海上油田分层注水技术

1、海上油田注水井海上油田注水井分层注水技术分层注水技术 2基本概念基本概念 流度比流度比 吸水指数吸水指数 视（比）视（比）吸水指数与比吸水指数吸水指数与比吸水指数 相对吸水量相对吸水量 注水井指示曲线注水井指示曲线 吸水剖面吸水剖面 3流度比流度比 流度比指在注水油藏中水侵区的水的流度与油汇区流度比指在注水油藏中水侵区的水的流度与油汇区的油的流度之比值的油的流度之比值。wororwwwKKKKM00 在见水前，一个开发区流度比将一直不变；在见水在见水前，一个开发区流度比将一直不变；在见水后，流度比随含水饱和度、水的相对渗透率的增加而后，流度比随含水饱和度、水的相对渗透率的增加而不断增大。人工注

2、水时的流度比范围为不断增大。人工注水时的流度比范围为0.020.02 2.02.0。4吸 水 指 数吸 水 指 数吸水指数指注水井在单位井底压差下的日注水量，吸水指数指注水井在单位井底压差下的日注水量，单位用单位用m m3 3/MPa.d/MPa.d。静压流压日注水量注水压差日注水量吸水指数压差相应两种工作制度下流量两种工作制度下日注水吸水指数 吸水指数表示注水井单井或单层的吸水能力吸水指数表示注水井单井或单层的吸水能力。5视吸水指数视吸水指数视视吸水指数指吸水指数指日注水量与井口注入压力之比日注水量与井口注入压力之比，单位，单位用用m m3 3/MPa.d/MPa.d。比吸水指数比吸水指数比

3、比吸水指数指单位油层厚度上的吸水指数或称吸水指数指单位油层厚度上的吸水指数或称“每米吸水指数每米吸水指数” ” 。6相 对 吸 水 量相 对 吸 水 量相对吸水量指对于多层注水井，在相同条件下某小相对吸水量指对于多层注水井，在相同条件下某小层的吸水量与全井吸水量之比层的吸水量与全井吸水量之比。%100全井吸水量小层吸水量相对吸水量相对吸水量表示了各小层的相对吸水能力相对吸水量表示了各小层的相对吸水能力。7注水井指示曲线注水井指示曲线注水井指示曲线指注水井指示曲线指在稳定流动的条件下，注入压力在稳定流动的条件下，注入压力与注水量的关系曲线与注水量的关系曲线。注水井指示曲线注水井指示曲线分层指示曲

4、线分层指示曲线8吸 水 剖 面吸 水 剖 面 吸水剖面描述吸水剖面描述注水井在井底沿井筒各射开层分层吸注水井在井底沿井筒各射开层分层吸水量的图形水量的图形。 吸水剖面形象地表示注水井分层吸水能力大小。吸水剖面形象地表示注水井分层吸水能力大小。 同位素载体法是测注水井吸水剖面常用方法。同位素载体法是测注水井吸水剖面常用方法。 井温测试可确定井下吸水层位。井温测试可确定井下吸水层位。910 一、一、防砂完井分层注水技术防砂完井分层注水技术 空心集成分层注水工艺技术空心集成分层注水工艺技术 一投三分分层注水工艺技术一投三分分层注水工艺技术 二、二、套管完井分层注水技术套管完井分层注水技术 简易防砂分

5、层注水工艺技术简易防砂分层注水工艺技术 静液压坐封集成式同心分注技术工艺技术静液压坐封集成式同心分注技术工艺技术三、三、大斜度井分层注水技术大斜度井分层注水技术 注水井分层注水技术注水井分层注水技术11一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术空心集成分层注水工艺技术渤海油田注水井井况特点渤海油田注水井井况特点 层数多、埋藏浅、胶结疏松易出砂层数多、埋藏浅、胶结疏松易出砂； 防砂完井后管柱内通径较小防砂完井后管柱内通径较小，密封光筒较短，密封光筒较短； 注水井井斜较大注水井井斜较大； 单井或单层日注水量大单井或单层日注水量大； 偏心分注管柱不适应偏心分注

