胜利油田分层注水技术集成及应用

油层 性质 、 含 油饱 和度 以及压 力等 相近 为基础 ， 在 贯彻 层与 层相邻 的原 则 的前
在测试过程中所存在的压力不稳定等因素也有一定的负面影响。 其中还油田还
存在一 部 分水井 待调 试水 嘴也 导致 了该 类情 况 的发生 。 胜利 油 田河 口采油厂埕 东油 田建立 了 自身的水井 设计运 行管理 体系 ， 通过 该体系来 确保 油田分层 注水技术 能够高效 的发 挥作用 ， 并优 化了现有 的不 同类 型油藏 分注 水井 的技术 配套状 况 。 同时 ， 胜 利油 田河 口采油 厂埕 东油 田还对 自
况， 并结合 水井结 垢腐 蚀的 发展趋 势 ， 以本 区域 水质 以及工 具所 具有 的特 点为 基础， 确定 了五类 分层 注水 管柱 。 通过 这种 油 田分 层 注水技 术 的应用有 效 的改
善 了该油 田井下分 层注水 管柱技 术状况 ， 该油 田所应 用的五类 配套 的油 田分工艺技术。
［ 关键 词］ 分层 注水 、 技术 工艺 、 探 析 中图分 类号 ： Ｆ ２ ８ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ６ ４ — ０ １
油 田开发进 入后期 阶段时 ， 地层压 力 降低 ， 原油 的稠度 增高 ， 给油 田的开采
一
、
油田 分层 注水 工艺探 析
从 注水 井的层 面 来说 ， 在相 同的压 力系 统下 进行混 合注水 ， 会存在 某些层 断有 大量进水 ， 而 某些层 段进水量 较少 ， 甚 至存在一 些根本 不进水 的层段 ， 换句 话说 ， 不进水 层段 中的 油是无 法驱 替 出来 ， 油 田分 层注 水技 术就 是在这 种背景 下产 生并得 以不断 发展 起来 的。 分层注水 技术 的原理是 把所射 开的不 同层断 以

引言
用增 加补偿器 和卡 瓦使 管柱 在上部锚 定 、 下部支撑 的情况 下能有效 补偿温度 和 压力 效应下 的管柱伸 缩 ， 克服管柱 的蠕动 ， 改善 管柱受 力条件 ， 使封 隔器长期 处 于静止 和扶正状 态 。 技术 优点 ： 耐高温 、 高压 、 减小 管柱蠕 动 ， 从 而延 长封隔器 寿 命。 技术 缺点 ： 工具 复杂 、 工 具 串长而多 、 对 井况 要求高 易造 成下井 遇 阻及 下 次 作业 转大 修等 问题 。
科 学 论 坛
ａ Ｉ
分 注 工 艺 集 成 ，提 高 纯 梁 分 层 注 水 开 发 效 果
项ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ国英
（ 胜 利 油 田纯 粱采 油 厂 山东 博兴 ２ ５ ６ ５ ０ ４ ）
［ 摘 要］ 主 要针对 纯 梁采 油厂 油藏 类型 复杂 多样 ， 且 储层 间 的压力 渗透 性差 异大 、 非均 质性 强 ， 油 藏特性 决定 了分 层 注水 是注水 有 效开 发的主 要途 径 。 为提 高分注 效果 、 洗 井效果 、 增 强测试 可靠 性 、 治理水 井 出砂、 确 保管柱 及井 下工 具可靠性 ， 在注水 工艺 持续 改进和 分注工 具优 化配 套的基础 上 ， 采油厂 不断 完善分 注工 艺， 逐步 形成 ＿ 『具 有纯 梁工 艺特 色 的分注 工艺 技术 。 ［ 关键 词］ 渗 透性 差异 大 、 非 均质 性强 、 分 层注 水 、 有 效开 发 、 分注 工 艺 中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ５ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ６ ３ — ０ ｌ
２ 、 配水器 的优选 ： 选 用 常规Ｇ Ｄ Ｐ 型配水 器 ， Ｇ Ｄ Ｐ 型 配水器 是 改进型 空心轨 道 式配水 器 ， 换 向可靠 性提 高 ， 可直接 带水 嘴下 井 ， 封隔器 坐封 后 ， 卸压 后可 以

