高含水期油田注水理论与技术2

高含水期油田注水理论及技术 内容提纲 高含水油田注水开发理论 油田注水工艺技术 油田注水工艺技术 水质及注水系统 注水井吸水能力分析 分层注水技术 注水指示曲线分析与应用 提高注水系统效率技术 主要参考书目 张琪 . 采油工艺原理与设计 , 石油大学出版社 . 万仁溥 ,罗英俊 . 采油技术手册 第二分册 注水技术 张琪 ,万仁溥 . 采油工程方案设计 . 石油大学出版社 . 江汉局采油所 . 封隔器理论与应用 . 石油工业出版社 . 2 油田注水工艺技术 质及注水系统 1. 粘土膨胀 2. 机械杂质 3. 微粒运移 4. 细菌堵塞 5. 反应沉淀物 6. 原油 1. 溶解氧 2. . . 细菌 1. 无机垢 2. 有机垢 质要求 注水引起的油层损害主要类型： 堵塞、腐蚀、结垢。 水质要求主要根据油藏孔隙结构和渗透性分级、流体物理化学性质以及水源水型有关。 5329碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法 起草单位：胜利石油管理局地质科学研究院 被代替标准： 329布日期： 1995施日期： 1995水质稳定，与油层水相混不产生沉淀； 水注入油层后不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊； 水中不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道； 对注水设备腐蚀性小； 当一种水源不足，需要第二种水源进行混合注水时，应首先进行室内实验，证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。 (1) 水质基本要求 (2) 基本水质指标 悬浮固体质量浓度、直径中值； 含油量； 平均腐蚀率、点腐蚀； 细菌含量（腐生菌 酸还原菌 细菌）； 溶解氧含量； 硫化氢、侵蚀性二氧化碳含量； 铁离子含量； 化度。 注入层平均空气 渗透率， 10 100 100 600 600 标准分级 2 1 3 2 制 指 标 悬浮固体含量，mg/l 75% 注水地面效率 50% 50% 注水用电单耗 h/t h/t 水系统效率提高的方法 (1) 注水压力系统及管网优化技术 油田区块多 、 油层多及非均质性严重会造成注水井压力相差大 。 在开发初期 ， 通常采取一套压力系统和管网 。 实际生产中 ， 为满足高压井的配注要求 ， 系统压力提得很高 ， 使得低压井必须节流控制 ， 导致管网能量损失大 、 管网效率很低 。 分区分压注水技术 对于注水压力分布很散 、 高压井比例较大的油田 ， 分区分压注水工艺技术是提高其管网效率的最主要措施 。 孤岛油田注水井的注水压力差异较大 ， 适宜采取分区分压注水 ， 以提高管网效率和系统效率 。 1995年 ， 油田结合管网更新改造 ， 对部分泵站实施了分区注水及离心泵拆级运行等技术改造 ， 使平均系统效率提高了 7 。 增压注水技术 对于压力分布相对集中 、 高压井比例较小的油田 ， 增压注水技术是解决部分注水井欠注 、 整个管网效率低的重要手段 。 胜坨油田注水井压力分布相对集中 ， 为满足高压井的配注要求 ， 系统压力提得比较高 ， 使得管网效率和系统效率相对较低 。 为此 ， 油田对个别高压地区采取了建增压泵站的局部增压注水技术 ， 对少数比较分散的高压注水井实施了单井增压注水 。 一方面确保了这些地区在系统降压后仍能完成配注任务 ， 另一方面提高了系统效率 ， 效率由原来的 提高到 。 (2) 注水泵节能改造技术 由于注水泵的性能与系统负荷不匹配造成能量浪费较大 ， 系统效率偏低 ， 主要表现在： 选用的离心泵额定扬程偏高 ， 造成 系统节流损失大 ； 注水泵的排量与注水井的配注量不匹配 ， 不少注水站存在 高压水打回流现象 ； 部分 低效泵能耗高 。 离心泵拆级改造技术 拆级改造是胜利油田老区离心泵节能降耗的主要措施。