油田注水工艺技术分析贺金秋

油田注水工艺技术分析贺金秋

贺金秋

大庆油田第三采油厂工程技术大队工艺室

摘要：在我国的石油开采工作当中，油田注水工艺是关键性的技术。为了能够更好的保持油田稳产，保持油层的压力，采取的措施就是油田注水。科研人员就其注水进行了大量的分析研究，取得了有效的成果，并且展望油田注水未来的发展趋势。本文就如何加强油田注水工艺技术进行论述。

关键词：油田注水工艺技术

引言

注水是利用注水设备把质量合格的水从注水井注入油层，保持油层压力，驱替地下原油至油井，是一种入为地将水注入储油层孔隙中，以承作为驱替剂将更多的原油从油层中驱替出来的一种采油技术。注水可以提高油田开发速度和采收率。经济效益好，因此注水已成为众多油田开发的主要方式。

一、研究油田注水工艺的目的

我国的油气资源很丰富，但是由于能量补给不足，以至于增大了开发的难度。要想使油田开发有明显的效果和高产量就要保持油层的压力，其方式就是油田注水技术。这是大部分油田都会采取的一种方式，因为在注水的技术当中其驱替剂是水，而水又比较方便便宜，且开采的效率也很高。对油田来说，研究注水的技术和效果是及其重要的。

二、油田注水的工艺流程

从水源到注水井的注水地面系统通常是由供水站、注水站（水处理站）、配水间和注水井来组成的这期间重要的工艺流程就在注水站和配水间以及水质的净化工艺。

1.注水站为了满足注水井对注入压力的要求必须将来水的水压升高。它的流程就在于先来水进站然后进行计量，通过高效的水质处理并将其储进储水罐中，然后再通过进泵的加压将高压水输出。这期间的工艺流程必须满足注水水质、计量、操作管理及分层注水等各个方面的要求。水源来水经过低压水表计量后进入的储水大罐也有明确规定。一般每座注水站应设置不少于两座储水大罐，其总容量应按最大用水量时的4-6小时设计。

2.配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种。配水间是用来调节、控制和计量注水井注水量的操作间，主要设施为分水器、正常注水和旁通备用管汇、压力表和流量计。多井配水间流程也分为带洗井旁通与不带旁通两种。带洗井旁通的设置大一级口径洗井计量水表。方式就是用水泵进行注水然后通过分水器将水注入各个注水干线支线中然后通过配水间处理就进入了注水单井中。配水间中有干线来水压力表、总截断阀、注水支线截断阀、注水水表、注水压力表等小设施，都需要安全保护才能保障配水间中工艺流程完善。

3.水质净化工艺一般包括地下浅层水处理工艺和含油污水净化工艺。地下浅层水处理是通过了除铁的过滤器后加一级石英砂过滤器，进一步除掉水中的悬浮物固体，这样便于达到清水注水的水质标准，而含油污水的处理时通过除油罐和溶气气浮除油两种工艺。除油罐相对简单且经济而气浮分离除油就相对复杂主要包括溶气部分、药剂投加部分和气浮分离罐。它采用溶气泵或水射器抽吸气体，溶解罐中溶气，气浮分离罐是由絮凝室、接触室和分离区组成。经过这种装置再进行过滤就达到了油田注水水质的标准。

4.注水流程中还有明确的要求：首先要满足油田注水开发对注入水水质、压力及水量的要求；其次要实现管理方便、维修量小、容易实现自动化；再次要节省钢材及投资、施工量小；最后需要强调的是要能注入清水和含油污水，既可以单独来注入又可以混合注入。

三、油田注水的主要设备及管理

1.油田注水的主要设备就是柱塞泵，它是注水的主要动力。它通常为卧柱塞泵，其中分为卧式三柱塞和卧式五柱塞两种，机构和工作原理是相同的。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。动力端包括由曲轴、连杆、十字头、浮动套、机座构等。而液力端是由泵头、密封函、柱塞、进液阀和出液阀构成的。它的操作工艺简单上就从打开机泵前的准备来说。往复泵在打开机泵前必须检查泵和电机的情况。例如，活塞有无卡住和不灵活；填料是否严密；各部连接是否牢靠；变速箱内机油是否适量等。尤其十分重要的是，打开机泵前必须先打开排出阀和排出管路上的其他所有闸阀，这样才可以开泵。