6、管柱不适应。 关键问题关键问题 能适应能适应大斜度井大斜度井(30 (30 60 60 ) )钢丝作业投捞；钢丝作业投捞； 具有工作可靠的能测量大流量（具有工作可靠的能测量大流量（300m300m3 3/d/d600m600m3 3/d/d）测试仪器和配套的多层测试工艺测试仪器和配套的多层测试工艺。 伸缩管伸缩管 滑滑 套套1 1级配水工作筒级配水工作筒定位插入密封定位插入密封 插入密封插入密封3 3级配水工作筒级配水工作筒圆堵圆堵2 2级配水工作筒级配水工作筒 插入密封插入密封12工作原理：工作原理：分层：分层：分层配注工具主要由可分层配注工具主要由可定定位插入密封式配水器位插入密封式配水器

7、工作筒工作筒，空心配水器组成空心配水器组成。 插入密封式配水器工作筒，插入密封式配水器工作筒，在整个注水作业中起层间分隔及密封作用。空心配水器在整个注水作业中起层间分隔及密封作用。空心配水器与配水器工作筒密封配合，建立起两个注水通道与配水器工作筒密封配合，建立起两个注水通道。测试：小直径井下存储式流量计测试：小直径井下存储式流量计( (或压力计或压力计) )与由导向与由导向头、定位器组成的测试仪工具串配合。头、定位器组成的测试仪工具串配合。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术空心集成分层注水工艺技术13 伸缩管伸缩管滑滑 套套1 1 级配水工作筒级

8、配水工作筒4.75in4.75in定位定位插入密封插入密封4.75in4.75in插入密封插入密封3 3 级配水工作筒级配水工作筒圆堵圆堵2 2 级配水工作筒级配水工作筒分层验封分层验封 采用井下电子压力计录取单层资料，通过改变采用井下电子压力计录取单层资料，通过改变井口注入压力，进行层间分层验封井口注入压力，进行层间分层验封。分层流量测试分层流量测试 采用小直径井下储存式电子流量计分层测量单采用小直径井下储存式电子流量计分层测量单层流量。井下计量，地面回放数据。层流量。井下计量，地面回放数据。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术空心集成分层注水工

9、艺技术14空心集成配注工艺技术特点：空心集成配注工艺技术特点：1 1、一级桥式空心配水工作筒及其空心配水器配合，能实现两层段、一级桥式空心配水工作筒及其空心配水器配合，能实现两层段分层注水；分层注水；多级配合实现多层段的分层配注多级配合实现多层段的分层配注；2 2、不动空心配水器和不影响其它地层注水的情况下不动空心配水器和不影响其它地层注水的情况下, ,选择性的进选择性的进行层段压力、流量的实时测试或吸水指示曲线测试；行层段压力、流量的实时测试或吸水指示曲线测试；3 3、配水器工作筒配水器工作筒设计了桥式通道，使空心配水器上、下压力平衡设计了桥式通道，使空心配水器上、下压力平衡，更加有利于钢丝

10、打捞；，更加有利于钢丝打捞；4 4、空心配水器：大通径，水嘴径向安装，可装多级水嘴控制水量、空心配水器：大通径，水嘴径向安装，可装多级水嘴控制水量，流量调节范围扩大。空心配水器通孔内通径大，可满足其流量调节范围扩大。空心配水器通孔内通径大，可满足其它它钢丝作业的要求钢丝作业的要求。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术空心集成分层注水工艺技术15 空心集成多水嘴分层配注适用条件空心集成多水嘴分层配注适用条件: :1 1、分注层段数分注层段数：6 6层；层；2 2、注水井完井管柱最小内通径为注水井完井管柱最小内通径为3.883.88 、4 4 和和4.

