液力投捞分层注水工艺技术应用
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油田细分注水方式与应用注水开发一直是油田提高开发效果的重要技術手段,能有效保持地层压力,实现对原油的驱替。
对于薄层及纵向上发育多套储层的油藏而言,给注水工艺的实施带来了一定的难度,特别是进行分层注水,必须得实现对各层注水的调整。
对于分层注水而言,国内外已经开展了大量的研究工作,分层注水管柱工艺结构的研发,仍然在不断的进行中。
标签:油田;细分注水;应用一、稀油油藏细分注水的应用1在油田稳产中的应用细分注水的应用是稀油油藏稳产的关键技术手段,在开发过程中,可以提升其应用的合理性和高效性,从而为企业创造更多的经济效益。
细分注水在油田稳产中应用时,首先,将管柱液力投捞技术与机械定位技术紧密的结合在一起,利用注水实验,将配水芯子液力投捞密封,然后放到相应的位置,并利用自检功能对密封情况进行检查。
其次,实时调整井下任意层级的温度、压力、流量等参数。
在调控过程中,利用地面控制仪以图表形式将所有信息直接显示出来。
随后用测调仪对全部层段的指示曲线进行测试以及对流量进行调整。
在此过程中,利用智能可调方式对井下投捞流量进行调节,其中单井侧调时间大约在2d左右,这样可以极大降低工作人员的劳动强度。
2在水量分配中的应用在开采稀油油藏过程中,应用细分注水可以合理分配水量。
其在水量分配中应用时,首先,利用分层注水管柱技术,通过注水管柱对各个层次进行注水。
其中注水管柱包括空同心管柱、空心管柱、偏心管柱以及集成分层管柱等。
在注水过程中,要在相同的井筒中,分别下放两根油管,两根油管分别负责向内注入和向外输送。
与此同时,利用封闭隔离器隔开上下层次。
其次,利用偏心注水技术,使配水器的油管线与中间芯子的轴向心始终不重合,然后利用堵塞器和投捞器对本层水位进行调节。
再次,在注水井中,细分注水之后,还需要利用分层注水测试技术进行测试。
在测试过程中,通过采集到的各种数据信息,对配注的精确度进行一一检查,为合理分配各个层次注水量提供保障。
最后,利用分层配注技术对注水量进行科学合理的分配。
分层注水是指在注水井中下入封隔器,把差异较大的油层分隔开,再用配水器进行分层配水,使高渗层注水量得到控制,中低渗透率油层注水得到加强,使各类油层都能发挥作用的一种注水方式。
在进行非均质多油层开采中,为加强中、低渗透层,并控制高渗透层注水,按配注要求,在注水井中实现分层控制注入的注水方式,现已成为解决油田开发过程中层间矛盾,维持油田长期稳产、高产,提高采收率的重要手段。
油田开发初期的注水工作,由于基本上是按不同性质油层的自然吸水能力进行笼统合注,致使不同渗透率的油层吸水量相差几倍到几十倍,造成注入水单层突进和平面指进。
针对这种情况,应用了分层注水工艺技术,通过对高渗透层控制注水,对低渗透层加强注水,有效的控制了油层压力,并在一定程度上控制了油田含水上升过快的局面。
随着油田进入中高含水期开发,通过不断加强分层注水,把地层压力始终控制在原始地层压力附近,保证了油井有足够的生产压差和旺盛的产液能力。
高压分层注水配套技术及应用提要:胜利油田河67区块砂二稳属低渗透油藏,油层非均质严重,分层注水层间差异大,且油层埋藏深,温度高,管柱蠕动严重,封隔器易失效,分层注水存在”分不开,测不出,调不动”的问题。
针对上述问题开展了高压分层注水配套技术研究和应用,实践证明,该技术有效地解决了高压注水井的分层问题,实现了不需投捞死芯子而保证分隔器可靠的座封及直接检查管柱密封的需要,不需要辅助直接注水,实现了座封、注水、分层改造一次性管柱,独特的液力投捞装置,投捞成功率高,计算机回放打印,录取数据准确,减少了人为因素的影响。
关键词:注水井;高压分层注水配套技术;应用。
