油田注水基礎知識

1、關于油田注水基礎知識第一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 注 水注水：就是把合格水質的水通過高壓注水泵加壓后經注水井注入油層，在整個油層內人工建立起水壓驅動方式，恢復和保持油層壓力的一整套工藝。注水作用：1、補充地層能量，保持油層壓力2、提高采油速度和采收率3、抽稀井網，減少鉆井數4、延長油井自噴期一次采油：二次采油：三次采油：第二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 水質評價一、對注入水質的基本要求必須達到總目標是：不腐蝕注水流程，不堵塞油層（不腐不堵）。水質的基本要求：1、嚴格控制注入水中懸浮固體（機械雜質）的濃度和粒經。2、嚴格控制注入水中溶解氧的含量。3、嚴格控制注入水

2、中二氧化碳、硫化氫的含量。4、有效的抑制細菌的活動。5、注入水要與油層巖石地層水相配伍。第三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二項指標：1）機械雜質含量小于2mg/L2）總鐵離子含量小于等于05mg/L標準（表5-1、表5-2、表5-3）二、注入水水質標準的確定制定注入水水質標準目的是為了利用最廉價的水來滿足油田注水井對注入水量的需要。或在能滿足注水井長期配注要求的前提下，水質標準可放寬。第四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、水質測定方法1、懸浮固體含量測定（1）濾膜過濾法（2）比濁法2、懸浮固體顆粒直徑測定3、總鐵含量分析（1）磺基水揚酸 （2）硫氰酸鹽比色法（3）測鐵管

3、法4、溶解氧含量測定（1）測氧管法比色法 （2）碘量法5、游離二氧化碳分析6、硫化物（二價硫）含量分析（1）固體測硫管比色法（2）液體測硫管比色法第五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7、硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和鐵細菌含量分析（1）SRB和TGB含量分析（2）鐵細菌8、濾膜系數分析 濾膜系數：指在014MPa壓力條件下，讓1000mL的水樣通過濾膜（47，孔徑045m）所需的時間的函數 MF=1000/（20t） MF-濾膜系數；t-過濾1000mL水樣所需的時間，min。MF值是衡量水樣對濾膜的對細微孔道堵塞程度的綜合性的指標， MF越大，反映的水質越好；反之說明水

4、質差，水中所含的懸浮物質堵塞效應。第六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月9、平均腐蝕率的測定10、含油量的測定（1）熒光比色法（2）分光光度比色法第七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月水源及水處理一、水源的選擇考慮的四種因素：1、水源類型（1）地下水：淺層水，深層水（2）地面水：江河、湖泊、泉水（3）污水：（4）海水2、水源井采水淺層水源井深層水源井第八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、凈化處理目的：去除水中固體懸浮物和鐵質，使水質澄清，達到合格標準。1、沉淀原理：重力分異作用聚凝劑：2、過濾：指讓含有懸浮物質的液體通過合格的介質，達到有效地除去液體懸浮物質的過程

5、。原理：機械阻擋作用。三、真空脫氧四、殺菌技術1、氯氣2、季銨鹽第九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月五、阻垢和緩蝕技術結垢的原因：一是兩種水相混（污水與地層水相混；不同水源水相混；注入水與地層水相混） 二是注入水物理條件發(fā)生變化，主要是溫度和壓力的條件變化引起結垢問題。阻垢：用阻垢劑來控制結垢。兩類阻垢劑：多元膦酸和低分子量聚羧酸。緩蝕：為了控制水系統(tǒng)對金屬的腐蝕，可以采用向水中投入加緩蝕劑或腐蝕抑制劑。第十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月注水流程 注水系統(tǒng)：是由水源采水處理系統(tǒng)、注水站、注水管網、配水間和注水井等基本單元。一、注水站 注水站的作用：一是為注水井提供設計要求

6、的穩(wěn)定的泵壓，二是向注水井連續(xù)均勻地泵送水質合格的注水量。 注水站要接收水源來水；連續(xù)穩(wěn)定的泵出高壓注入水；水質檢測合格和簡易處理；注水干線計量等工作。1、注水規(guī)模和壓力的確定注水站規(guī)模是指該站高壓泵送出的水量的大小。由油田產油量（地下體積）、產水量和注水井洗井、作業(yè)用水量、生活與環(huán)境用水來確定。第十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 注水壓力： 取決于注水目的層的吸水能力的大小。油層滲透率低，吸水能力低，要求的注水壓力高。選取有代表性的注水井進行試注，待注水量與注水壓力穩(wěn)定后，其注水井底壓力即油層注水壓力。同時還要注意兩點： 一是多油層合注水時，應以主力油層能完成配注水量壓力為依據