11、754.75 ；3 3、单层最大注入量可达单层最大注入量可达700m700m3 3/d/d；4 4、适用井斜小于适用井斜小于6060 。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 空心集成分层注水工艺技术空心集成分层注水工艺技术16可定位可定位插入密封式插入密封式配水器工作筒配水器工作筒带孔管带孔管插入密封插入密封2一投三分配水器一投三分配水器插入密封插入密封1 1套管套管滑套滑套伸缩管伸缩管 分层配注原理分层配注原理 定位定位 分注管柱下到井中预定深度，坐落于第分注管柱下到井中预定深度，坐落于第二二级级封隔器上部定位封隔器上部定位。分层分层 各插入密封与其对应的封隔器密封各插入

12、密封与其对应的封隔器密封筒筒配配合合，实现层段封隔密封。，实现层段封隔密封。分注分注 从井口钢丝作业投送配水器，坐落于配从井口钢丝作业投送配水器，坐落于配水器工作筒内。配水器与配水器工作筒水器工作筒内。配水器与配水器工作筒的分段密封配合。配水器上各出水通道的分段密封配合。配水器上各出水通道与配水器工作筒出水孔相对应。配水器与配水器工作筒出水孔相对应。配水器装有三个水嘴，每个水嘴控制一个注水装有三个水嘴，每个水嘴控制一个注水层，从而实现三层分层注水。层，从而实现三层分层注水。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 一投三分分层注水工艺技术一投三分分层注水工艺技术17一投三分分层

13、配注工艺技术特点一投三分分层配注工艺技术特点：4一次钢丝作业可完成三个层段的调配作业一次钢丝作业可完成三个层段的调配作业；4可满足单层大配注量的要求可满足单层大配注量的要求；4井下流量计直接录取单层配注量井下流量计直接录取单层配注量；4伸缩接头提高了配注管柱定位、密封的可靠性伸缩接头提高了配注管柱定位、密封的可靠性；4能实现层间验封。能实现层间验封。一投三分分层配注工艺技术适用条件一投三分分层配注工艺技术适用条件：防砂完防砂完井井的分注井的分注井，分注层段数分注层段数：3 3层；层；注水井完井管柱最小内通径为注水井完井管柱最小内通径为3.253.25 （82.55mm82.55mm）；）； 单

14、层最大注入量可达单层最大注入量可达400m400m3 3/d/d；适用井斜小于适用井斜小于6060 。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术 一投三分分层注水工艺技术一投三分分层注水工艺技术18技术应用技术应用: : 渤海油田开展分层注水工作以来，现有分注管柱渤海油田开展分层注水工作以来，现有分注管柱4242口：一投三分口：一投三分分注管柱分注管柱5 5口；口；3.883.88单级空心分注管柱单级空心分注管柱3 3口；口； 3.883.88空心集成分注空心集成分注管柱管柱1 1口；口；4 4空心集成分注管柱空心集成分注管柱1 1口；口； 4.754.75空心集成分注管柱空心集

15、成分注管柱3232口。口。 验封未合格的分注井有验封未合格的分注井有4 4口，验封合格的分注井有口，验封合格的分注井有3838口。其中进行口。其中进行过分层流量测试的井有过分层流量测试的井有1313口，有口，有3 3口井完全达到地质配注要求，有口井完全达到地质配注要求，有2 2口井口井任何一层位都未满足配注要求，其余任何一层位都未满足配注要求，其余8 8口井部分满足配注要求。口井部分满足配注要求。 20062006年利用分层配注管柱实现分层条配、分层酸化及调剖作业共计年利用分层配注管柱实现分层条配、分层酸化及调剖作业共计4242井次。井次。 一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺

16、技术19分注管柱及验封作业统计分注管柱及验封作业统计一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术20分分 层层 调调 配配 统统 计计 表表说明：说明：20062006年分层调配井共年分层调配井共1313口，合计口，合计2929层；达到油藏配注要求的层有层；达到油藏配注要求的层有1313层，合格率层，合格率45%45%。未满足油藏配注要求的原因：1 1、地层本身启动压力高，现有注入设备能力满足不了要求；、地层本身启动压力高，现有注入设备能力满足不了要求；2 2、地层有堵塞，导致启动压力高，需进行酸化解堵。、地层有堵塞，导致启动压力高，需进行酸化解堵。整改措施及建议：1 1、对部分污

