油田注水工艺及管理教材70页PPT

站内注水泵
出口阀
单流阀
洗井池
站内注水工艺流程
2024/1/2
2
二、注水工艺
（二）站外注水
通过单井水平注水增压泵将联合站喂水泵提供的水，增压后，通 过井口采油树注入井底。
联合站出口阀
喂水泵
来水阀
水平注水泵
出口阀
单流阀
站外注水工艺流程图
2024/1/2
3
（三）井下管柱
井下管柱如右图所示： 下封隔器的注水井: DH1-4-5、 DH1-8-6
注水的作用： 补充地层能量 提高驱油效率 稳定油井生产能力
2024/1/2
一、注水的作用
污水处理 污水 油水分离
原油
注水站
站
装置
油管 套管 储层
注水井
采油井
1
二、注水工艺
（一）站内注水
联合站高压注水泵来水经过井场注水井采油树注入地下补充能量， 当需要卸压进行操作时，通过采油树及地面管线将液排放至洗井。
Hg
Pa P1
g
u12 2g
H
f
01
2024/1/2
45
2、离心泵的允许吸上真空度
HS ' Pa p1 / g
——离心泵的允许吸上真空度 定义式
注意：HS’ 单位是压强的单位，通常以m液柱来表示。在
水泵的性能表里一般把它的单位写成m（实际上应为mH2O）
。将
HS '
Pa
p1 /
g
代入
Hg
Pa P1
为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆 阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开 停车和调节流量。
2024/1/2

二项指标： 1）机械杂质含量小于2mg/L 2）总铁离子含量小于等于0·5mg/L 标准（表5-1、表5-2、表5-3）
三、水质测定方法
1、悬浮固体含量测定 （1）滤膜过滤法（2）比浊法 2、悬浮固体颗粒直径测定 3、总铁含量分析 （1）磺基水扬酸 （2）硫氰酸盐比色法 （3）测铁管法 4、溶解氧含量测定 （1）测氧管法比色法 （2）碘量法 5、游离二氧化碳分析 6、硫化物（二价硫）含量分析 （1）固体测硫管比色法 （2）液体测硫管比色法
4、试注
目的：在于确定新投注井层的吸水能力，取得吸 水指数，吸水剖面及注水目的层的压力和温度 等原始资料。
吸水指数反映出注水井吸水能力的大小。
三、稳定试井
在正常注水条件下，通过提高或降低注水 压力，计算出不同压力下的稳定日注量称为 注水井稳定试井。 p
Q 注水井指示曲线
Pj=Pf=Pt-Pfr+Ph V很小，Pfr近似为0。（124页下）
二、新井投注
经过排液----冲洗地面管线----洗井-----试注 1、排液 目的：在于清除油层近井地带的堵塞物，在井底
附近造成适当的低压带，在含油带还可以采出 部分油量，减少注水井附近油层的储量损失。
1）对于吸水能力比较差的低渗油田，均须排液； 2）对于排不出液注水井可进行压裂处理，排液； 3）对于多油层混注的井，还要进行分层排液； 4）老井采 油井转注，不必进行排液。 5）对于渗透率较大的油层，因吸水能力较好，
р
1
р
2
2 1
Q 曲线右移

Q 曲线左移
• 3）曲线平行左移：吸水指数不变，在相同注 水压力下注水量减小，说明地层压力升高。
• 4）曲线平行右移：吸水指数不变，在相同压 力下注水量增大。说明说明地层压力下降。一 般在酸化压裂措施后出现。12

