分层注水管柱技术分析及现场应用

试论油田分层注水的应用摘要：油田分层注水能够解决层间矛盾，保证注水均匀，提高产量，实现油田稳定、可持续地发展。

基于其重要性，本文首先概述了分层注水工艺技术的基本原理实现过程；其次介绍了分注各阶段的重点技术，并简述了其工作流程及取得的进展；最后根据发展情况，提出了分注工艺的规模化应用。

可为油藏开发实践提供宝贵经验。

关键词：分层注水工艺技术分注管柱注水井应用一、分层注水工艺技术概述近些年来，随着油田开发力度的加大，混合注水工艺变得难以满足油藏精细注水的要求，这是因为混合注水在同一压力系统下进行时，出现各层段进水分布不均匀现象，即一些层段大量进水，而另一些层段进水很少，甚而不进水。

结果导致不进水的油层段的原油难以得到躯替，这些现象都严重影响了油田的开发效果，无法适应油田调整的需要。

因此，分层注水工艺的研究开发变得至关重要，它能够保证各油层注水量合理与均匀，从而增加各油层的水油驱替速率，提高采收率。

分层注水遵循各层相互邻接的原则，将各层按不同的标准和一定的开发方案进行划分，合理地对各层段进行均匀注水，保证注水层段与采油井开采层段相对应，然后运用合适的井下工艺方法，实施分层注水，从而实现高产目标。

分层注水工艺在油田开发进入高含水中后期阶段应用较多，它可以解决层间矛盾，保证各层注水均匀，保持地层压力，对油田长期稳定高产有重要作用。

二、分层注水工艺技术的类别和发展近些年来，随着油藏开发进入非均质高含水中后期，很多分注工艺已经无法满足开发的需要，出现了许多问题，主要包括：分注卡距大（d≥8米）；适用井斜较小（a<30）；投捞受井斜影响大。

针对以上问题，我国对分层注水工艺的研究力度在不断加大，以提高产量。

通常我们按照注水工艺各阶段工作不同，将其分为分层注水管柱工艺、测试工艺和配水工艺。

而各项技术又是由其他多项技术协同完成的，以下对这三种工作技术的工作原理进行介绍。

1.分层注水管柱工艺技术通过分层注水管柱来实现分层注水，包括：1.同心式注水管柱技术，它是在同一井筒内下入两根油管，一根外管，一根内管，用封隔器将需要隔开的上下层封隔。

液控封隔器同心双管分层注水工艺管柱的研究及应用X周洪军1,李积祥1,杨海龙2(1.中石化胜利油田有限公司桩西采油厂;2.延长油田股份有限公司甘谷驿采油厂原油集输站) 摘　要:胜利油田桩西采油厂老河口油田桩106块油藏为中高渗疏松砂岩油藏,该油藏由于各层系间压力系统和渗透率间的差异很大,层间矛盾突出,井深结构(井斜和方位角)的影响,目前的分注管柱难以满足该油藏分层注水的要求。

因此,开发研制了新型液控封隔器同心双管分注管柱,解决了水井分注难题。

该管柱施工成功率高100%、层段注水有合格率高、分层可靠性高、洗井方便,控制操作简便的优点。

关键词:液控封隔器;分层注水;同心双管1　前言胜利油田桩西采油厂老河口油田桩106块油藏为中高渗疏松砂岩油藏,该油藏有Ng1、Ng2、N g3、Ng4等多套开发层系,由于各层系间压力系统和渗透率间的差异很大,层间矛盾突出,难以用一套井网注水开发,因此对该类油藏的开发必须分层注水开采。

目前在该区块的分注管柱主要有:空心分层注水管柱、偏心分层注水管柱、斜井集成分层注水管柱。

但是由于井斜和方位角的影响,使得斜井集成分注管柱在投捞和测试、测调带来了很大的难度,甚至无法投捞、测试和测调,同时由于水质等因素的容易堵塞水嘴,无法保证该区块正常注水。