17、染堵塞的层位进行酸化作业，解除地层污染；、对部分污染堵塞的层位进行酸化作业，解除地层污染；2 2、对部分注入压力高的区块考虑添置压力等级较高的注入设备；、对部分注入压力高的区块考虑添置压力等级较高的注入设备；3 3、进一步加强注水水质的监管。、进一步加强注水水质的监管。一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术21目前存在主要问题及应对措施：目前存在主要问题及应对措施： 目前部分注水井注水水质不目前部分注水井注水水质不达标，结垢严重影响钢丝作业。达标，结垢严重影响钢丝作业。应对措施：应对措施：反洗阀射流泵滑套滑套一、一、防砂完井分层防砂完井分层注水工艺技术注水工艺技术22研究背景

18、：研究背景： 二、套管完井分层注水技术二、套管完井分层注水技术 简易防砂分层注水工艺技术简易防砂分层注水工艺技术 23二、套管完井分层注水技术二、套管完井分层注水技术 简易防砂分层注水工艺技术简易防砂分层注水工艺技术 24伸缩管伸缩管滑滑 套套1 1 级配水工作筒级配水工作筒4.75in4.75in定位定位插入密封插入密封4.75in4.75in插入密封插入密封3 3 级配水工作筒级配水工作筒圆堵圆堵2 2 级配水工作筒级配水工作筒二、套管完井分层注水技术二、套管完井分层注水技术 简易防砂分层注水工艺技术简易防砂分层注水工艺技术 25海上油田套管完井分海上油田套管完井分注需要解决的问题：注需要

19、解决的问题：1 1、多级封隔器解封难；、多级封隔器解封难；2 2、斜井封隔器密封；、斜井封隔器密封；3 3、大排量注水。、大排量注水。优势：优势：可以更加灵活可以更加灵活细分层系注水。细分层系注水。 上部流量计上部流量计下部流量计下部流量计集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器集成式注水封隔器底部支撑桥塞底部支撑桥塞油管油管顶部封隔器顶部封隔器一级配水器一级配水器隔离封隔器隔离封隔器二级配水器二级配水器隔离封隔器隔离封隔器三级配水器三级配水器二、套管完井分层注水技术二、套管完井分层注水技术 静液压坐封集成式同心分注技术工艺技术静液压坐封集成式同心分注技

20、术工艺技术26三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 目标井目标井：大斜度井不适合钢丝作业，或者无大斜度井不适合钢丝作业，或者无法将配水器送到目的层位。法将配水器送到目的层位。 解决方案：解决方案：采用同心多管、并列双管、井口采用同心多管、并列双管、井口流程改造等技术，直接在井口控制注水量，或流程改造等技术，直接在井口控制注水量，或者在直井段投配水器控制注水量，来达到分层者在直井段投配水器控制注水量，来达到分层注水的目的。注水的目的。局限性：局限性：分注层位分注层位2 23 3层；单层注水量较小层；单层注水量较小; ;初期投资初期投资较大；需要改造地面流程、井口等。较大；需要改造地面

21、流程、井口等。 1 1、技术简介、技术简介 27三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 两层分注：两层分注：a a、不保护套管，直接油套分注；、不保护套管，直接油套分注；b b、保护套管，改造井口；、保护套管，改造井口；c c、保护套管，不改造井口。、保护套管，不改造井口。2 2、技术方案分类、技术方案分类 三层分注：三层分注：a a、不保护套管，改造井口；、不保护套管，改造井口；b b、保护套管，改造井口。、保护套管，改造井口。28三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案292、油藏

22、及射孔数据油层中部压力：17.15MPa；油层中部温度：66.35；孔隙度：26.1%-38%;渗透率：55 6671.7x10-3um2；地层水矿化度：20007000mg/l；射孔层数：4层；射孔段基本数据：套管：9-5/8*3215m+7*4428m；防砂方式及相关数据：采用预充填防砂完井，防砂后管柱最小内通径3.25 。 三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案30改造井口的油管分注：改造井口的油管分注：工艺步骤：1. 下入外层的大管柱，坐油管挂；2. 下入内层的小管柱，坐新油管挂（改造