油田水处理及注水系统地面生产 管理规定编制说明
地面建设管理处 二〇一二年七月
9/17/20192009-03-10
油气田开发地面建设模式分类导则
1
按照油田开发基础年“注好水、注够水、精细注水、有效注 水”的总体要求和工作部署，近年来地面系统突出工作重点，采 取加大地面工艺改造力度、积极推广新工艺新技术、强化运行管 理等措施，水质达标率、注水系统效率不断提高，取得了很好的 效果，为油田开发转变发展方式，夯实生产基础起到了积极的作 用。为“构建精细注水常态化机制”，勘探与生产公司组织规划 总院编写完成了《油田水处理及注水系统地面生产管理规定》（ 征求意见稿）。现将有关情况汇报如下：
9/17/2019
•19
三、规定的主要内容
第二章 生产管理
生产管理共4节14条，对以下4个方面进行了规定： 1★生产管理岗位及其职责 2★制度管理 3★水质管理 4★生产运行优化管理
9/17/2019
•20
三、规定的主要内容
1★生产管理岗位及其职责
油（气）田公司水处理和注水系统生产岗位设置分四 级，第六条到第十条分别列出了岗位设置的要求及其职 责，工作要求。
的进一步深入，水处理和注水技术需要进行前瞻性研究，
提前做好技术储备。
9/17/2019
•8
一、编制背景及过程
（一）编制背景
四是重油轻水观念改变与过程管理薄弱的矛盾。 三年油田开发基础年活动工作，各油田提高了对注
水工作的重视，重油轻水观念明显改善。但是由于组织 和制度不健全，药剂投加、管线清洗、滤料更换、水罐 排污等缺少有效的监管和考核。部分油田为节省运行费 用，对设计明确要求投加的化学药剂少加或不加，少排 泥或不排泥，造成污水恶性循环、水质变差。

37，27，21，16
8.1，9.6，13.5，17.3，21.0 15.9，22.4，28.8，35.9
35，38，45，51，57
35，38，45，51，57
127
127
Φ 114 ×4
Φ 114 ×4
Φ 60.3 ×11
Φ 88.9 ×12
110
185
380
380
1480 3650 ×2100 ×1765
第一部分 油田注水地面工艺流程
3、注水井井口工艺流程图
注水井是注入水从地面进入地层的通道，它的主要作用是：悬挂井内管柱；密
封油、套环形空间；控制注水和洗井方式，如正注、反注、合注、正洗、反洗和进行
井下作业。除井口装置外，注水井内还根据注水要求（分注、合注、洗井）下有相应
的注水管柱。
。
注水井口流程图
柱塞泵主要由动力端和液力端两大 部分构成，并附有皮带、止回阀、安全 阀、稳压器、润滑系统等构成。
动力端：由曲轴、连杆、十字头、 浮动套、机座构成。
液力端：由泵头、密封函、柱塞、 进液阀和出液阀构成。
三缸单作用电动柱塞泵
18
长庆油田公司第四采油厂
第二部分 油田注水地面主要设备及管理
19
长庆油田公司第四采油厂
①、边缘注水；边外注水（缘外注水）、缘上注水、内含油边界以内
边内注水等方式。
②、边内切割注水：利用注水井排将油藏切割成为较小单元，分每一
个独立的开发单元进行开发和调整。
③、面积注水：面积注水方式是将注水井按一定几何形状和一定的密
度均匀地布置在整个开发区上。可分五点法注水，七点法注水，歪七点法
注水，四点法注水及九点法注水等。
p真——泵进口的压力值，Pa； γ——液体的重度，N/m3；

17
5
4、自喷驱油形式
▪ 气顶驱油
▪ 随着油气的不断 开采，底层能量 逐渐耗尽，不但 不能自喷，甚至 自行流入井底也 成为困难。
3-含气层；4-不透层；5-水6层
5、人工驱油的方式
▪ 1）机械采油； ▪ 2）注水 ▪ 3）注气。
7 图2 油气藏结构与油气水分
第一章 注水工艺流程
第一节 注水井站工艺流程
▪ 有工业价值的油气藏是在有利于油气的意蕴、储存、 分离的地质结构中形成的，如图1所示。
地面
3 图1油气藏示意图
3、油气藏的典型结构特点
▪ 特点：1、气、 油、水按井深 方向自上到下 分布。
▪ 2、气、 油、水按平面 区域面自内到 外分布。
▪ 3、不同 井位有不同的 油气成分
4
4、自喷驱油形式
▪ 主要有：1）边水驱；2）底水驱；3）气顶驱。
进泵加压+输出高压水，如图1—3—2所示。
10
二、站内流程
▪ 水源来水经过低压水表计量后进人储水大罐。一 般每座注水站应设置不少于两座储水大罐，其总容 量应按该站最大用水量时的4—6h来设计，若注水 站距水源距离较远时，或供水量不正常时，其总容 量可根据实际情况适当予以增大。在地下清水水源 较为充足，而油田净化污水不足的条件下，可将两 座大罐中的一座设计为净化污水储罐，另一座设计 为清水储罐，进行清污水混注。储水罐内的水利用 水位高差产生的自压，或经供水泵加压后，进入注 水泵进口，经注水泵升压后，由高压注水阀组分配 到各条注水干线或配水间。
14
2．单干管单井配水流程
▪ 水源来水经过注水站加压后，通过单条注水干线输送至各 个配水间，在每个配水间内，按配注要求，完成单口井注水 量的控制和计量后进人注水井。