7、，并且這時的井底注入壓力不得等于或大于油層的破裂壓力；二是地形起伏較大的地區(qū)，要考慮到注水站和注水井之間位置的高差的影響。（114頁）第十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、注水泵注水站主要設備：高壓注水泵；大型電動機高壓注水泵：電動高壓多級離心泵；電動柱塞泵；燃氣輪機驅動高速離心泵。3、泵效測算（1）流量法第十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）微溫差法：適應于揚程高于1000米的離心泵第十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、配水間與注水井1、配水間：作用：將注水干線來水通過分水器分流到配水間所轄各注水井；完成單井注水量，注水壓力的計量和控制；單井的洗井

8、作業(yè)。配水間分水器上的壓力，就是該配水間各注水井實際得到的注水泵壓。水量：垂直螺翼高壓干式水表或CW-430型流量計計量。2、注水井 KYS25/65型采油樹，強度試壓50MPa，工作壓力25MPa，通經65mm。 七閥式井口；簡化注水井口有五閥式，四閥式，三閥式。三、配水流程配水流程是連接注水站和配水間的站外流程。配水流程：分單干管和雙干管。第十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月注水井管理目的：是每口注水井都能連續(xù)均衡地完成單井配注計劃規(guī)定的注水量，不能少注，也不能多注，更不能無故停注；同時要使注水成本最低。要求：必須是使整個注水系統(tǒng)穩(wěn)定運行，做好注水動態(tài)分析，提高注水系統(tǒng)的運行效

9、率，降低每立方米注水量的耗電量。一、注水泵壓的管理統(tǒng)一封閉的高壓水流管網系統(tǒng)，穩(wěn)定運行是關鍵。上下波動不能超過02MPa做好幾方面的工作：1、注水站要連續(xù)記錄注水泵出口壓力2、注水站要精心管理好設備3、注水操作要做到平穩(wěn)、協(xié)同4、壓力表要定期檢查第十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、注水井動態(tài)分析1、控制井和非控制井（分析非控制井生產動態(tài)）2、資料測?。毫椯Y料（1）日注量（2）分層注水量（3）油壓（4）套壓（5）泵壓（6）水質第十七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、動態(tài)變化從壓力和注水量分析（1）注水井由穩(wěn)定試井指示曲線求得 1 ）直線式：特點：油層吸水量和注水壓力

10、成正比。 Q2-Q1 K吸=- P2-P1 隨壓力增加，注水量均勻地增加。產生原因：地層結構和滲透率比較均質；測試范圍小，只反映某一壓力的吸水指數Q第十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月吸水指數是單位生產壓差下日注水量。 Q K吸=- PfPe2） 垂直式：特點：注水壓力增加時注水量不變。產生原因：油層滲透性差或粘度高，雖然泵壓增加，只是用來克服油層阻力；水嘴小或堵；測試儀表故障。Q第十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3 ）折線式特點：隨注水壓力增加注水量也增加，當注水量增加到某點時，吸水指數突然增大，出現拐點；有兩個以上吸水指數。產生原因：各層段滲透率變化較大；當注水壓

11、力增大時又有新的小層吸水；注水壓力超過了地層破裂壓力，出現新的裂縫，滲透率增加而造成吸水能力增加。Q第二十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4 ）上翹式指示曲線特點：注水壓力與注水量可是呈正比關系，但當壓力增加到一定程度時吸水力突然降低，呈一反折線。產生原因：油層非均質嚴重，油層連通不好或不連通，注入水不易擴散，使油層壓力升高，注水量逐漸減少；測試儀表故障。Q第二十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月注水指示曲線的應用：利用注水指示曲線分析地層吸水能力的變化；1）曲線右移，斜率變小，吸水指數增加，一般封隔器失效時出現。 2 ）曲線左移，斜率變大，吸水指數減小，一般水嘴堵或油層堵

12、時出現。曲線右移1122曲線左移QQ第二十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3）曲線平行左移：吸水指數不變，在相同注水壓力下注水量減小，說明地層壓力升高。4）曲線平行右移：吸水指數不變，在相同壓力下注水量增大。說明說明地層壓力下降。一般在酸化壓裂措施后出現。12曲線平行左移1122曲線平行右移QQ第二十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)地面流程：經常遇到的問題是：地下注水管線破裂；地面閘閥（井口，配水間）閘閥失效和誤操作；壓力表、流量計失靈。（3）水質變差：主要是機械雜質含量高。常見的原因：1）未嚴格按取水樣操作規(guī)程取樣；2）取樣后，在化驗分析前水樣受到污染；3）停注

