油田注水工程技术指标及要求分析

油田注水工程技术指标及要求分析

陈志午李帮军

陈志午李帮军(陕西延长石油集团吴起采油厂陕西延安716000)

摘要：随着注水开发技术的不断完善，在油田的稳产方面做出不小的功效。针对注水工艺的技术指标，需要根据实际情况进行精心的设计。同时符合注水的一般性的基本要求，在工程上确保施工的顺利，对注水的控制应该引起更多的重视。

关键词：调配注、坐封压力、单级扬程值

一、油田注水工艺技术指标1、配注合格率配注合格率是指注入水量与地质配注相比较，注入地层水量合格井数与注水井开井总井数之比。单井月平均注水量不超过配注量的5％，不低于配注量的10％的注水井算合格井。月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。

2、分层配注合格率分层配注合格率是指分层注水井注入水量与地质配注相比较，注入地层水量达到地质配注要求的层段数与油田分注井实际注水总层段数之比。分层段的注水量不超过层配注量的±10％的层段为合格层段。分注井每个季度进行一次调配注，月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。

3、注水系统单耗注水系统单耗是指每向地层注入一方水的耗电量。

4、注水系统效率注水系统效率是指注水系统电机效率、注水泵运行效率与注水管网平均运行效率之积。

二、注水井分层注水工艺1、油套分注工艺技术优点：操作简单、施工容易，缺点：一是只能分注两层，且井下封隔器失效后地面不易判断；二是如果注入水质易结垢很可能导致下次起钻卡钻，必须动管柱洗井；三是由于套管环空注水是一个动态的注入过程，对套管的损伤大。

2、双管分注工艺技术优点：可以实施两层分注、易调配控制水量。缺点：一是只能分两个层段注水,如果超过了两个层段,则无法进行分层注水；二是注水井无法进行每月一次的维护性洗井管理,井筒内的垢、铁锈、杂质等脏物无法冲洗出来,容易造成脏物堵塞油层,对于结垢严重者,易发生井内工具及管柱被卡,造成大的事故。

3、单管封隔器、配水器多层段注水优点：可以实施两级或三级以上分注、可以定期洗井、可以任意调配更换水咀、封隔器密封好、管窜设计合理，管理方便。缺点：调配前必须洗井，必须使用专门的调配工具，且调配工作量大，为防止水井结垢必须定期洗井，生产管理难度大。

封隔器，材质要求：中心管35CrMn、洗井阀13Cr、接头40Cr。

制作工艺要求：采取热处理调质、镀铬、镍锌复合镀。封隔器施工方式，坐封：打开套管闸门,从油管内憋压额定坐封压力（内外压差15MPa），封隔器即可坐封，此时，由于封隔器的自锁结构作用，放压后，封隔器不能自动解封。洗井：油套环空进液，经封隔器洗井通道，至油管鞋单流阀从油管内通道返出地面,完成反循环洗井。解封，作业时，卸去井口，缓慢上提油管柱约半米，正转油管12～15圈，封隔器即可解封顺利起出。

偏心投捞器（简称投捞器）与打捞器和释放器组成，投捞器下端连接释放器，即可将配水器中的堵塞器送到井下目的层的配水器内，投捞器下端连接打捞器，即可将井下目的层的配水器中的堵塞器捞出来。

管柱组合，采取底筛堵+配水器+封隔器管柱组合，封隔器位于实施分层注水油层之间，配水器正对分注层段，下部为球座+眼管+堵头组合。该管柱组合可以在反洗井时防止大颗粒机械杂质进入球座导致管柱失效。测试工具优选：在测试实践中主要使用机械流量计、超声波流量计,经过现场试验优选超声波流量计做为我厂主要测试工具。

机械流量计：优点：使用方便，可以满足分层测试需要。缺点：现场不能回放测试数据、解释时必须核对标准模板，由专业技术人员解释，使用比较麻烦。

超声波流量计：优点：现场可以回放测试数据、可现场解释注水量，使用简单、明了、操作方便、可与计算机对接。缺点：必须专人保管、及时充电。目前偏心分注工艺存在问题：调配工艺复杂。各层注水量调节主要通过频繁投捞、测试和更换水嘴来实现。分注井投捞、测试工作量大、费用高。

三、基本要求油田注水工程从设计程序上分，应分为总体规划设计（即方案设计）和工程设计（即详细设计）这里指的工程设计规模，是在总体规划设计已完成且被批准实施条件下确定的，工程设计一般不再考虑适应年限和满足含水率的问题。只有在方案设计和工程设计合一进行情况下，才进行两项条件的计算和技术参数的确定。

注水生产及井网布置形式，并不能完全由本专业来确定，很大程度上取决该油田（区块）布井形式，建设标准等。例如，是行列井网还是面积井网，以及地面建设形式（砖混、轻板、车厢式等），因此必须沟通协调，配合一致。

本规范在制定中取消了“碎悄岩油藏注水水质推荐指标”全部内容，因为关于水质指标应是地质开发部门对地下油层提出来，由水质处理工艺设计去完成，与注水工程设计本身并没有直接的关系，同时，也可以消除水系统各工艺环节衔接时造成不必要的误解。

分压注水系统的建设关键是在注水站内合理选择注水泵，节省投次，降低运行费用。例如D（F）300-150×11注水泵，每降低10m水柱压头，每小时可节电13.5kW。因此，对于不同压力的注水井，是否分系统建设，需要进行技术经济对比后确定。本条强调，在技术先进，经济合理的基础上，可分建不同压力系统，一般压差不应小于泵的单级扬程值，并与单泵的排量相吻合。

四、注水泵控制采用智能传感器对各运行注水泵进行实时数据监控和处理，即实时采集、传输系统、各个单台泵的运行参数，如：泵的排量、电机电流、泵进出口压力，管网出口干压、总排量、均匀单耗等，并将这些控制参数与泵本身的特性曲线进行对比和优化计算。其中，注水站干压和总流量是系统所需监测和控制的两个最主要参数。本系统中，一方面在泵出口管线上安装压力传感器，将实测的压力信号与系统的配注压力（期看值）相比，并将其差值送往过程参数调节器（PID）进行比例和积分运算，最后将输出结果送给可编程控制器（PLC），另一方面在泵进口管线上安装一只流量计，用于监测系统实际总流量，将该值与系统配注量的差值再进行一次PID整定，最后将输出结果给PLC。PLC根据所接收的两个PID整定信号，利用模糊推理的方法，在满足系统干压的条件下，系统及时自动调整高压变频器的输出频率从而控制变频泵的转速。由离心泵原理知，泵转速与轴功率呈三次方变化，即：泵转速下降10％，电机功率就可降低40％以上，通过上述闭环控制，使系统的实际压力和排量与系统的配注压力和配注量相一致。系统设计为闭环控制系统，流量和压力为系统的两个主要参数，将系统实测的流量和压力信号与地质要求的流量和压力（期看值）进行双PID调节；通过模糊推理的方法自动寻优控制，根据推理结果，系统及时自动调整高压变频器的输出，并自动计算出变频器的最佳运行频率。经过改造的新系统，节电率一般可达20％以上，同时也可极大减少人员劳动强度，对提高原油采收率也有帮助。

参考文献：[1]陈秀兰;叶青竹;聂光华;刘星;;坪北油田特低渗透油藏强化注水提高开发效果[J];江汉石油科技;2010年04期[2]陈波;特高含水油田有效注水增产对策研究[D];西南石油大学;2012年[3]贺建宏;低渗透采油区注水开发项目技术可行性研究[D];西安石油大学;2011年