23、井口）；3. 注水。从井口的大、小油管分注，则分注到u油组和d+油组。注：l内外层管柱均悬挂于井口，需要改造井口；l在井口即可控制两段的注水；l全程保护套管。 变扣变扣 4 ”油管油管 2 7/8”油管油管 变扣变扣 定位插入密封定位插入密封 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 带孔管带孔管 插入密封插入密封(密封段密封段61mm) 插入密封插入密封 1.9”油管油管 引鞋引鞋 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案31改造井口的油管分注摩阻计算：三、大斜度井

24、分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案32 不改造井口的油管分注：不改造井口的油管分注： 如果不改造井口，则可下入一个卡瓦封隔器用来悬挂外层油管柱，并配备一插入密封短节密封大、小油管环空。 工艺步骤：1.1.下入带卡瓦封隔器的大直径管柱；下入带卡瓦封隔器的大直径管柱；2.2.下入内层的小直径管柱；下入内层的小直径管柱；3.3.分别测试两层的吸水指示曲线，求得要求配注量分别测试两层的吸水指示曲线，求得要求配注量下的吸水压力，根据设计的水嘴及其图版，选择下的吸水压力，根据设计的水嘴及其图版，选择合适的水嘴，装

25、入配水器；合适的水嘴，装入配水器；4.4.再将配水器用钢丝作业投送到位，从地面油管注再将配水器用钢丝作业投送到位，从地面油管注水，经配水器分流，实现分注水，经配水器分流，实现分注uu油组和油组和d+d+油组。油组。 4 4 ”油管油管 2 7/8”2 7/8”油管油管 定位插入密封定位插入密封2 7/8NU2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管( (薄接箍外径薄接箍外径81mm)81mm) 带孔管带孔管 插入密封插入密封( (密封段密封段61mm)61mm) 插入密封插入密封 1.9”油管油管 引鞋引鞋 2 7/8NU 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 配水堵塞器配水堵塞器 配水工作筒配水工作筒

26、大小油管间插入密封大小油管间插入密封三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案33 变扣变扣 4 ”油管油管 2 7/8”2 7/8”油管油管 变扣变扣 定位插入密封定位插入密封 2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 带孔管带孔管 插入密封插入密封(密封段密封段61mm) 插入密封插入密封 1.9”油管油管 引斜引斜 2 7/8NU2 7/8NU薄接箍油管薄接箍油管 配水工作筒配水工作筒 配水器配水器不改造井口的油管分注特点：不改造井口的油管分注特点：l 需要额外下入一个卡瓦封隔器悬挂外层管柱；l

27、不需要改井口；l 需要分层测试、钢丝作业投捞配水器；l 全程保护套管。三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案34不改造井口的油管分注摩阻计算：三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 3 3、针对、针对QK17-2QK17-2油田油田P31P31井两层分注方案井两层分注方案35三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 4 4、针对、针对BZ251BZ251油田油田D13D13井三层分注方案井三层分注方案36H a llib u r to n V G P p a c k e rH

28、 a llib u r to n I S O r e tr ie v a b le p a c k e rH a llib u r to n I S O r e tr ie v a b le p a c k e rH a llib u r to n A W D s u m p p a c k e r O D（ in ） I D（ in ） 长 度 （ m ） 深 度 （ m ）8 .4 5 06 .0 0 02 .0 82 0 0 5 .0 1 8 .3 2 04 .7 5 01 .7 02 0 4 8 .3 2 8 .3 2 04 .7 5 01 .7 02 0 8 8 .0 0 8 .2

29、2 06 .0 0 01 .5 12 1 0 3 .0 0 封 隔 器密 封 筒封 隔 器密 封 筒封 隔 器密 封 筒封 隔 器4 .7 5 01 .5 5 02 0 1 1 .1 84 .7 5 01 .5 5 02 0 5 1 .0 54 .7 5 01 .5 5 02 0 9 0 .7 3封 隔 器 及 密 封 筒三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 4 4、针对、针对BZ251BZ251油田油田D13D13井三层分注方案井三层分注方案BZ251-D13油井基本数据油井基本数据37计划配注量射孔段上层中层下层 配注量（m3/ d ）1 07 62 3三、大斜度井分层注水技术三、大斜度井分层注水技术 4 4、针对、针对BZ251BZ251油田油田D13D13井三层分注方案井三层分注方案BZ251-D1