13、后開井；4）注水管線內排量激動（取樣、洗井干擾，注水站倒泵不平穩(wěn)）；5）注水站來水不平穩(wěn)。 第二十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、注水系統(tǒng)效率和能耗計算1、系統(tǒng)效率注水系統(tǒng)能量平衡模型圖W入w泵機損w網損w節(jié)損w有效注水站管 網井口第二十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 -注水系統(tǒng)平均運行效率，% -拖動注水泵電動機平均效率，% -注水泵平均效率，% -注水管網平均效率，%2、系統(tǒng)能耗系統(tǒng)能耗：指每向油層注入1立方米水的耗電量和注水泵每泵出1立方米高壓水的耗電量。（1）注入水單耗（2）注水泵單耗第二十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月注水作業(yè) 注水作業(yè)是指

14、為了使注水系統(tǒng)正常運行，尤其是油田能夠進行有效注水而利用注水流程在注水井上進行的各種常規(guī)作業(yè)。 注水作業(yè)包括：注水井洗井、試井、井下測試和穩(wěn)注等作業(yè)。同時包括利用專門設備進行的分注和增注。一、沖洗地面管線和洗井1、沖洗地面管線（1）投產沖洗：流速不應小于23m/s（2）例行沖洗：24小時；排量2025m/h；出口水質合格便可轉入注水。第二十七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、洗井洗井指在其他注水井正常注水的情況下，利用注水泵對某口井所進行的洗井作業(yè)。目的：清潔井筒，改善井下水質，穩(wěn)定和在一定程度上恢復注水井的吸水能力。幾種情況：1）停注時間超過24小時，恢復注水前要先洗井；2）為了

15、穩(wěn)定注水量，按一定周期對注水井所進行的洗井，目的是在一定 程度上恢復注水量。（例行洗井）3）修井作業(yè)后洗井，或配合其他措施，如增注、分注所進行的洗井。（措施洗井）4）新井投注前洗井。（投注洗井）第二十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月洗井方式分：正洗；反洗。正洗的特點：沖力大，攜砂能力弱。反洗的特點：沖力小，攜砂能力強。正洗-反洗-正洗，綜合利用正反洗特點，達到將井洗干凈的目的。平衡洗井：進、出口排量相等，說明在洗井過程中，注水的目的層即不吐水，也未吸水。誘導洗井：出口排量大于進口排量，說明在洗井中，油層內的水被又出，稱誘導洗井。洗井工藝要求是平衡洗井-誘導洗井-平衡洗井交替進行，以

16、提高洗井效果。第二十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月洗井過程的要求：控制出口壓力，嚴防出口排量小于進口排量?，F象：邊洗邊漏。進口排量大，出口排量小，意味著有部分洗井水在洗井過程中注入了油層。對于低壓油層會造成油層污染。用混氣水洗井來降低液柱壓力，使洗井液不會進入地層，而污染油層。混氣水洗井（氣化水）：在注水井口的進口處利用壓縮機連續(xù)泵入高壓氣體，以減小洗井液的密度，將洗井液對地層的回壓降低到油層壓力以下，同時利用混氣水洗井還能增大沖刷力，有利于提高洗井效果。洗井的水質要求：進口、井底、出口水質一致。即“三點一致”第三十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、新井投注經過排液-

17、沖洗地面管線-洗井-試注1、排液目的：在于清除油層近井地帶的堵塞物，在井底附近造成適當的低壓帶，在含油帶還可以采出部分油量，減少注水井附近油層的儲量損失。1）對于吸水能力比較差的低滲油田，均須排液；2）對于排不出液注水井可進行壓裂處理，排液；3）對于多油層混注的井，還要進行分層排液；4）老井采 油井轉注，不必進行排液。5）對于滲透率較大的油層，因吸水能力較好，可以不必進行排液。但一定要排污。第三十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、沖洗地面管線和徹底洗井新井投注井和轉注井，先要做好地面注水管線的投產沖洗。徹底洗井：要交替正誘導洗井-反洗-正平衡洗井，徹底清洗油管、油套環(huán)形空間、射孔

18、井段及井底雜物，誘導洗井時達到油層微吐，嚴防漏失，連續(xù)平穩(wěn)大排量一次將井洗合格。3、擠注活性水4、試注目的：在于確定新投注井層的吸水能力，取得吸水指數，吸水剖面及注水目的層的壓力和溫度等原始資料。吸水指數反映出注水井吸水能力的大小。第三十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、穩(wěn)定試井 在正常注水條件下，通過提高或降低注水壓力，計算出不同壓力下的穩(wěn)定日注量稱為注水井穩(wěn)定試井。 p Q 注水井指示曲線 Pj=Pf=Pt-Pfr+PhV很小，Pfr近似為0。（124頁下）第三十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月四、分層注水量測試1、放射性同位素載體法2、井溫法五、穩(wěn)注和增注目的：在于提高控制注水井的比例，使注水井注水量都達到配注要求。1、例行洗井2、擠注活性水3、提高注水泵壓4、酸化和