油水井措施的应用
应用范围
油水井措施广泛应用于各个油田 ，是提高油田采收率和产能的重
要手段。
应用效果
通过合理的油水井措施应用，可以 有效提高油田的采收率和产能，为 油田的可持续发展提供有力保障。
应用建议
针对不同油田的特点和需求，应选 择合适的油水井措施，制定科学的 实施方案，以达到最佳的应用效果 。
油水井措施对注水方案的影响
油水井的增产措施可能改变地层的渗透性和压力分布，从而影响注水方案的实施 效果。
油水井措施对注水设备的要求
为了满足油水井增产措施的需求，可能需要改进或升级注水设备，以提高注水的 效率和稳定性。
注水与油水井措施的协同作用
协同设计
在制定油水井措施时，应充分考 虑注水方案的需求和限制，实现 注水和油水井措施的协同设计。
目的
通过油水井措施，可以改善油藏 的流动条件，提高油水井的产能 和采收率，延长油水井的生产寿 命，提高油田的整体效益。
油水井措施的分类
增产措施
包括压裂、酸化、堵水等 ，目的是提高油井的产能 。
维护措施
包括清蜡、防砂、热洗等 ，目的是维护油水井的正 常生产和延长生产寿命。
管理措施
包括合理配产、间歇抽油 等，目的是优化生产管理 ，提高油田整体效益。
协同实施
在实施油水井措施和注水方案时 ，应加强沟通和协作，确保各项 措施的顺利实施和效果的充分发
挥。
协同优化
应根据油水井措施和注水方案的 实际效果，及时进行优化调整， 提高油水井的开发效果和采收率
。
04
注水与油水井措施的案例分析
案例一：某油田的注水技术应用
总结词：成功应用
详细描述：某油田通过采用先进的注水技术，有效提高了采收率，降低了生产成 本，为油田的可持续发展奠定了基础。

采用计量设备和监测系统，实时 监测注水量和注水速度，确保达
到配注要求。
注水效果的评估
吸水能力分析
通过分析地层吸水指数和吸水剖面，评估地层吸水能力。
水驱效果评价
结合生产动态和压力数据，评价水驱开发效果，为后续调整提供 依据。
监测资料分析
对注水井的压力、流量等监测资料进行综合分析，评估注水效果 和地层反应。
注水压力波动会影响地层渗透率和 注水效果，应保持压力稳定。
压力检测与调整
定期检测注水压力，根据实际情况 调整压力，确保达到最佳注水效果 。
注水量的计算
需求水量确定
根据地层需求和注水井的配注要 求，计算所需注入的水量。
注入速度控制
根据地层特性和注水设备能力， 合理控制注水速度，确保稳定注
水。
计量与监测
注水工艺技术的研究成果
近年来，随着研究的深入，注水工艺技术取得了显著的进步。例如，新型智能注水系统的研发，可以实现精准注 水，有效提高采收率。此外，纳米技术在注水工艺中的应用也取得了重要突破，为解决油田开发后期水敏性问题 提供了新的解决方案。
注水工艺在各行业的应用前景
01 02
石油工业
注水工艺在石油工业中应用广泛，主要用于油田开发过程中的驱油和增 产。随着油田开发难度的增加，对注水工艺的要求也越来越高，未来需 要进一步研究和改进。
注水管
注水软管
可弯曲的软管，适用于各种复杂形状 的注水作业，如车辆清洗、园林灌溉 等。
将高压水流引入目标容器或管道，适 用于管道清洗、污水处理等作业。
PART 04
注水工艺技术要点
REPORTING
注水压力的控制
注水压力的确定
根据地层压力、破裂压力及设备 能力等因素，合理确定注水压力