1、概述胜利油田河67断块位于现河庄构造的结合部,属河50构造的一部分,该块是管理局未动用储量开发招标块,未动用储量层为砂二稳矿,含油面积2.6平方千米,地质储量116万吨。
该区块1964年投入开发,共钻井27口,钻遇油层764米/295层,油水同层414.3米/105层,投产22口井,共射开油层558米/260层,油水同层161.6米/33层,已累计采油59.5万吨,累计采气21.5百万立方米,累计采水104.55万立方米。
历史上,该断块H51井、H57-5井等注水井分层注水管柱采用K344或Y341封隔器及偏心配水器,测试用106、107流量计,压力等级低,不耐高压,地面配套的防喷器与注水压力不配套,由于无法分层测试、投捞测试、投捞和调配,使分层注水有名无实。
因此,H67断块基本采用地层能量采油,某些井油层严重水侵,每年含水平均上升7.8%左右。
为了使该区块分层注水方案有效实施,进行了高压分层注水配套技术的研究。
2、高压分层注水配套技术的内容及特点2.1、工艺技术简介该配套技术主要包括深井高压空心液力投捞管柱和高压分层测试调配技术两部分,作业下入高压分层注水管柱,利用ZJK空心配水器完成座封及试压,洗井后下入存储式涡轮流量计测试吸水量,地面回放打印出所需要的时间、水量等测试资料数据,而后再据此资料进行水嘴调配工作,直至满足地层配水要求。
液力投捞分层注水工艺技术应用与探讨39-液力投捞分层注水工艺技术应用与探讨-采油院-王群立液力投捞分层注水工艺技术应用与探讨王群立袁新生杨峰新疆石油管理局采油工艺研究院摘要:本文介绍了目前新疆油田注水开发的现状及存在的主要问题,以及目前正在新疆油田广泛应用的液力投捞分层注水管柱及工艺。
从结构原理到现场操作及目前在现场应用中出现的问题进行较全面的说明与分析,并且从新疆油田实际出发,为油田今后的分层注水工作做出建议,指出油田今后分层注水工艺的发展方向。
前言注水开发是油田开发的一个重要阶段,在油田生产中发挥着不可替代的作用。
由于各油田地质状况不同,注水条件和工艺水平不同,各油田都研制开发出适合本油田的各种分层注水工艺技术。
目前国内油田的分注工艺主要还是以偏心配水为主,同时也有部分采用其它工艺,如油套分注、空心配注、轮流注水、定量分注等。
液力投捞分层定量注水工艺是近十年来才发展起来的一种新的注水工艺技术,国内各油田针对这项技术做了大量工作,由于它具有投捞、测试方便的优点,目前已在许多油田得到应用,取得了较好的效果。
新疆局采油工艺研究院在90年代中期研制的液力投捞分层注水工346艺技术,从96年开始,在油田推广应用,通过不断改进和完善,性能有了较大提高,近几年来也在油田取得了较好的应用效果。
国外油田由于对水质及防腐的要求较高,加之投捞工艺先进,分注主要以井下偏心定量分注为主,以美国贝克工具公司为例,其分注技术主要是井下偏心定量配水器和地面定量配水器为主。
1 新疆油田注水井现状及存在的问题新疆油田分公司所辖油田(数据截止到2000年12月底,来源于«2000年采油(气)工程技术报告»),共有注水井1659口,其中大部分水井采用笼统注水,分层注水井只有633口,占油田注水井的38%左右分注率较低,在已实施的分注井中,由于种种原因一些井达不到分注要求,且有不少油套分注井,套管腐蚀严重,从而使注水井不能有效的实施分注,而不得不采用笼统注水。
采油工程分层注水工艺应用摘要:分层注水是一种通过向不同层位注入水来增加油井的产量的采油工艺,该工艺通常使用多层水平井,以使得注入的水能够在目标层位周围有效地扩散,从而提高采油效率。
分层注水的工艺参数包括注水井距、注水压力、注水量等,需要根据地质条件和油藏特征进行合理的设计和优化。
