坐落于第二二級級封隔器上部定位封隔器上部定位。分層分層 各插入密封與其對應的封隔器密封各插入

12、密封與其對應的封隔器密封筒筒配配合合，實現(xiàn)層段封隔密封。，實現(xiàn)層段封隔密封。分注分注 從井口鋼絲作業(yè)投送配水器，坐落于配從井口鋼絲作業(yè)投送配水器，坐落于配水器工作筒內。配水器與配水器工作筒水器工作筒內。配水器與配水器工作筒的分段密封配合。配水器上各出水通道的分段密封配合。配水器上各出水通道與配水器工作筒出水孔相對應。配水器與配水器工作筒出水孔相對應。配水器裝有三個水嘴，每個水嘴控制一個注水裝有三個水嘴，每個水嘴控制一個注水層，從而實現(xiàn)三層分層注水。層，從而實現(xiàn)三層分層注水。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 一投三分分層注水工藝技術一投三分分層注水工藝技術17一投三分分層

13、配注工藝技術特點一投三分分層配注工藝技術特點：4一次鋼絲作業(yè)可完成三個層段的調配作業(yè)一次鋼絲作業(yè)可完成三個層段的調配作業(yè)；4可滿足單層大配注量的要求可滿足單層大配注量的要求；4井下流量計直接錄取單層配注量井下流量計直接錄取單層配注量；4伸縮接頭提高了配注管柱定位、密封的可靠性伸縮接頭提高了配注管柱定位、密封的可靠性；4能實現(xiàn)層間驗封。能實現(xiàn)層間驗封。一投三分分層配注工藝技術適用條件一投三分分層配注工藝技術適用條件：防砂完防砂完井井的分注井的分注井，分注層段數(shù)分注層段數(shù)：3 3層；層；注水井完井管柱最小內通徑為注水井完井管柱最小內通徑為3.253.25 （82.55mm82.55mm）；）； 單

14、層最大注入量可達單層最大注入量可達400m400m3 3/d/d；適用井斜小于適用井斜小于6060 。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術 一投三分分層注水工藝技術一投三分分層注水工藝技術18技術應用技術應用: : 渤海油田開展分層注水工作以來，現(xiàn)有分注管柱渤海油田開展分層注水工作以來，現(xiàn)有分注管柱4242口：一投三分口：一投三分分注管柱分注管柱5 5口；口；3.883.88單級空心分注管柱單級空心分注管柱3 3口；口； 3.883.88空心集成分注空心集成分注管柱管柱1 1口；口；4 4空心集成分注管柱空心集成分注管柱1 1口；口； 4.754.75空心集成分注管柱空心集

15、成分注管柱3232口?？凇?驗封未合格的分注井有驗封未合格的分注井有4 4口，驗封合格的分注井有口，驗封合格的分注井有3838口。其中進行口。其中進行過分層流量測試的井有過分層流量測試的井有1313口，有口，有3 3口井完全達到地質配注要求，有口井完全達到地質配注要求，有2 2口井口井任何一層位都未滿足配注要求，其余任何一層位都未滿足配注要求，其余8 8口井部分滿足配注要求?？诰糠譂M足配注要求。 20062006年利用分層配注管柱實現(xiàn)分層條配、分層酸化及調剖作業(yè)共計年利用分層配注管柱實現(xiàn)分層條配、分層酸化及調剖作業(yè)共計4242井次。井次。 一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝

16、技術19分注管柱及驗封作業(yè)統(tǒng)計分注管柱及驗封作業(yè)統(tǒng)計一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術20分分 層層 調調 配配 統(tǒng)統(tǒng) 計計 表表說明：說明：20062006年分層調配井共年分層調配井共1313口，合計口，合計2929層；達到油藏配注要求的層有層；達到油藏配注要求的層有1313層，合格率層，合格率45%45%。未滿足油藏配注要求的原因：1 1、地層本身啟動壓力高，現(xiàn)有注入設備能力滿足不了要求；、地層本身啟動壓力高，現(xiàn)有注入設備能力滿足不了要求；2 2、地層有堵塞，導致啟動壓力高，需進行酸化解堵。、地層有堵塞，導致啟動壓力高，需進行酸化解堵。整改措施及建議：1 1、對部分污