2.在设备的管理上要严格做好维护和管理事项：往复泵在运转过程中禁止关闭排出阀，由于液体几乎是不可压缩的，因此在启动或运转中如果关闭排出阀，会使泵或管路憋坏，还可能使电机烧坏。在运转过程中应当用“看声音、看仪表、摸电机温度”的办法随时掌握工作情况。

四、注水方式和效果

注水方式指注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的一种排列关系，又称注采系统。目前应用的注水方式有如下几种，边缘注水：是将注水井布在油田边缘含水区内或油水过渡区或含油边界以内不远的地方，均称为边缘注水。切割注水：是利用注本井排将油藏切割成若干区块，每个区块作为一个独立的开发单元进行注水开发。面积注水：是指将注水井和油井按一定几何形状和密度均匀布置在整个开发区上进行注水和采油的系统，实质上是把油层分割成许多小单元进行注水开采。点状注水：通常应用于一些地质条件复杂或小断块油田，视油砂体分布状况、断层的位置及构造形态布并，注水并与生产井之间没有规则的排列关系。

为使采油井充分收到注水效果，达到所需要的采油速率和所要求的油层压力，还需确定各井间的距离。确定井距时，以大多数油层都能受到注水的作用为原则，同时以经济效益为中心，所确定的井距不能小于经济极限井距。

五、注意事项

注水井排方向要注意地应力的研究，原则上注水井排方向应与最大主应力方向一致。油田中注水井和油井的井数比例与分布形态称为井网，例如面积注水方式的井网即有四点系统（注水井与生产井的比例为l：2）、五点系统（比例为l：1）、反九点系统（比例为l：3）等。人工注水开采的油田管理的日常工作最重要的是根据油田的动态变化（压力、产量、油气比、含水量等）搞好配产配注，也就是在一个阶段内对注水井和采油井确定好各口井及各个层段合理的注水量和产油量，以取得较好的开发效果。同时，还要注意提高注水利用率和水质处理。首先，选择最佳开始注水时间和保持油层压力水平。要注意充分利用天然能量，以实现最简便、最经济的方法开发油田。同时要使油藏保持的压力足以满足一定采油速率的要求，还要使油、气、水在地下的运动状态有利于提高采收率。一般认为在能达到要求的采油速率时，以油层压力降至饱和压力附近开始注水较为适宜。其次，调整吸水剖面，提高注入水利用率。注水过程要经常调整注水井的吸水剖面。改造吸水少的中、低渗透层，控制影响其他层吸水的特高吸水层，使更多油层按需要吸水，以提高注入水的波及系数，采油井也要定期监测产油剖面以便采取措施。水动力学方法调整是平面上提高注入水的利用率，从而提高注入水波及系数的方法，如对非均质性严重或带有裂缝性的油层，将连续注水改为周期性注水，对高含水地区改变注水井的分布，从而改变水驱油的液流方向等，均可减少注入水的采出量，提高注入水的驱油效率。再次，控制注入水的水质和污水回注。注入油层中的水如含有机械杂质，易使油层堵塞；含腐蚀物质，易使注水设备和注水管柱损坏；腐蚀物的堆积易使井底油层堵塞；水中含有细菌和具有细菌生存条件，会加剧腐蚀和结垢。这些都会妨碍注水工作顺利进行。

六、结束语

油田注水工程需要不断的应用新技术工艺，这是提高油田注水工程工作效率的需求，也是适应现代工程节能理念的需求。对油田注水工程的各种设备和各个环节都要不断的研发新技术工艺，在保证工程顺利进行的基础上以提高效率和节能为目标不断的提升整个油田注水工程的工作效率，将节能技术与系统工程有效结合，完善注水系统的运行，以期实现油田效益的最大化。