胜利油田注水工艺技术现状与发展

,胜利油田注水工艺技术现状与发展,胜利油田注水工艺技术现状与开展,汇报人：刘海涛,采油工程处,2021年9月,分层注水工艺技术现状,分层注水工艺技术的进展,技术应用情况及效果,开展趋势,水井开井率：84.4%,注采比：,层段合格率：,65,年注水：2.310,8,m,3,7440,6282,2838,2577,2256,0,2000,4000,6000,8000,总注水井数,开井数,方案分注井数,实际分注井数,实际分注井开井数,胜利油田以水驱开发为主。截至09年底，分公司共有853个单元区块投入注水开发，水驱动用储量26.8510,8,t，占油区动用储量的64.5%。,1、分类及应用情况：,1分类：胜利油田的分层注水井以一级两段、两级三段为主，分层注水管柱一般都采取井口悬挂式结构。根据配水器的不同，又分为偏心和空心两种注水管柱。,分层注水工艺技术现状,类型,分注一层,分注两层,分注三层,其它,合计,数量(口),194,1750,601,32,2577,类型,偏心分注,空心分注,其它,数量(口),863,1599,115,1、分类及应用情况：,2应用情况：通过对452口分层注水井进行作业跟踪统计发现：分层注水管柱1年内有效井数占66.7%，年内有效井数占年,内只有30.4%, 2,年以上有效井数,只有16.6%。,分层注水工艺技术现状,分层注水工艺技术现状,问题1：,管柱结构不合理。,常规注水管柱主要由封隔器、配水器及洗井阀组成，随着注水井工作制度的变化及注水压力的波动，管柱中产生的温度效应和压力效应引起管柱的蠕动，从而带动封隔器上下蠕动，导致封隔器密封件应力松弛，分层很快失效。,存在问题：,封,配,阀,配,存在问题：,分层注水工艺技术现状,问题2：,封隔器不能满足深井长效注水要求,扩张封隔器,压缩封隔器,胶筒结构：单层帘布式；抗疲劳强度低、寿命短；,耐温低（90）、停注时层间串通,胶筒材料：普通丁腈橡胶；耐温耐压技术指标较低（125、25MPa）；,无肩部保护机构，接触应力和肩部防突能力低；,洗井活塞工作可靠性差,有效期短,分层注水工艺技术现状,问题3：,配水器结构形式单一，工作可靠性差,空心配水器,偏心配水器,作业时要投捞死芯子，作业工序复杂；,凡尔抗刺性差。,采用常开式结构，停注时产生管内串通，调配时堵塞器投捞成功率较低。,存在问题：,分层注水工艺技术现状,问题4：,随着油田开发后期精细韵律层投入开发，分注层数增加、层间距缩小，封隔器卡距减小，现有分层注水技术不能满足细分层系注水开发的需求。,问题5：,出砂井分注技术有待完善，水井出砂造成测调遇阻、注水井欠注问题日益严重。,存在问题：,胜利油田的注水井测试最初采用聚流式流量计进行，测试时需要反复投捞调配，测试时间长，效率低；,全油田共有,测试车127台，实际运行108台，新度系数；注水井监测仪器设备362套，完好271套，完好率,。,问题6:,测试仪器精度低,，,测试数据的可靠性差，,装备老化,。,分层注水工艺技术现状,存在问题：,分层注水工艺技术现状,分层注水工艺技术的进展,技术应用情况及效果,开展趋势,井下工具,分层注水工艺技术,测试调配技术,深入调查分析，强化科技攻关，,井下工具,工作可靠性不断提高,分层注水工艺技术进展,之一,1、封隔器,压缩式：,优选氢化丁腈橡胶作为胶筒材料，,采用铜护罩肩部保护及双胶筒密封结构。提高了接触应力和肩部防突能力，耐温160,耐压35MPa以上,扩张式：,采用钢骨架三层结构胶筒，胶筒的密封压差提高到达35MPa以上，抗疲劳强度提高58倍。,（1）胶筒,压缩式：,设计了液压反馈式反洗井机构，解决了洗井阀关闭不严造成的层间窜通问题，提高了密封可靠性。,扩张式：,设计了密闭锁紧机构，解决了停注时层间窜通问题，优化设计了解封方式，提高了解封可靠性。,（2）结构,分层注水工艺技术进展,之一,2、配水器,空心式：,设计液压换向轨道，实现免投捞一次作业完井；,将芯子密封件改为双联防脱密封件，减少了密封件脱落现象，提高分层配水可靠性；,出水凡尔和凡尔座采用硬质合金材料，提高抗刺性能。,偏心式：,研制了防逆堵塞器，防止层间串通，减少地层返吐出砂引起的地层堵塞；,引进桥式偏心配水器，提高测试精度和资料录取量。