油田注水基礎(chǔ)知識

關(guān)于油田注水基礎(chǔ)知識第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日

注水

注水：就是把合格水質(zhì)的水通過高壓注水泵加壓后經(jīng)注水井注入油層，在整個油層內(nèi)人工建立起水壓驅(qū)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(wǎng)，減少鉆井數(shù)

4、延長油井自噴期

一次采油：

二次采油：

三次采油：第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日

水質(zhì)評價一、對注入水質(zhì)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(zhì)的基本要求：1、嚴格控制注入水中懸浮固體（機械雜質(zhì)）的濃度和粒經(jīng)。2、嚴格控制注入水中溶解氧的含量。3、嚴格控制注入水中二氧化碳、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。第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日二項指標：1）機械雜質(zhì)含量小于2mg/L2）總鐵離子含量小于等于0·5mg/L標準（表5-1、表5-2、表5-3）二、注入水水質(zhì)標準的確定制定注入水水質(zhì)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?；蛟谀軡M足注水井長期配注要求的前提下，水質(zhì)標準可放寬。第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日三、水質(zhì)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頁，共三十七頁，2022年，8月28日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(shù)分析

濾膜系數(shù)：指在0·14MPa壓力條件下，讓1000mL的水樣通過濾膜（Φ47，孔徑0·45μm）所需的時間的函數(shù)

MF=1000/（20t）MF----濾膜系數(shù)；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(zhì)越好；反之說明水質(zhì)差，水中所含的懸浮物質(zhì)堵塞效應(yīng)。第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日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頁，共三十七頁，2022年，8月28日水源及水處理一、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頁，共三十七頁，2022年，8月28日

二、凈化處理目的：去除水中固體懸浮物和鐵質(zhì)，使水質(zhì)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(zhì)的液體通過合格的介質(zhì)，達到有效地除去液體懸浮物質(zhì)的過程。原理：機械阻擋作用。三、真空脫氧四、殺菌技術(shù)1、氯氣2、季銨鹽第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日五、阻垢和緩蝕技術(shù)結(jié)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(jié)垢問題。阻垢：用阻垢劑來控制結(jié)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。第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日注水流程

注水系統(tǒng)：是由水源采水處理系統(tǒng)、注水站、注水管網(wǎng)、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(shè)計要求的穩(wěn)定的泵壓，二是向注水井連續(xù)均勻地泵送水質(zhì)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(zhì)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(chǎn)油量（地下體積）、產(chǎn)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。第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日注水壓力：

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(yīng)以主力油層能完成配注水量壓力為依據(jù)，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）第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日2、注水泵注水站主要設(shè)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(qū)動高速離心泵。3、泵效測算（1）流量法第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日（2）微溫差法：適應(yīng)于揚程高于1000米的離心泵第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日二、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(jīng)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。第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日注水井管理目的：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(wǎng)系統(tǒng)，穩(wěn)定運行是關(guān)鍵。上下波動不能超過0·2MPa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(shè)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頁，共三十七頁，2022年，8月28日二、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(chǎn)動態(tài)）2、資料測取：六項資料（1）日注量（2）分層注水量（3）油壓（4）套壓（5）泵壓（6）水質(zhì)第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日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成正比。

Q2-Q1K吸=-----------

P2-P1隨壓力增加，注水量均勻地增加。產(chǎn)生原因：地層結(jié)構(gòu)和滲透率比較均質(zhì)；測試范圍小，只反映某一壓力的吸水指數(shù)рQ第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日吸水指數(shù)是單位生產(chǎn)壓差下日注水量。

QK吸=---------------Pf–Pe2）垂直式：特點：注水壓力增加時注水量不變。產(chǎn)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。рQ第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日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(shù)突然增大，出現(xiàn)拐點；有兩個以上吸水指數(shù)。產(chǎn)生原因：各層段滲透率變化較大；當注水壓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(xiàn)新的裂縫，滲透率增加而造成吸水能力增加。рQ第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日4）上翹式指示曲線特點：注水壓力與注水量可是呈正比關(guān)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(chǎn)生原因：油層非均質(zhì)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。рQ第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日注水指示曲線的應(yīng)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(shù)增加，一般封隔器失效時出現(xiàn)。

2）曲線左移，斜率變大，吸水指數(shù)減小，一般水嘴堵或油層堵時出現(xiàn)。

曲線右移1122曲線左移ррQQ第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日3）曲線平行左移：吸水指數(shù)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(shù)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(xiàn)。12曲線平行左移1122曲線平行右移ррQQ第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日(2)地面流程：經(jīng)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(zhì)變差：主要是機械雜質(zhì)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）停注后開井；4）注水管線內(nèi)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)。第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日三、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(wǎng)損w節(jié)損w有效注水站管網(wǎng)井口第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日----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(wǎng)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頁，共三十七頁，2022年，8月28日注水作業(yè)

注水作業(yè)是指為了使注水系統(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(shè)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(chǎn)沖洗：流速不應(yīng)小于2·3m/s（2）例行沖洗：24小時；排量20~25m3/h；出口水質(zhì)合格便可轉(zhuǎn)入注水。第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日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(zhì)，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）第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日洗井方式分：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(nèi)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，以提高洗井效果。第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日洗井過程的要求：控制出口壓力，嚴防出口排量小于進口排量?，F(xiàn)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(zhì)要求：進口、井底、出口水質(zhì)一致。即“三點一致”第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日二、新井投注經(jīng)過排液----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?shù)牡蛪簬?，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(zhuǎn)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。第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日2、沖洗地面管線和徹底洗井新井投注井和轉(zhuǎn)注井，先要做好地面注水管線的投產(chǎn)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(shù)，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(shù)反映出注水井吸水能力的大小。第三十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日三、穩(wěn)定試井

在正常注水條件下，通過提高或降低注