17、染堵塞的層位進行酸化作業(yè)，解除地層污染；、對部分污染堵塞的層位進行酸化作業(yè)，解除地層污染；2 2、對部分注入壓力高的區(qū)塊考慮添置壓力等級較高的注入設備；、對部分注入壓力高的區(qū)塊考慮添置壓力等級較高的注入設備；3 3、進一步加強注水水質的監(jiān)管。、進一步加強注水水質的監(jiān)管。一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術21目前存在主要問題及應對措施：目前存在主要問題及應對措施： 目前部分注水井注水水質不目前部分注水井注水水質不達標，結垢嚴重影響鋼絲作業(yè)。達標，結垢嚴重影響鋼絲作業(yè)。應對措施：應對措施：反洗閥射流泵滑套滑套一、一、防砂完井分層防砂完井分層注水工藝技術注水工藝技術22研究背景

18、：研究背景： 二、套管完井分層注水技術二、套管完井分層注水技術 簡易防砂分層注水工藝技術簡易防砂分層注水工藝技術 23二、套管完井分層注水技術二、套管完井分層注水技術 簡易防砂分層注水工藝技術簡易防砂分層注水工藝技術 24伸縮管伸縮管滑滑 套套1 1 級配水工作筒級配水工作筒4.75in4.75in定位定位插入密封插入密封4.75in4.75in插入密封插入密封3 3 級配水工作筒級配水工作筒圓堵圓堵2 2 級配水工作筒級配水工作筒二、套管完井分層注水技術二、套管完井分層注水技術 簡易防砂分層注水工藝技術簡易防砂分層注水工藝技術 25海上油田套管完井分海上油田套管完井分注需要解決的問題：注需要

19、解決的問題：1 1、多級封隔器解封難；、多級封隔器解封難；2 2、斜井封隔器密封；、斜井封隔器密封；3 3、大排量注水。、大排量注水。優(yōu)勢：優(yōu)勢：可以更加靈活可以更加靈活細分層系注水。細分層系注水。 上部流量計上部流量計下部流量計下部流量計集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器底部支撐橋塞底部支撐橋塞油管油管頂部封隔器頂部封隔器一級配水器一級配水器隔離封隔器隔離封隔器二級配水器二級配水器隔離封隔器隔離封隔器三級配水器三級配水器二、套管完井分層注水技術二、套管完井分層注水技術 靜液壓坐封集成式同心分注技術工藝技術靜液壓坐封集成式同心分注技

20、術工藝技術26三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 目標井目標井：大斜度井不適合鋼絲作業(yè)，或者無大斜度井不適合鋼絲作業(yè)，或者無法將配水器送到目的層位。法將配水器送到目的層位。 解決方案：解決方案：采用同心多管、并列雙管、井口采用同心多管、并列雙管、井口流程改造等技術，直接在井口控制注水量，或流程改造等技術，直接在井口控制注水量，或者在直井段投配水器控制注水量，來達到分層者在直井段投配水器控制注水量，來達到分層注水的目的。注水的目的。局限性：局限性：分注層位分注層位2 23 3層；單層注水量較小層；單層注水量較小; ;初期投資初期投資較大；需要改造地面流程、井口等。較大；需要改造地面

21、流程、井口等。 1 1、技術簡介、技術簡介 27三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 兩層分注：兩層分注：a a、不保護套管，直接油套分注；、不保護套管，直接油套分注；b b、保護套管，改造井口；、保護套管，改造井口；c c、保護套管，不改造井口。、保護套管，不改造井口。2 2、技術方案分類、技術方案分類 三層分注：三層分注：a a、不保護套管，改造井口；、不保護套管，改造井口；b b、保護套管，改造井口。、保護套管，改造井口。28三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案292、油藏

22、及射孔數(shù)據(jù)油層中部壓力：17.15MPa；油層中部溫度：66.35；孔隙度：26.1%-38%;滲透率：55 6671.7x10-3um2；地層水礦化度：20007000mg/l；射孔層數(shù)：4層；射孔段基本數(shù)據(jù)：套管：9-5/8*3215m+7*4428m；防砂方式及相關數(shù)據(jù)：采用預充填防砂完井，防砂后管柱最小內通徑3.25 。 三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案30改造井口的油管分注：改造井口的油管分注：工藝步驟：1. 下入外層的大管柱，坐油管掛；2. 下入內層的小管柱，坐新油管掛（改造