石油天然气学报 （ 江 汉石 油学 院学 报 ）２ ０ １ ３ 年３ 月 第３ ５ 卷 第３ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ）Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． ３
通 悬挂 ，使 每个油 层均有 单独 的注 水通道 ，互 不影 响 。
２ ）工 作原理 液控 封 隔器 同心 双 管分 层 注 水是 在 同一 井筒 内下 入 内 、外 ２套 油 管 。先 下 人外 管 ， 外管 内再下 入 内管 。外 管上 连接接 液控 封隔器 （ 套 管保 护 封隔 器 和分层 封 隔 器） 、上层 注 水筛 管 和 密封 筒 ，最 下端 接丝堵 ；内管最 下端连 接密 封插 管 ，将 密封插 管插 入密封 筒 。通过 液控封 隔器地 面打 压 ，保 证封 隔器座 封实现 分层 和保 护套管 ，内管 向下层注水 ，外 管和 内管 的环空 向上层 注水 ，从 而达到 分层 注
藏开 发 ， 因此 研 究 应 用 了液 控 封 隔 器 同心 双 管 分 层 注 水 技 术 、 一体 化 智 能测 调 空 心 分 层 注 水 技 术 及 同心 双 管分 层 注 聚 等分 层 注 水 （ 聚 ） 技 术 ，有 效 解 决 了滩 海 大 斜 度 井 分 层 注 水 难 的 问 题 ，满 足 了滩 海 大 斜 度 分 层 注 水 、分 层注 聚 的 需要 。现 场 应 用 ２ ８井 次 ，测 调 成 功 率 １ ０ ０ ，层 段 合 格 率 １ ０ ０ ，对 应 油 井 累计 增
１ 分 层 注 水 技 术
１ ． １ 液 控 封 隔 器 同 心 双 管 分 层 注 水 技 术
１ ）管 柱结构 液控 封 隔器 同心 双管分 层 注水工 艺 由液 控封 隔器 、外 管 、内管 ３大部 分组 成 （ 见 图 １ ） 。其 中液控 封隔 器是用 １ 根ｊ ２ 『 ６ ． ３ ａｍ 控制 管 线来 实 现 座封 和 解封 ，只要 控制 压 力保 持 稳 定 ，井下 无 ｒ 液 压泄漏 ，在地 面 即可 观察 到井下 封隔器 的座 封情况 ； ８ ９ ｍｍ 油 管 和 ４ ８ ｍｍ 油管 分别 由 ２套 套 管 四

注 水井逐 渐增多 ， 因此 ， 由水平 井单 独采 油 向注采并
举 方 向发 展成 为大 势所趋 。在 应用 水平 井进 行注水
开发 的过程 中 ， 较长 的水 平井 段在 穿越 大厚 油层 时 ，
油藏物性 参数 可能存 在很 大差 异 ； 另外 ， 由于 摩擦损 失、 加速 度损 失 的影 响 ， 沿水 平井 段根 部到趾 部 的管 内流体 压力逐 渐 降低 。这 些 都会 导致 压力剖 面 的不
ｆ 弘 通； ③ 集 分 层和配 水 功 能 为一 体 ， 测试 投 捞 简单 ，
一
次注 水 芯子 投 捞 可完 成 两 层 水 量 调 配 ， 测 试 调配
效率高。 １ ． ２ 直井段 浅测 注 水工 艺 管柱 Ｌ ． ２ ． １ 管 柱 结 构 。（ 自下 而上 ） 反 洗 井 阀 ＋ 弹性 扶 正器 ＋一 级一 段集 成配 水 封隔 器 ＋弹 性扶 正器 ＋浅
关键 词 ： 注水 开发 ； 水平 井分段 注水 ； 分层 注聚 ； 智能测 调 ； 采 收 率
中图分类 号 ： Ｔ Ｅ３ ５ ７ ． ６
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２ ～Ｏ １ Ｏ ４ —０ ２ １ ． １ ． １ 管 柱 结 构 。（ 自下 而 上 ） 洗 井 阀 ＋弹 性 扶正 器 ＋集成 配水 封隔 器 ＋弹性扶 正器 （ 见图１ ） 。 １ ． １ ． ２ 技 术 原理 。采用 普通 油 管带完 井工具 下井 ， 直接 进 行 注水 ． 集 成配 水封 隔器 具 有 层 间封隔 和 分 层配 水 双重 功 能 ， 利 用配 水 器 产生 的 节流 压差 使封 隔器 首先 坐封 ， 再 通 过配 水器对 上 下层段进行 注水 ，