因此我们研究了液控封隔器同心双管分层注水管柱,该管柱可以使各层的实际注入量由地面控制和计量、配注精确、后期管理简单,同时实现了地面验封,对水质的适应性也比较好,不存在堵塞水嘴现象,有效的解决了该区块油藏大斜度分层注水的难题。

2　管柱工作原理、结构、技术指标2.1　管柱结构液控封隔器同心双管分层注水工艺采用液控封隔器(保护套管封隔器和分层封隔器)、外管、内管三大部分组成(见图1),无配水器,其中液控封隔器是用一根1/4寸控制管线来坐封和解封,只要控制压力保持稳定,井下无液压泄漏,在地面即可观察到井下封隔器的密封情况;278寸油管和1.9寸油管分别由两套套管四通悬挂,使每个油层均有单独的注水通道,互不影响。

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。

注水井分层启动压力测试管柱的应用【摘要】本文旨在叙述注水井分层启动压力测试的常见问题以及一般常用方法，介绍分层启动压力注水工艺的原理以及算法，用以增强注水井分层治理的针对性。

【关键词】注水井分层启动压力测试管柱分层注水开发是世界上大部分油田所采用的开发方式，因为它能增大水驱波及体积，能够提高水驱波效率。

然而，分层启动压力值的确定仍然没能得到很好解决。

开展注水井分层启动压力测试工艺的应用工作，能够为分层治理提高参数依据，实行测试管柱具有较高的科学性，并能够为测试、井下作业提供较为精确的理论指导。

1 注水井分层启动压力常用的测试技术在目前注水井分层启动压力常用的测试方法中，现场应用最主要的方式是氧活化测井技术和多级分层管柱测试两种测试方法。

本文将集中探讨多级分层管柱测试方法。

多层分级管柱测试方法有如下优点：首先表现在测试范围较广，多级分层无论高低、中渗还是低渗油藏都能满足，并且不受流量的大小和油层厚薄等条件的限制以及能够满足高压设计，这测试得出的数据直观真实，但唯一的缺陷就是无法测试到层段内的小城启动压力。

2 管柱结构管柱的结构主要包括封隔器、定压阀、阀座、筛管、丝堵等组成。

y341-114fw型无洗井通道封隔器主要由三部分组成。

第一部分是上体结构，它包括上接头和中心管；第二部分是下体结构，包括外中心管、连接体和下接头等不分；第三部分是锁紧、密封结构，包括密封胶筒、锁套、锁环、锁环座及活塞等部件。

封隔器的单向耐压差是35mpa以及130℃的耐温。

这种封隔器以耐压能力高著称，而且在多级使用时解封力度较小。

定压阀主要由阀套、阀芯、阀座、剪钉组成。

通过测试可以发现，定压阀内最低的抗拉强度是45t，而最低密封压力是40mpa。

工作原理：当管柱到达指定位置后，用油管将其打压到18mpa，坐封封隔器，同时打压到21mpa，然后将最底下一级的注水井的定压阀通过油管将其打掉，使其剩下的定压阀处于安全、密封、完整的状态，实现最底层段的注水以及吸水指数曲线资料的搜集。

分层注水管柱技术分析崔江花【摘要】目前,江汉油田使用过的分层注水工艺管柱主要有油套保护分层注水管柱、锚定式分层注水管柱、高压注水管柱一和高压注水管柱二.这四种注水管柱在现场使用中常常会出现套管压力上升、油压波动大而套压波动小、油压套压同时波动大、起管柱困难和注入压力长期上升等问题.通过分析,注水压力、压力波动、层间压差、温度变化这4个因素是对注水管柱造成不利影响的主要因素.经研究,在注水层上部使用顶级封隔器的分层注水管柱,大多数情况下,压力变化所产生的总体作用力是向上的,即对管柱是上项力;分层注水管柱的受力是不平衡的,而且在各种效应的共同作用下,管柱一定会发生蠕动和变形,所以需要对管柱进行锚定,以保持管柱的总体受力平衡.【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》【年(卷),期】2014(027)004【总页数】3页(P62-64)【关键词】分层注水管柱;注水压力;压力波动;层间压差;温度变化【作者】崔江花【作者单位】中国石化江汉油田分公司江汉采油厂,湖北潜江433123【正文语种】中文【中图分类】TE934+.1江汉油田自进入注水开发以来，其注水管柱主要使用的是偏心式井下分层注水工艺管柱。