该技术已被广泛应用于全球各大油田,具有提高采油效率、延长油井寿命等优点,同时也面临着技术难度大、成本高等挑战。
因此,未来的研究方向应该是优化工艺参数,提高工艺稳定性和可靠性,并发展更加智能化和自动化的控制技术,以实现更高效的采油效果。
关键词:采油工程;分层注水;工艺早在20世纪50年代开始分层注水工艺就开始被运用在采油工程中,传统的分层注水工艺由于缺乏科学的工艺参数控制技术,注入的水难以达到目标层位,导致注水效果不佳。
随着时间的推移,采油工程领域的专家逐渐发展出了更加有效的注水技术和工艺参数控制方法,分层注水也因此得到了进一步的推广和应用,目前分层注水技术已被广泛应用于全球各大油田,成为提高采油效率的一种主要手段。
1.采油工程分层注水工艺的重要性分层注水工艺在采油工程中的应用已经得到了广泛认可,并且被多方证明是提高油井产量和采油效率、延长油田寿命、减少环境污染的有效技术手段。
该技术通常使用多层水平井,在油层不同深度处注入水,通过优化工艺参数,如注水井距、注水压力、注水量等,来实现更高效、稳定和可靠的注水效果[1]。
例如,根据某些油田的实际数据分析,分层注水技术可以使得油井产量增加20%以上,并且可以延长油田寿命5-10年以上,由此可见这项工艺具有广泛的应用前景和研究价值,它未来的研究方向主要包括优化工艺参数、提高工艺稳定性和可靠性、发展智能化和自动化控制技术以及探索新的应用场景等方面。
2.采油工程分层注水工艺应用2.1 偏心投捞分注工艺偏心投捞分注工艺是一种在采油过程中广泛应用的技术,它通过在油井套管内设置多个水平偏心管口,将注水量分别注入不同位置的油层,实现对不同油层的精细注水。
分层注水工艺在油田的应用摘要:分层注水技术主要用于油井开发的中后期。
逐层注水技术的应用将有助于有效控制注入高渗透层的注水量,并增加井中的采油量。
随着油井作业的不断深化,逐层注水技术将具有广阔的应用前景。
为了保证注水技术能够取得良好的应用效果,有必要积极加强注水技术的研究和应用,掌握注水技术的技能,确保中后期油井能达到极高的采收率。
本文主要分析分层注水工艺在油田的应用。
关键词:分层注水;油田;实际应用引言针对油田分层注水面临单井日注水量大、腐蚀结垢风险高、注水井井斜大及安全形势复杂严峻等重大挑战,提出采用地面分层注水技术,并对其适应性进行了论证。
结果表明,地面分层注水技术能够满足油田分层注水开发的需求。
鉴于油田单井日注水量大、注入水矿化度高,对注水管柱的冲蚀较大,再加上腐蚀结垢因素的影响,注水管柱受力极为复杂。
建议前期先进行地面二段分层注水先导试验,在条件成熟的情况下,再进行三段分层注水试验研究。
1、分层注水工艺概述储油层通常有几个不同的储油层段,不同的储油层段的实际地质条件也大不相同。
如果在注水生产过程中,采用单一注水工艺,注水的实际效果会不同。
对于一次性注水井,用于注水井,不同间隔内的实际注水量也将有很大变化,甚至在实际注水过程中甚至无法注入某些间隔。
结果,在几乎没有注水或没有注水的区间内的原油不能被置换。
针对这种情况,石油工程师已经开发了分层注水技术。
在实施多层注水的过程中,首先根据储油性质,含油饱和度,储层压力,层间差异原理等相关分类将地下水储层划分为不同的注水间隔,然后再将注水间隔划分为与油井生产层的适当关系。
然后结合实际生产过程,实现了多层注水油井的生产。
分层注水的主要目的是在不同的层段提供储层压力,并在此基础上有效提高不同层段的驱替效率,以实现油层的挖掘潜力、提高油层动用程度、达到油层增产的目的。
油井生产主要使用差压进行石油生产。
随着油井开采的不断深化,石油储量的不断减少将导致油藏压力的持续下降,从而导致油井采收率的持续下降,特别是在油井开采的中后期。
(1)胡42-25井分层注水实施情况及油田注水是维持和补充地层能量,使效果分析。
