分层注水工艺在临盘油田的发展与应用
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【摘 要】 通过对临盘油田分层注水工艺现状进行调研，对分层注水工艺的发展及应用作了评价。针对存在的问题，通过对比分析，提出了适用于当前临盘油田分层注水的工艺方法，提高注水层段合格率，保障油田开发。
【关键词】 分层注水 效果评价
1 概况
临盘油田于1975年投入开发，1978年投入注水开发，注水作为补充地层能量、保持地层压力的行之有效的手段，在提高油田的采油速度和采收率方面已经得到了广泛的应用。目前临盘油田开发已进入高含水开发期，水驱开采难度日益增大。而分层注水管柱是实现分层合理开发的有效手段。随着科研人员对临盘油田地质构造的不断认识和研究，确立了分层采油和分层注水的开发思路，加强薄差层的开采与注水，均衡渗透率较高的油层的采液强度，最终达到提高采收率的目的。
2 分层注水及分层定量注水
分层注水就是把注水井各油层，根据油层性质和特点（地层压力、渗透率、原油性质等），把相近的合为一个注水层段（在一口井中可划分为多个注水层段），然后用封隔器把各个层段分隔开，在每层的配水器装上不同尺寸的水嘴来控制每层的注入量。如何实现注水井的分层定量注水呢？
注水井的分层定量注水是通过配水嘴来实现的，因此分层注水调配可以归结为选择配水嘴的问题。分层注水就是在井口压力相同的情况下，利用配水嘴节流损失的大小对各层的注水量进行控制，达到分层定量配水的目的。因此，可以用通过水嘴所降低的压力值来求得水嘴尺寸。
3 分层注水工艺的变化历程
临盘油田从投入注入开发以来至今35年的时间，随着分层注水工艺的发展，在实践中分阶段运用了四种分注工艺管柱。常用的分层注水管柱一般都采用了井口悬挂式结构。管柱主要由Y341型封隔器（或K344型封隔器）、配水器及其它配套工具组成。根据配水器结构的不同我采油厂现有固定式、空心（偏心）式、LPPS和测试一体化等四种管柱类型。
3.1 1987年～1998年
最初进行分层注水工艺时，最早使用的分层注水管柱有两种，即空心配水管柱和偏心配水管柱。
空心配水管柱是由油管把封隔器、空心活动配水器和底部球座等井下工具串接而成。空配最多能够配注四层。为了细分注水，临盘油田多采用空心三级配水器。
偏心配水管柱主要由水力压差式封隔器，偏心配水器，撞击筒、底部单流阀及油管等组成。最早于1987年开始引进偏心配水管柱工艺，最多时下了四级偏心配水器。
1978-1998年多采用这两种分层配水管柱，由于盘二断块地质疏松，易出砂，水井检管周期短，经常在水井作业过程中出现管柱卡等问题，部分井如P2-502因出砂严重，无法解卡，导致报废。
1998年后注水井多采用笼统注水方式，而相对于采油井，我厂没有引进分层配产的模式。分注井大大减少，偏心配水器已经停用了，只有少数注水井使用空心配水器。
3.2 2004年～2011年
至2004年，由临盘采油厂工艺所自主研发了临盘配水器，该配水器的特点是结构简单，测试和投捞方便，自行调配换水嘴比较方便，可以由此保证注入水的去向。普遍采用的是二层配水器。
临盘配水器的主要使用单位是基层采油队，分注井采用该工艺进行分注后，首先对管柱进行验封验套测试，采油队可以通过将配水器上层下入死水嘴及上下两层均下入死水嘴进行。管柱验证无误后，可以根据上下两层的注水压差，通过水嘴管损表，确定配水器下入的水嘴尺寸。再由监测取得测试资料，通过测试资料进行分层注水评价，计算层段合格率。该工艺简便灵活易掌握，在一定程度上，取得较好的注水效果。但在测试过程中，也发现了一些问题：
（1）临盘配水器座封不严，因为临盘配水器是采油队自行洗出和投放，易出现投放不到位现象。通过对测试资料的处理分析，能直接的判断出该情况。
（2）在使用过程中，也发现配水器易卡在管柱的问题。有时可采用正反洗的方法加大注水压差，使配水器上返。如果配水器芯子皮腕损坏或其他原因造成配水器芯子无法靠反洗井将其冲出，只能用打捞车配接打捞器将其捞出，加大了打捞工作量。
（3）测试前必须大排量洗井。由于现在特别重视对环境的保护，一些井没有洗井池，只有回水管线。这样，只能用罐车洗井，排量少，洗井不彻底，影响测试资料的录取。
（4）井筒管壁存在结垢杂质。流量计上下扶正器在起下过程中与油管壁刮擦，所刮下杂质会暂时堵塞水嘴，导致测试流量值变小，无法反映小层真实吸水性。
受条件制约的限制，主要是无法做到管柱真正清洁，漏失也经常存在，另外无法进行大排量的外排洗井，至2010后，临盘配水器就不再使用了。此时，临盘油田分层注水以空心配水管柱居多。
3.3 2011年至今
至2011底，临盘油田引进了由胜利石油管理局工艺研究院研发的测调一体化设备。该测调系统采用边测边调的方式进行流量测量与调配。通过地面仪器监视流量压力曲线，根据实时监测到的流量曲线调整注水阀水嘴大小直到达到预设流量。该层调配完成后，上提到上一层段进行调，直至所有层段测调完毕。然后根据需要进行复测并对个别层段注入量进行微调，完成全井各层段的测调。
此设备比较适用于目前临盘油田的分层注水现状。它具有以下技术优势：（1）采用不锈钢材质；（2）水嘴调节为线性关系；（3）分层级数不限（内径46mm）；（4）同心结构；（5）具有防返吐功能。
封隔器的工作状态由地面液压控制，方便可靠；封隔器密封状态可由地面压力数据直接看出；适用于分层注水工艺，结构简单，工作性能可靠；具有锁块防中途坐封机构，可有效地防止下井时中途坐封；保证了管柱的可靠密封性。通过洗井机构，可实现洗井功能。
由于这种测调管柱的优越性，近两年盘二断块分注井已进行推广。在测试调配中方便，且能达到较高的层段合格率。
选择合适的分注工艺，首先是确保地质的需要，做到有的放矢，另外要满足水井本身的需要，扬长避短，设计合理的管柱，简便管井措施和手段，并达到较高的层段合格率。使得临盘油田可以长期稳定发展，最终达到较高的采收率。
3 结语
分层注水在整个油田开发过程中是需要贯穿始终的，只有均衡稳定的注水，保持合理的地层压力，才能保证原油高产稳产。由于地下构造的复杂性，分注工艺都会有其局限性，在今后的工作中，会不断改进新工艺并加以推广应用。