环境清洁
对注水区域进行清洁，清除杂物和油 污，保持环境整洁，防止对水质造成 污染。
安全防护
设置安全警示标识，穿戴好个人防护 用品，确保操作人员的安全。
注水过程中的操作
01
02
03
04
开启设备
按照操作规程开启注水设备， 确保设备正常运转。
注水控制
根据生产工艺要求，控制注水 量、注水速度和注水压力，确
未来发展方向
未来注水工艺技术将朝着智能化、精细化、低成本化方向发展，以提 高油田开采效率和经济效益。
02
注水工艺的基本原理
注水工艺的物理原理
注水工艺的物理原理主要包括 流体动力学和热力学的基本原 理。
流体动力学原理在注水过程中 主要涉及水在储层中的流动规 律，包括层流和紊流等。
热力学原理在注水过程中主要 涉及温度、压力等对水分子间 相互作用的影响。
注水压力的监测与控制
注水压力监测
通过安装压力表和压力传感器等设备，实时监测注水压力变化，确保注水压力在 合理范围内。
注水压力控制
根据地层条件和油田开发要求，合理设置注水压力，防止因压力过高或过低对地 层造成不利影响。同时，要定期对注水设备和管网进行检查和维护，确保其正常 运行。
06
注水工艺的案例分析
3
井下压力计
用于监测注水井的压力变化，为注水操作提供数 据支持。
注水泵的设备与工具
01
02
03
注水泵
用于提供高压水流，将水 注入地层。
润滑系统
为注水泵提供润滑，降低 机械磨损，延长使用寿命 。
流量计
用于监测注水泵的流量， 确保注水量的准确性。
注水管线的设备与工具
注水管线

行和使用寿命。
配件更换与维修
根据需要更换损坏或磨损的配件，对 设备进行维修和恢复。
故障诊断与排除
及时发现和诊断设备故障，采取有效 措施排除故障，恢复设备正常运行。
设备润滑与防腐
定期对设备进行润滑和防腐处理，减 少设备磨损和腐蚀，延长设备使用寿 命。
注水水质监测
01
水质指标监测
对注入地层的水质进行监测，包 括悬浮物、油、细菌、PH值等指
注水站设备
包括泵、储水罐、管道、阀门等，需要定期检查和维护，确保设备正 常运行。
注水站操作规程
严格按照操作规程进行注水站的启停、运行和调节，保证注水过程的 稳定和安全。
注水站安全措施
制定并执行安全规章制度，确保注水站工作人员的人身安全和设备安 全。
注水井的日常管理
注水井的分布与数量
了解注水井的分布和数量，以 便合理安排注水计划和巡检路
效果评估
水质合格率提高至98%，油藏开发 效果明显改善。
THANKS
感谢观看
03
CATALOGUE
油田注水设备
注水泵
01
注水泵是油田注水系统 中的核心设备，用于提 供注水所需的高压动力 。
02
注水泵应定期检查和维 护，确保其正常运行， 避免因设备故障影响注 水作业。
03
根据油田的实际需求选 择合适的注水泵型号和 规格，以满足注水量和 压力的要求。
04
关注注水泵的运行状态 ，如出现异常声音或振 动，应及时停机检查并 排除故障。
标，确保水质符合标准要求。
03
水质监测设备
定期对水质监测设备进行检查和 维护，确保设备的准确性和可靠
性。
02
水质处理措施
针对不合格的水质指标，采取相 应的处理措施，如过滤、消毒、