胡42-25井为杨井作业区的注水油田稳产、高产、提高采收率的有效开发井,最大井斜14.8°,油层段井斜10.54°。
方式。
分层注水是调整层间开采差异、控为了对多个油层同时实现注水开发,有效制含水上升、实现油田相对稳产的重要手提高油层动用程度,最终达到提高油井单段,对扩大水驱波及体积、提高油田最终井产能的目的,地质设计要求该井进行两采收率具有非常重要的意义。
层分注,分注前长2层实施了压裂措施,上段33加砂6 m,下段加砂8m,结合胡42-25井1目前井下分层注水工艺技术现状偏心分层注水工艺技术应用及效果分析◇长江大学工程技术学院 雷翠翠的井深结构以及注水要求,主要完井工具偏心分层注水工艺技术是目前国内外为K344-105封隔器、PS-114偏心配水器、油田井下分层注水的主要方式,是一种有KSL防液水力循环阀等。
①现场实施情效的解决分层注水的工艺手段,在油田开况。
胡42-25井实施偏心分层注水管柱完发中发挥了重要作用。
井,管柱下井一次成功,坐封过程显示封偏心分注工艺包括定压和定量分注隔器座封良好,施工过程中未出现任何异(堵塞器有定压、定量两种),适合油藏常情况。
②封隔器密封效果分析。
由于没埋藏较浅、井斜较小、水质相对较好等油有对封隔器进行验封测试,通过注水过程田的分注。
中套管压力情况,表明该井封隔器座封基优点:可对任意层进行投捞、测试、本良好,为有效的实施分层注水奠定了基调配,简化投捞程序,便于分层测试。
础。
③投捞调配效果分析。
对胡42-25井进缺点:井斜、水质较差、油管内垢物行了两次井下调配测试,配水嘴的一次投等对投捞有较大影响。
捞成功率100%,表明偏心分层注水的投捞2偏心分层注水工艺调配可以顺利完成,从而在技术上保证了2.1 偏心分层注水工艺管柱主要配套工偏心分层注水在斜井的实施。
具胡42-25井,分注设计要求该井长2层(1)K344-105封隔器。
液力投捞分层注水工艺技术应用与探讨王群立袁新生杨峰新疆石油管理局采油工艺研究院摘要:本文介绍了目前新疆油田注水开发的现状及存在的主要问题,以及目前正在新疆油田广泛应用的液力投捞分层注水管柱及工艺。
从结构原理到现场操作及目前在现场应用中出现的问题进行较全面的说明与分析,并且从新疆油田实际出发,为油田今后的分层注水工作做出建议,指出油田今后分层注水工艺的发展方向。
前言注水开发是油田开发的一个重要阶段,在油田生产中发挥着不可替代的作用。
由于各油田地质状况不同,注水条件和工艺水平不同,各油田都研制开发出适合本油田的各种分层注水工艺技术。
目前国内油田的分注工艺主要还是以偏心配水为主,同时也有部分采用其它工艺,如油套分注、空心配注、轮流注水、定量分注等。
液力投捞分层定量注水工艺是近十年来才发展起来的一种新的注水工艺技术,国内各油田针对这项技术做了大量工作,由于它具有投捞、测试方便的优点,目前已在许多油田得到应用,取得了较好的效果。
新疆局采油工艺研究院在90年代中期研制的液力投捞分层注水工艺技术,从96年开始,在油田推广应用,通过不断改进和完善,性能有了较大提高,近几年来也在油田取得了较好的应用效果。
国外油田由于对水质及防腐的要求较高,加之投捞工艺先进,分注主要以井下偏心定量分注为主,以美国贝克工具公司为例,其分注技术主要是井下偏心定量配水器和地面定量配水器为主。
1 新疆油田注水井现状及存在的问题新疆油田分公司所辖油田(数据截止到2000年12月底,来源于«2000年采油(气)工程技术报告»),共有注水井1659口,其中大部分水井采用笼统注水,分层注水井只有633口,占油田注水井的38%左右分注率较低,在已实施的分注井中,由于种种原因一些井达不到分注要求,且有不少油套分注井,套管腐蚀严重,从而使注水井不能有效的实施分注,而不得不采用笼统注水。