万方数据
一６０一
石
油机械
２００９年第３７卷第５期
管锚的侧面有１道轴向沟槽，液压控制管线从巾穿 过，不会被油管锚的锚牙损坏。油管锚是水力压差 式，注水时油管内压力大于管外压力，油管锚锚 定，停注后管内外压力平衡时，油管锚解锚。 地面叠装２套油管头，注水管汇在地面分２ 路，一路自采油树翼阀注入，从内油管注入到油层 ２（图Ｉ中虚线箭头所示）；另一路自上边的油管 头翼阀注入，从内外油管的环空下行，注入到油层 １（图１中实线箭头所示）。图１所示是油层ｌ注入 压力高于油层２的情况。当情况相反时，要对分层 注水管柱进行调整，去掉油层１所对的带孑Ｌ管，把 密封插入改为一个带“１卜”字交叉孔的密封插入， 这样内油管的水就进入油层１，而内外油管环空的 水进入油层２，如图２所示。
密封插入
管柱内外压差来实现注水时封隔器的ｆ：下密封，当 洗井阀在生产过程中出现结垢、水嘴刺大、节流阀 刺坏等现象时，都能使封隔器的洗井阀失去注水时 的密封作用，而这种变化在地面不能及时得到判 断，只有通过验封才能确认，而现场分层注水井的 验封工作很难保证，冈此其有效分注率也就无法得 到保证。采用该技术无需验封，在地面就能直接观 察井下封隔器的密封情况，相比之下能够较好地保 证分注合格率。 （４）停注时层间不窜流。注水井在计划停注 或其它原冈停注时，控制液控封隔器的压力并不卸 去，封隔器在井下仍保持密封状态，层Ｉ刈注入水不 会发牛窜流现象。这与使用带洗井阀结构的封隔器 分注管柱相比，具有明显的优势。使用带洗井阀结 构的封隔器分层注水管柱在停注时，管内外压差消 失，洗井阀便失去密封作Ｈｊ，注入的层间水由于压 差的作用极易发生窜流。 （５）具有油层上部套管保护功能。该技术在 油层以Ｊ？安装了液控封隔器，无论是存注水过程巾 还是在停注时，都能保证其以上部位套管小受注水 压力的破坏。 ２

配水芯子 名 称 长度（mm） 最大外径（mm） 反冲流量（m3/h） 工作压力（MPa） 工作温度（℃） PS-57配水芯子 1697 57 15-30 ≤25 ≤120 弹性扶正器 名 称 长度（mm） FZQ-130弹性扶正器 426 捕捞器
原始外径（mm） 收缩外径（mm） 最小内径（mm） 扶正力（Kn） 耐压（MPa） 124 118 62 2 25
三、分注工艺介绍
(一)、偏心分注工艺 1、管柱结构 偏心分注管柱由可洗井封隔器、偏心 配水器、撞击筒和球座组成。利用封隔器 分隔不同的注水层位，通过偏心配水器内 的水嘴控制分层注水量，地面通过投捞器 打捞堵塞器，按地质配注要求更换相应的 水嘴，调配分层注水量。
偏心注水管柱示意图
注水层 夹 层
DQ656-2偏心配水器
Y341-114封隔器 DQ656-2偏心配水器 Y341-114封隔器
注水层
夹
层
注水层
DQ656-2偏心配水器 DQ153撞击筒 球座
工艺原理
正 常 注 水 --- 堵 塞 器 靠 其 主 体 上 的
Φ 22mm定位台阶座于工作筒的偏孔上，凸轮
卡于偏孔上部的扩孔处，堵塞器上下4道胶圈
封住偏孔的出液槽，注入水只能经过堵塞器 的滤网、水嘴、堵塞器主体的出液槽和工作 筒主体的偏孔进入油层。
注水层
调配水嘴和测试流量 •通过扶正器和缓冲
液力投捞斜井分层注水管柱
器提高管柱密封性
井下工具技术参数
Y341-115配水封隔器
工具名称 最大外径（mm） 最小内径（mm） 座封压力（MPa） 工作压力（MPa） 工作温度（℃） 适应井径（mm） 6~7 Y341-115 115 57 ≤25 ≤120 121-124