应急管理规定的考核与奖惩
对在应急管理工作中表现优秀的单位和个人进行表彰 和奖励。
对应急管理工作进行定期检查和考核，确保各项措施 的落实。
对在应急管理工作中失职或未履行职责的单位和个人 进行问责和处理。
THANKS
感谢观看
降低生产成本，提高油田开发 的经济效益和社会效益。
遵守国家法律法规和相关行业 标准，提升企业形象和竞争力。
运行管理规定的具体内容
建立健全油田水处理及注水系统的操作 规程和规章制பைடு நூலகம்。
加强与各相关部门的沟通和协作，共同 推进油田水处理及注水系统的优化和管 理水平的提高。
做好水处理及注水系统的安全防范工作， 严格执行安全操作规程，防止事故发生。
严格遵守水处理及注水系统的工艺流程 和设备运行参数，确保设备正常运行和 水处理效果。
加强设备维护和检修，定期检查设备的 运行状态和性能，及时发现并处理设备 故障。
运行管理规定的考核与奖惩
设立专门的考核机构，对油田水处理及注水系统的运行管理进行定期或不定期的考核。
根据考核结果进行奖惩，对表现优秀的单位和个人给予奖励，对考核不合格的单位 和个人进行处理。
故的发生。
优化油田水处理及注水系统的 操作流程，提高工作效率和管
理水平。
维护管理规定的具体内容
建立油田水处理及注水系统的设备维 护保养制度，明确设备维护保养的周 期、项目和标准。
建立油田水处理及注水系统的故障排 查和处理制度，明确故障排查和处理 的标准、流程和时限。
建立油田水处理及注水系统的巡检制 度，明确巡检的项目、内容和频率。
作用
保障油田的稳产增产；延长油井 寿命；提高采收率；降低生产成本。
油田水处理及注水系统的组成

注水驱油效果和产油量的计算方法
注水驱油效果可以通过地质勘探和实验室测试评估，产油量可以通过指标计算和实际生产数据统计。
注水工艺技术的优势和不足
优势
提高采收率、延缓油藏衰竭、降低开发成本。
不足
注水井堵塞、地层污染、水力压裂可能引起地 震等风险。
注水工艺技术的发展趋势和前 景
未来的发展趋势包括智能化注水工艺技术、加密井网布局等，注水工艺技术 将在油田开发中发挥更大作用。
注水工艺技术的分类方法
1 按注水方式分类
常规注水、压裂注水、酸化注水等。
3 按注水时间分类
前驱注水、整体注水、后驱注水等。
2 按注水介质分类
水驱、气驱、聚合物驱等。
低渗透油藏注水工艺技术的应 用
低渗透油藏注水工艺技术通过调整注水压力、施工井距和注水液体性质等， 提高低渗透油藏的采收率。
高渗透油藏注水工艺技术的应用
注水管道和注水设备的设计和维护
注水管道和注水设备的设计应确保管道的连续性和设备的稳定性，维护要勤检查和清洗。
注水储层的分析和评价方法
注水储层的分析和评价方法包括测井解释、岩心实验和地层模拟等。
注水工艺技术中需要注意的安全问题
注水工艺技术中需要注意的安全问题包括井筒稳定性、防漏井壁设计、防火防爆等措施。
注水液的选取和性能要求
注水液的选取应考虑地质特征、水源可行性和环保要求，性能要求包括粘度、酸碱度等。
注水泵的选择和性能参数
注水泵的选择应考虑注水井的深度、注水量和井口设备，性能参数包括流量、扬程和效率。
注水岩石物理性质的分析和影响因素
注水岩石物理性质的分析包括孔隙度、渗透率、饱和度等指标，影响因素包括岩石类型、地层压力、温 度等。

❖ 平均腐蚀率≤0.07mm/a；
❖ 游离二氧化碳含量≤10mg/L；
❖ 硫化物（二价硫）含量≤10mg/L；
❖ 含油量≤5mg/L。
.
19
4 水质监控
.
20
4.1 水质监测路线
❖ 注水系统水质监控，以观察水处理的实际效果。 ❖ 沿着水处理流程从水源开始，通过注水系统各个部位，
直到注水井井口。 ❖ 对选定的取样点定期取样分析，并取得有关数据。
.
16
3.1.4 各种水处理剂间的相互作用
❖ 事实上各种化学药剂的使用几乎是同时进行的，因此必须有一 个系统的综合的考虑。
❖ 考虑各种药剂之间的配伍关系，不致使各种药剂之间产生相互 干扰，使药效相互抵消或降低，
❖ 希望各种药剂之间产生协同效应，发挥更大作用。
.
17
3.2 水处理工艺技术
❖ 精细过滤技术 ❖ 除氧技术 ❖ 杀菌技术 ❖ 全程防腐技术 ❖ 水质达标工艺技术
.
18
3.3 低渗透油田注入水水质标准
❖ 原中华人民共和国能源部颁布了低渗透油层注入水水质标准，主要指标如 下：
❖ 悬浮物含量≤1mg/L；
❖ 固体颗粒直径≤2μm；
❖ 腐生菌含量≤102个/L；
❖ 硫酸盐还原菌含量<102个/L；
❖ 膜滤系数≥20；
❖ 总含铁量<0.5mg/L；
❖ 溶解氧含量≤0.05mg/L；
当这些有害物质进入地层后，结垢物质、细菌、机械悬浮 物进入地层会造成孔隙堵塞；有机悬浮物和油滴进入地层，在 流动过程中会发生乳化现象，形成的乳化液能降低流体的渗流 能力，影响驱油效果。
.
10
3 水处理系统
.
11