其结果是:一方面高渗透率层已大量吸水;另一方面低渗透率层很少吸水,甚至不吸水。
这样大大影响了油田的开发效果。
新疆油田注水的另一个问题是单层配注量很小。
由于单层配注量小,所用的配水器水嘴直径就很小,加之一些油田注水水质不合格,油、套管腐蚀严重等原因,造成配水器芯子很容易堵塞,这也是造成一些注水工艺无法大量推广应用的重要原因。
2 液力投捞井下定量分注工艺技术2.1 管柱结构及其特点2.1.1 管柱结构管柱结构如图1、图2所示。
1)无论是两级分注还是三级分注只有一个工作筒,工作筒居中;2)各层配水芯子连接成一个整体,投捞一次可同时对三层水嘴进整;3)注水芯子上端装有皮碗等液力提升装置和打捞装置,可用液力投捞或钢丝打捞的方式将芯子打捞上来,操作方便可靠;4)适用于深井和超深井注水(配水器现场应用最大深度是4800米);5)配水器在注水压力波动范围不大的情况下,可实现自动调节,保持注入量的相对稳定。
2.2 注水工作筒和注水芯子注水工作筒和注水芯子如图3和图4。
图3 一级两层分注工作筒及注水芯子图图4 两级三层分注工作筒及注水芯子图2.3 配套工具主要技术规格用于51/2"、65/8"、7"套管井的分注井下工具见表1:表1 分注管柱工具规格工具名称技术指标KCY211封隔器KYDT-114配水器筛管扶正器丝堵最大外径(mm)114/135/148 114 73最小内径(mm)50/62 46 62 62总长(mm)1300/1440/1550 350/1200 0.5 400两端连接螺纹27/8UPTBG 27/8TBG 27/8UPTBG 27/8UPTBG 耐温(℃)≤1202.4 配水器性能指标启动压差:0.7MPa;自调范围:±1.5MPa;芯子投捞方式:液力或钢丝。
2.5 选井条件1)注水井套管无严重损坏、无管外窜;2)注水井应选用防腐油管;3)注水井应满足隔层在3m以上;4)注水井未挤过调堵剂;初次测试一般在注水管柱完井且全井笼统注水5~7天后进行。
采用降压法,测出反映各层注水压力与注水量关系的吸水指示曲线(如图6)。
根据该曲线找出层间注入压差,确定需要节流的层段和节流压差。
然后根据节流压差、额定配注量在自调咀损曲线图上初选水咀(如图7);将初步选定的水咀装入芯子,接井下流量计一起入井测试,注一段时间后捞出芯子,取下流量计,读取分层流量值。
若符合地质配注量,说明所配水嘴合适,将芯子重新入井正常注水,测试结束;若不符合配注要求则需调整水咀大小,重复以上步骤。
直至合适为止。
图6 自调嘴损曲线例如已知额定配注量为:上层25m3/d;MPa下层50m3/d;6下层从曲线上可找出对应的额定配注压力: 5 上层上层4.2MPa; 4下层 6.1MPa; 3由此可以确定: 2①全井设计注入压力为6.1MPa 1②上层需节流,节流压力为m3△P=6.1-4.2=1.9MPa结合自调嘴损曲线,上层选Φ3.4水嘴,将初选好的水嘴装入需要节流的层段。
为了检验所配水嘴是否合适,将上、下层芯子都接上流量计,投入井中。
将注水量调至要求的全井注入量,注入压力稳定后,注一段时间将芯子捞出(一般为1天),卸下流量计并读出数据。
检查上、下层流量是否符合要求。
如果满足要求,说明选配水嘴合适,否则重复调整水嘴大小,直至单层注入量满足地质配注要求。
对于三层分注井,中层注水量等于地面累计水量(地面水表记录值)与上、下层水量之和的差值。
测试步骤的流程见图8:图8 测试流程图图中:P上额——额定配注量下的上层配注压力;P中额——额定配注量下的中层配注压力;P下额——额定配注量下的下层配注压力;P合——合注压力,取各层配注压力中最大值。
2.7.2 注水芯子投捞过程注水芯子投捞主要有液力投捞和钢丝投捞两种方式:1)液力投捞方式芯子从油管投下,靠自身重量和正注水液力的作用坐入工作筒进入工作状态。