该种工艺管柱在国内各油田使用量最大，配套工具最全，配套工艺最系统全面。

偏心式分层注水管柱一般由可反洗井的Y341型等封隔器、偏心配水器、底部循环凡尔（或球座）等组成，再配以钢丝投捞及测试工艺。

对于普通注水井，由于注入压力通常不是很高，且压力波动也比较小，因此管柱因温度和压力的变化所产生的螺旋弯曲效应、活塞效应、鼓胀效应等也都比较小，一般不会使管柱产生大的变形，所以对管柱和井下工具的要求不高，管柱的结构比较简单可靠，使用中问题少。

对于高温、高压注水井，管柱因温度和压力的变化所产生的螺旋弯曲效应、活塞效应、鼓胀效应都会使管柱变形，从而使封隔器发生位移，导致封隔器封隔失效，所以，必须对管柱进行锚定。

为了消除锚定后的管柱因上述效应引起的内应力，有时还需在管柱锚定位置的上方使用管柱补偿装置。

（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。

石油课堂分层注水管柱的结构及应用分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。

分层注水的实质是在注水井中下入封隔器，将各油层分隔，在井口保持同一压力的情况下，加强对中低渗透层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水单层突进，实现均匀推进，提高油田的采收率。

我国油田大规模应用的分层配水管柱有同心式和偏心式两种。

前者可用于注水层段划分较少较粗的油田开发初期，后者适用于注水层段划分较多较细的中、高含水期。

此外，还有用于套管变形井的小直径分层配水管柱。

一、固定配水管柱1、结构固定配水管柱由扩张型封隔器及配水器等构成，其结构如图1-1所示。

图1-1 固定配水管柱2、技术要求各级配水器（节流器）的起开压力必需大于0.7MPa，以保证封隔器的坐封。

3、存在的问题更换水嘴时必须起管柱。

二、空心配水管柱1、结构空心配水管柱由扩张式封隔器及空心配水器等构成，其结构如图1-2所示。

图1-2 空心配水管柱2、技术要求各级空心配水器的芯子直径是由上而下从大到小，故应从下而上逐级投送，由上而下逐级打捞。

3、存在的问题受内通径的限制，一般三级，最多五级。

三、偏心配水管柱偏心配水管柱的主要特点是：应用偏心配水器能实现多级细分配水，一般可分4～6个层段，最高可分11个层段；可实现不动管柱任意调换井下配水嘴和进行分层测试，能大幅度降低注水井调整和测试作业工作量；而且测任意层段注水量时；不影响其他层段注水。

1、偏心配水管柱Ⅰ1）结构由665-2偏心配水器、压缩式封隔器、球座和油管组成，其结构如图1-3所示。

图1-3 偏心配水管柱Ⅰ2）技术要求（1）筛管应下在油层以下10m左右。

（2）封隔器（压缩式）应按编号顺序下井。

（3）各级偏心配水器的堵塞器编号不能搞错，以免数据混乱、资料不清。

2、偏心配水管柱Ⅱ1）结构主要由扩张式封隔器和偏心配水器等构成，其结构如图1-4所示。

图1-4 偏心配水管柱Ⅱ2）技术要求（1）各级配水器的水嘴压力损失必须大于0.7MPa，以保证封隔器坐封。