足， 递减 加大 ， 严 重 影响油 田开 发效益 。 注 水是保 持 油藏压 力 ， 提高 水驱 效率 的 有效 途径 ， 在 及时 注水保 持地 层 能量 的同是 ， 需 要不 断调整 注采 强度 和水驱 油 方向 ， 提 高注 水波及 体 积 ， 才能保 持 单元产量 高 位运行 。 本 文 以胜坨 油 田为 例 ， 探 索 了注 水工 艺 配套 对 改善 油 田开 发效果 的 作用 ， 成 立 注水 项 目攻 关组 ，强 化深层 分 注 、 中浅层 增 注措施 ， 提 高注 水层 段合 格 率 。 １油 田现 状和 问 题 目前油 田注水开 发存在 问题 （ １ ） 注 采矛盾 突出 ， 井网不完 善 ， 储量动用 不均 衡； 由于堵塞 以及地 层渗 透性差 ， 水 井欠注 注不进 ， 水 驱效果 差 ， （ ２ ） 层 间非均 质
２注水 工 艺配 套新 技 术
２ ． １ 分层 注 水工艺 技术
由水源井、 存水设备 、 过滤设备、 增压设备及注水井组成。 基本思路是将水源井
作为 洁净 水来 源 ， 通过 过滤设 备去 除机 械杂质 ， 然后 由增压 泵将 合格水 质 注入 油层 ， 对 应油 井综 合含 水 下降 ７ ． ２ ％， 精 细注 水效 果初 步显 现
内” 三大矛盾， 加强油藏开发动态分析 ， 以“ 注上水、 注好水 、 注足水、 高效注水”
为 目标 ， 强化 以注水 为核 心的老 区综合 治理 ， 推广应 用注水 新工艺 ， 开展 井 网完 善、 注 采调 配 、 源 头水 质一体 化管理 ， 着力 改善注 水开 发效果 。 通 过治理 ， 注采对 应 率提 高５ ． ４ ％， 油 田深 层和 中浅 层注水 符 合率分 别上 升 ｌ Ｏ ． １ ％ 和２ ０ ． ２ ％， 夯 实

封隔器 。
结束后活塞 自动转入正常 的可注 水状态 ，从而实现分层注水 。配合压 缩封隔器座封时不需投捞死嘴 ，配水器通过轨道转换能够憋压 ，使封
隔器座封 。
（ ）后期测调影响 因素。 由于大部分 分层注水管柱 需要进行测 ２ 调 ，因此分注工艺 中配水器的选择要考虑井下测试 的需要 。部分注水 井受洗井条件 、出砂等影响 ，井况较差 ，由于空心配水器 ，打捞装置 结构简单 ，在井况较差 的情况下 ，投捞成功率较高 。偏心配水器 具有 管柱 内通径较大 的优点 ， 不会影响吸 水剖面 的测试 ， 当井筒 内较脏 但
石 油 地 质
ห้องสมุดไป่ตู้
缸 科 技 ２ １年第３ ０２ 期
分层 注水工 艺管柱在河 口采油厂的应用
杜 建 娟
胜利 油田分公司河 Ｅ采油厂 ｌ ２ Ｏ 山 东 东 营 ５２ ０ ７
摘 要 为满足各 生产层对 注水 量的不 同需求 ，提 高油 田注水开发效果 ，近几年 来分层注水 工艺管柱 的应 用规模不 断扩 大 ，较 ２ １年相 比 ，分注 井数增加 了１ ． ００ ８５ ％。本文 以分层注水工 艺管柱配套的影响 因素为切入点 ，对各 种分层注水 管柱 的管柱结构 、工作原 理 、技术特点 、应 用范 围等做 了详细介 绍，结合现场 应用情 况 ， 分层注水工艺管柱应 用情况进行梳理分析 ，总结 出分层 注水 工艺管 将
在深井应考虑防蠕动措施 。 ２ 分层注水 工艺 管柱在 河口采油厂 的应用
２ １ 分 层 注 水 工 具 ．
２２ 分 层 注 水 配 套 管 柱 ．
（ ） １ 长效扩张 式封隔器分 注管柱 。① 管柱组成 ：由Ｋ ３ ４ Ｙ ４ 封隔 器 、偏心 配水器 （ 空心配 水器 ）、油管 、 筛堵等 组成 。② 工作原 底 理 ：ａ ． 管柱下井 。通井刮管后投球验证油管 密封性 。配水器 内直接装 上 带水 嘴 ，工 具按照 管柱 顺序连 接好 后 ，下 井 。ｂ 封 、注 水 ：注 ． 坐 水 ，利用配水 器 内水嘴 的节流压差 ， 隔器便可座 封（ 筒胀封压 力 封 胶 ０ — ． ａ ，转入正 常注水 ，注入水经 各级配 水器 进入对 应的注 水 ． ０ ＭＰ ） ５ ７ 层段 。③解 封 、 井 ： 洗 反洗 井时封隔器胶筒 自动收 回实现解封 ，洗 井 水从套管进 入 ， 管柱 底部的单流阀进 入油管 内 ， 井口返 出。④管 经 从 柱特 点 ： 井通道 大 ， 井彻 底 ， 易堵 塞 结构 简单 ， 易造 成管 洗 洗 不 不 柱 卡。⑤ 应用范围 ： 用于出砂较严 重 、 杂 、油质污染 的注水井 ， 适 机 井深小于２０米 。⑥应 用情况 ：目前分注井主要集 中在高渗透浅层 砂 ００ 岩 油藏 ，因此 以长效 扩 张式 封隔 器 分注 管柱 为 主 ， 占总 分注 井 的 ６． ９ ％。其 中偏心 配水管 柱 占４ ． ９ １ ％，层段 合格 率４ ． ％，空心配 水 ６ ８１ ６ 管柱 占５ ．％，层段合格率５ ．２ ８４ １９ ％。 （ ） 定补 偿式液 压封隔器 分注管柱 。①管柱组 成 ：由Ｙ ４ — ２ 锚 ３ １ １ ５（ Ｔ）封 隔器 、Ｚ Ｋ空心配 水器 、补偿 器 、水力卡 瓦 、水力锚 、 １ Ｓ Ｊ 油管 、底 筛堵 等工具组 成。②工作 原理 ：ａ ． 管柱下井 ：Ｚ Ｋ Ｊ 配水器 内 直接装 上带 水嘴 的芯子 ，工具按 照管 柱顺序 连接好 后 ，下井 。ｂ ． 坐 封 、锚定 ：油管内正打压 ，首先是水力锚启动 ，水力卡瓦坐卡 ，锚定 支撑管柱 ，然后是补偿器 、配水器启动 ，打压至２ ＭＰ 后 ，封隔 器坐 ０ ａ 封 完成 。ｃ ． 注水 ：油管 泄压 后 ，配 水器轨 道换 向 ，进 入正常 注水 轨 道 ，注入水经各级酣 水器进 入对应的注水层段 。ｄ ． ： 洗井时 ， 洗井 反 油管泄压 ，洗井水从套管进入 ，打开封隔器的洗井活塞后下行 ，经管 柱底部的单流 阀进入 油管内 ，从井 口返 出。ｅ ． ：油管泄压 后 ，锚 解封 爪回收 ，上提管柱 ，封隔器逐级解 封 ，卡瓦脱开 ，继续上提即可安全