23、井口）；3. 注水。從井口的大、小油管分注，則分注到u油組和d+油組。注：l內外層管柱均懸掛于井口，需要改造井口；l在井口即可控制兩段的注水；l全程保護套管。 變扣變扣 4 ”油管油管 2 7/8”油管油管 變扣變扣 定位插入密封定位插入密封 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 帶孔管帶孔管 插入密封插入密封(密封段密封段61mm) 插入密封插入密封 1.9”油管油管 引鞋引鞋 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案31改造井口的油管分注摩阻計算：三、大斜度井

24、分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案32 不改造井口的油管分注：不改造井口的油管分注： 如果不改造井口，則可下入一個卡瓦封隔器用來懸掛外層油管柱，并配備一插入密封短節(jié)密封大、小油管環(huán)空。 工藝步驟：1.1.下入帶卡瓦封隔器的大直徑管柱；下入帶卡瓦封隔器的大直徑管柱；2.2.下入內層的小直徑管柱；下入內層的小直徑管柱；3.3.分別測試兩層的吸水指示曲線，求得要求配注量分別測試兩層的吸水指示曲線，求得要求配注量下的吸水壓力，根據(jù)設計的水嘴及其圖版，選擇下的吸水壓力，根據(jù)設計的水嘴及其圖版，選擇合適的水嘴，裝

25、入配水器；合適的水嘴，裝入配水器；4.4.再將配水器用鋼絲作業(yè)投送到位，從地面油管注再將配水器用鋼絲作業(yè)投送到位，從地面油管注水，經配水器分流，實現(xiàn)分注水，經配水器分流，實現(xiàn)分注uu油組和油組和d+d+油組。油組。 4 4 ”油管油管 2 7/8”2 7/8”油管油管 定位插入密封定位插入密封2 7/8NU2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管( (薄接箍外徑薄接箍外徑81mm)81mm) 帶孔管帶孔管 插入密封插入密封( (密封段密封段61mm)61mm) 插入密封插入密封 1.9”油管油管 引鞋引鞋 2 7/8NU 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 配水堵塞器配水堵塞器 配水工作筒配水工作筒

26、大小油管間插入密封大小油管間插入密封三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案33 變扣變扣 4 ”油管油管 2 7/8”2 7/8”油管油管 變扣變扣 定位插入密封定位插入密封 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 帶孔管帶孔管 插入密封插入密封(密封段密封段61mm) 插入密封插入密封 1.9”油管油管 引斜引斜 2 7/8NU2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 配水工作筒配水工作筒 配水器配水器不改造井口的油管分注特點：不改造井口的油管分注特點：l 需要額外下入一個卡瓦封隔器懸掛外層管柱；l

27、不需要改井口；l 需要分層測試、鋼絲作業(yè)投撈配水器；l 全程保護套管。三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案34不改造井口的油管分注摩阻計算：三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 3 3、針對、針對QK17-2QK17-2油田油田P31P31井兩層分注方案井兩層分注方案35三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 4 4、針對、針對BZ251BZ251油田油田D13D13井三層分注方案井三層分注方案36H a llib u r to n V G P p a c k e rH

28、 a llib u r to n I S O r e tr ie v a b le p a c k e rH a llib u r to n I S O r e tr ie v a b le p a c k e rH a llib u r to n A W D s u m p p a c k e r O D（ in ） I D（ in ） 長 度 （ m ） 深 度 （ m ）8 .4 5 06 .0 0 02 .0 82 0 0 5 .0 1 8 .3 2 04 .7 5 01 .7 02 0 4 8 .3 2 8 .3 2 04 .7 5 01 .7 02 0 8 8 .0 0 8 .2

29、2 06 .0 0 01 .5 12 1 0 3 .0 0 封 隔 器密 封 筒封 隔 器密 封 筒封 隔 器密 封 筒封 隔 器4 .7 5 01 .5 5 02 0 1 1 .1 84 .7 5 01 .5 5 02 0 5 1 .0 54 .7 5 01 .5 5 02 0 9 0 .7 3封 隔 器 及 密 封 筒三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 4 4、針對、針對BZ251BZ251油田油田D13D13井三層分注方案井三層分注方案BZ251-D13油井基本數(shù)據(jù)油井基本數(shù)據(jù)37計劃配注量射孔段上層中層下層 配注量（m3/ d ）1 07 62 3三、大斜度井分層注水技術三、大斜度井分層注水技術 4 4、針對、針對BZ251BZ251油田油田D13D13井三層分注方案井三層分注方案BZ251-D1