环境因素：考虑环境因素，如环保要求、水资源 状况等，选择合适的注水方式
油田注水方式的具 体介绍
边缘注水
1
边缘注水是一种油田注水方 式，通过在油藏边缘注入水
来提高原油采收率。
2
边缘注水可以提高油藏压力， 降低原油粘度，从而提高原
油的流动性。
3
边缘注水可以改善油藏的水 油流度比，提高原油的采收
率。
4
延长油田寿命：通过注水，可以延长 油田寿命，提高油田的经济效益。
保护环境：注水可以减少油层中的天 然气排放，降低环境污染。
油田注水方式的分类
边缘注水：在油田边 缘地带进行注水，以
提高原油采收率
面积注水：在油田大 面积范围内进行注水，
以提高原油采收率
井间注水：在相邻油 井之间进行注水，以
提高原油采收率
油田注水方式在提高采收率方面的作用
01 注水可以提高油藏的驱油效 率，从而提高采收率。
02 注水可以降低油藏的流动阻 力，提高油藏的流动性，从 而提高采收率。
03 注水可以增加油藏的油水接 触面积，提高油藏的油水置 换效率，从而提高采收率。
04 注水可以改善油藏的油水分 布，提高油藏的油水均衡性， 从而提高采收率。
层间注水：在油层之 间进行注水，以提高
原油采收率
裂缝注水：在油层裂 缝中进行注水，以提
高原油采收率
复合注水：结合多种 注水方式，以提高原
油采收率
油田注水方式的选择
地质条件：考虑油藏的地质特征，如岩石类型、 孔隙度、渗透率等
油藏类型：根据油藏的类型，如常规油藏、非常 规油藏等，选择合适的注水方式
生产目标：根据生产目标，如提高采收率、降低 成本等，选择合适的注水方式

高架罐
溢流
密闭 注水罐
水源井1 水源井2
恒比加药罐
配 水 间
PEC过滤器
注水泵
油田注水简易工艺流程图
注水井 注水井
油田注水规范工艺流程图
水
源
原水罐
净水罐
精细过滤器
喂
水
泵
配药间
加药泵
注
水
井
配水间
注水泵房
油田注水工艺流程图
配水间
高压阀组间
注水泵
喂水泵
精滤器
搅拌 罐
加药泵
空压机
空气净化器
储气罐
加
压
泵
溶解氧含量 mg/L 0
0.6
腐蚀速率 mm/a 0.0011
0.0088
行业标准 mm/a
试验结果对比
腐蚀速率增加8倍
油田污水动态
2.36 4.05
0.038 0.648
0.076 腐蚀速率增加17倍
现场注水管线
0 3.08
0.137 0.508
腐蚀速率增加3.7倍
◇ 溶解氧与腐蚀速率呈正线性关系，水中溶 解氧含量添加，腐蚀率急剧上升。 ◇ H2S、CO2引起水的pH下降，产生酸性腐蚀， 程度低于溶解氧。
1#原 水 罐
药液箱
2#原 水 罐
加药泵
污水池 粗滤器
3#净 化 罐
增 压 泵
塔 底 泵
回水泵
回水箱
脱 氧 塔
真空泵
污水系统
采用井口加药、管道破乳、大罐溢流沉 降的脱水工艺和绝氧、杀菌、净化、过 滤等工艺流程。处置后的污水可以回注 地层。
处置后的污水到达了注水水质规范， 回注地层。同时引进精细过滤及膜技术， 使水质进一步改善，水质处置技术得到 进一步的提高。