采油工艺主导技术规模化应用情况
应Hale Waihona Puke 效果实施分层注水3384井次，分注率达到32.7%，层段合格率达到77.3% 共实施分采工艺措施2184井次，其中不动管柱换层267井次，有效率 75.5%，累计增油36.7万吨 应用7060井次，成功率94.1%，平均有效期979天 应用2500余井次，单井产能提高40%以上 应用1730井次，平均单井措施增油512吨，油汽比提高0.2以上 实施1606井次，其中直井长缝、分层以及水平井分段压裂实施637井次， 平均单井日油能力达到常规压裂的1.5-5倍 应用8310井次，其中带压实施2593井次。油井4451井次，节省压井液 15³104m3 ，提高生产时率0.86%，累计增油27³104t；水井3859井次， 减少排放110³104m3，提高注水时率2.2%，累计增注225³104m3。
胜利油田采油工艺技术进展
前 言
胜利油区目前投入开发油田70个，累计动用石油地质储量45.32亿吨，采收率28.6% 。长期以来，针对不同类型油藏的开发需求，通过科研攻 关、集成配套，形成了较为完善的采油工艺主导技术系列，并实现了规模化应用，为油田连续18年稳产2700万吨以上做出了积极贡献。
主导工艺技术系列
低 渗 透 油 藏 绿色低碳战略 持续发展战略
不压井作业技术
一
分层注水技术
影响水驱开发质量的主要因素：一是平面上注采井网不完善
造成的储量失控；二是纵向上非均质严重造成的驱替不均衡。同时水 驱储量包含整装、断块、低渗等多种油藏类型，工艺需求复杂多样。
平面上：套损、套坏水井多，导致 注采井网不完善，水驱储量失控。 纵向上：各层渗透率级差大，沙二8内小 层达到 4.3 ，沙二 10 内小层 3.8 ，水驱动 用不均衡。