打捞时,在防喷管上装上注水芯子捕捉器,使水井各阀门处于反洗井状态。
将反洗井阀门尽量开大,增大流量,以减少液力作业时间。
芯子上装有皮碗、单流阀等提升装置,在液力作用下可将注水芯子冲出,进入芯子捕捉器。
2)钢丝打捞方式a)需要打捞时,在正注状态下,用钢丝下入打捞工具,在距离芯子位置50米处停止下入,开套管阀门,以平衡芯子的上下压差;b)继续下放打捞工具,抓住芯子捞头,慢慢将芯子提出工作筒,若上提芯子负荷较大,可从油管缓慢排除少量的水,用液力将芯子举出工作筒,然后再上提;c)上提芯子致防喷管,将芯子取出,完成打捞操作。
这种分注芯子液力投捞技术较好的解决了芯子投捞的问题,必要时可根据现场情况采用钢丝打捞。
投捞一次可同时对两层或三层水嘴进行调换。
我们也已经合作开发了与这套管柱技术相配套的电子计量装置——FDL系列电子流量(压力)计,它能实现对配好水嘴后的上下层的实际注入量和对应的压力值实施动态监测。
为油田地质工作者及时掌握水井各层的实际参数提供可靠的数据。
3 现场应用情况及存在的问题液力投捞分层注水工艺自1996年现场应用以来,已在新疆油田公司各油田实施200多井次,至今仍在现场应用。
应用井次见表2。
表2 1996年以来液力投捞分注工艺现场应用井次统计这项技术比较适合于新疆油田目前的注水条件,投捞方便可靠,管柱施工一次成功率98%以上,注水芯子液力投捞成功率95%以上。
这项技术在塔指一口一级两层分注井(LN2-4-6)上应用,取得了较好的注水效果。
该井井深为5200m,注水工作筒位于4800米,单层要求注入量为200m3/d。
分注管柱施工时间是2002年10月3日,首次进行调试时间是2002年10月17日,由于该井井口通径是78mm,在初次液力投捞时,注水芯子在油管挂处进入不了捕捉器致使液力投捞失败。
针对井口和油管挂通径较大的问题(设计注水芯子时,采用液力投捞适用的油管内径为62mm),我们重新设计了捕捉器,并将捕捉器通过井口和油管挂延伸到油管当中,再采用液力反冲。
2003年6月2日,用此种方法,液力投捞一次成功。
随后几天,又进行了2次液力投捞测试均获成功,充分显示了液力投捞的方便性和可靠性。
随着该项技术在油田的不断推广,一些存在的问题也在实际应用中表现出来。
问题一:各油田根据需要,对许多注水井实施调剖作业后,再进行分层注水。
此类水井中存在大量游离的粘稠状调剖剂,如使用液力投捞分层注水工艺极易将分层水嘴堵死,致使水注不进去,造成分注工艺失败。
经过调剖的水井几乎不能实施液力投捞分层注水工艺。
问题二:新疆油田分公司油田注水井单层注水量普遍较小,有些井单层日注水量仅10方,因此,配水器水嘴直径相对较小,注入水中的杂质很容易将水嘴堵塞。
问题三:在进行反循环举升注水芯子的过程中,往往要排出大量的水,由于环保及现场条件的限制,有些井只好采用钢丝打捞芯子。
问题四:钢丝打捞时部分注水井注水芯子提不动。
在使用钢丝打捞时,如果水质结垢严重,层间压差较大,打捞时,就容易发生注水芯子捞不出来的现象。
针对新疆油田注水井分层配注量小,水嘴容易堵塞的问题,我们做了大量的研究改进工作:一是重新设计了一种井下定量配水器,配水器水嘴由原来简单的带孔的陶瓷水嘴改为目前的浮动式复合水嘴,水嘴的摩阻大大增加,在相同注水量的情况下,其水嘴过流面积相应增大,减小了水嘴堵塞的可能性,调节水量更加平稳,压差自调范围为2.5MPa。
另外,针对新疆油田分注难以计量,以及配水器水嘴容易堵塞,造成分注困难的问题,我院还研究了一种液力投捞轮流注水工艺。
它采用先注一层,然后取出芯子,再注另一层的方法。
此工艺能实现轮流分注两层和三层。
其优点是:可实现对每一层的准确计量,另外不容易堵水嘴(嘴径较大),注水芯。