当离心泵平均泵压比注水干线需要压力高出 门节流造成的能量损失会很大，应进行拆级改造，以降低注水能耗。 孤岛采油厂孤四注实施拆级前 ， 注水泵节流压降高达 配水间平均节流压降约 总压降高达 41998年 7月将 级拆为 7级运行 ， 注水泵运行压力由原来的 泵出口节流流损失由 运行泵压 、 注水干压趋于合理 。 提高到 50 ， 注水单耗降低了 t。 离心泵车削叶轮技术 当不足以拆级而泵的压力偏高时 ， 宜采用车削叶轮的方法来改变泵的性能参数 ， 满足泵压与注水压力的最佳匹配要求 。 试验研究表明 ， 叶轮切削在 5 以内 ， 泵效基本不变；比转速越低 ， 切削叶轮对泵效的影响越小 ， 可切削的范围更大 。 孤东三号注的 离心泵叶轮外径为335车削前的 泵压高出实际需要泵压 通过车削叶轮 ， 叶轮外径由 33526车削量为 9泵压由 功率为原功率的 注水泵型匹配组合技术 对于注水量相对稳定的注水站 ， 为减少离心泵偏离高效点运行或高压水回流造成的能量浪费 ， 进行了注水泵型的匹配组合 ， 就是将排量不同 、 压力相同的离心泵或不同排量往复泵进行组合 ， 使注水站能力与站属注水井的注水量相适应 。 滨六注所属井配注水量 8600 d， 原运转 2台 总排量为 10290d， 每天有 1690 造成较大的能量损失 。 后增换 2台小排量的 开大排量的 排量为 8620d， 满足了配注量的需要 ，每天减少高压回流水 1670 更换高效泵 胜利油田早期注水采用的 6 泵效比较低 ， 仅约 60 左右 。 80年代后期 ，油田逐渐对这些泵型进行了淘汰更新 ， 现在已全部更新 。 如 1999年义一注 、 义二注将 5台低效的 6 泵效提高了 ；林一注 、 滨三注将 6台 6 泵效提高了 19 。 注水泵变频调速技术 对于注水量变化频繁的注水泵站 ， 变频控制技术相对其它调控措施有巨大的优势 ， 它有调节及时 、 无节流 、 适应性强及改造工程量小等优点 。 其原理是改变电源频率 ， 以改变电机转速 ， 调整泵的运行参数 。 变频器可根据注水管网压力的变化 ，自动增加或减少输出频率 ， 合理匹配供水量 。 往复式注水泵的变频调控技术已相当成熟 ， 得到了广泛应用 。 以河口罗北站为例 ， 安装变频控制系统后 ， 系统效率提高了 。 将变频技术应用于注水系统 ， 通过在注水管线的总出口处加装压力变送器 ， 在注水泵电机上加装变频调速装置和调节器 ， 以组成闭环控制系统 。 压力变送器跟踪水管线中的压力并转换成标准信号送至调节器 ， 与设定标准值进行比较 ， 差值输入给变频调速装置的控制系统 ， 随时调整输出频率 ， 控制调整电机的转速 ， 确保压力保持不变 ， 满足注采平衡的动态要求 。 这样可使注水泵的排量实现无级调节 ， 以完全满足地质配注要求 。 水系统变频节能 在油田生产中 ， 油气集输 、 油气加工 、 含油污水处理 、 供水 、 排水 、 油田注水等主要生产工艺都是通过各种泵来完成的 ， 其用电量占油田总用电量的 80%以上 。 目前 ， 这些油 、 水泵大都处于电动机驱动恒速运转状态 ，由于设计时考虑到油田发展的需要 ， 选型时一般选择容量较大 ， 另外很大一部分油 、 水泵处于变工况下运行 ，因此 ， 在运行中普遍存在着离心泵节流 、 往复泵打回流的现象 ， 造成很大的电能浪费 。 如果采用交流电动机调速驱动泵或压缩机 ， 用转速控制来调节流量 。 代替用阀门 、 挡板节流调节 、 将产生显著的节电效果 ， 是一条有效的节电途径 。 油水泵的调节方法通常有： 调节排出管道上的闸阀； 变更多极泵的工作轮数目； 改变油水泵的转速； 削短工作轮的叶片等。 前两种属于恒圆周速度的调节方法，后两种属于变圆周速度的调节方法。 泵特性曲线 管路特性曲线 阀门控制下泵的特性曲线 变频器控制下泵的特性曲线 211311 注水泵变频后具有广阔的工作性能 。 以 11 型 离