,深入调查分析，强化科技攻关，,井下工具,工作可靠性不断提高,分层注水工艺技术进展,之一,深入调查分析，强化科技攻关，,井下工具,工作可靠性不断提高,3、洗井阀,砂埋底球、底球漏失影响配水准确性、水力冲击造成封隔器中途坐封等,研制了定压沉砂底球、定压洗井阀和平衡洗井阀等工具,解决了砂埋底球的问题，提高了一次作业成功率。,分层注水工艺技术进展,之二,通过技术创新与集成配套，形成了,分层注水工艺技术系列,针对不同类型油藏特点和不同井况的需求，在常规分层注水管柱根底上研究形成了六套分层注水工艺配套模式，满足了目前油田注水开发的需要，在一定程度上提高了油田分注工艺技术水平。,锚定补偿式分层注水管柱,补偿式分层注水管柱,长效防蠕动分层注水管柱,锚定式分层注水管柱,层间差异大油藏,出砂油藏,分层防砂分层注水管柱,防返吐分层注水工艺管柱,低渗储层夹层较薄,剩余油动用程度差,多级集成细分注水工艺管柱,桥式偏心分层注水工艺管柱,套变井,小直径分层注水管柱,大通径防砂二次完井分注管柱,滩海油藏,非均质严重油藏,双管分层注水工艺管柱,防蠕动分层注水技术,韵律层挖潜分注技术,分层注水工艺技术进展,之二,分层注水工艺技术进展,之二,1、,管柱防蠕动分注技术,锚定补偿分层注水工艺管柱,补偿器,水力锚,Y341封隔器,水力卡瓦,配水器,配水器,注水层,注水层,Y341封隔器,底+筛+堵,封隔器,配水器,封隔器,配水器,沉砂底球,注水层,注水层,人工井底,防蠕动器,长效防蠕动分层注水工艺管柱,主要解决了高温高压深井油藏管柱蠕动问题，延长了分层注水有效密封寿命。,主要技术指标：,耐温：160,耐压：35MPa,分注层数：4层,应用井深： 3500米,分注有效期：2年以上,分层注水工艺技术的进展,之二,2、,韵律层挖潜分注技术,特点：,配水器和封隔器一体化设计，,可实现1m夹层的细分注水,，一次测试调配同时完成2-3层，提高了测调效率。,注水层,注水层,注水层,注水层,注水层,配水封隔器,配水封隔器,分层封隔器,分层封隔器,配水器,套管保护封隔器,定位工具,多级集成式细分注水管柱,多级集成细分注水工艺管柱,桥式偏心分层注水工艺管柱,分层注水工艺技术的进展,之二,射流洗井器,Y341-114不可洗井封,桥式偏心配水器,Y341-114不可洗井封,桥式偏心配水器,桥式偏心分注管柱,3、解决了注水井测试时测试密封段过孔“刮皮碗和“憋压问题。,1、分注层数不受下井工具级数限制；对某一层进行投捞或测试时，对其它层影响小。,2、分层压力测试不需投捞堵塞器，减少了投捞工作量和井口开关次数，提高了注水井的测压效率。,特点,2、,韵律层挖潜分注技术,分层注水工艺技术的进展,之二,对于出砂严重油藏采用分层防砂注水一体化管柱。该管柱可有效防止地层出砂，提高出砂油藏注水井工作寿命。,3、,出砂油藏分层注水技术,分层防砂分层注水一体化管柱,防返配水器,密闭封隔器,注水层,注水层,定压单流阀,人工井底,防返配水器,防返吐分层注水工艺管柱,对于出砂轻微油藏及注聚转后续水驱的分注井采用防返吐分层注水管柱。当停注及解封时，防反吐配水器和定压洗井阀能防止油套环空内的水进入油管，防止各层串通，防止地层反吐出砂，可顺利进行测试调配等施工。,主要特点：,解决了层间差异大，分层注水量难以满足调配的要求。,各层水量分别通过不同的注水通道注入，不用进行井下测试调配，后期管理简单。,封隔器密封性可以通过井口压力、流量变化直观判断。,配套应用了同心双管分层注水工艺技术，井口采用套管四通和两个小四通连接方式。大四通内坐悬挂器连接悬挂外管，两个小四通中间装内管悬挂器连接悬挂内管，形成两个独立的注入通道。,4、,非均质严重油藏分层注水技术,分层注水工艺技术的进展,之二,分层注水工艺技术的进展,之二,5、,滩海油藏分层注水技术,开发了大通径防砂二次完井分层注水管柱,特点：,防砂注水管柱独立，注水检管或增注工艺措施时，只起出注水管柱；,管柱二次完井后，油层部位井径较大,易实施分层注水、测试和调配。,油层1,油层2,油层3,下注水内管,油层1,油层2,油层3,悬挂丢手封,分层封隔器,分层封隔器,油管锚,滤砂管,滤砂管,滤砂管,下防砂外管,可洗井封隔器,可洗井封隔器,可洗井封隔器,反 洗 阀,402配水器,403配水器,404配水器,分层注水工艺技术的进展,之二,6、,套变井分注技术,小直径封隔器,配水器,人工井底,配水器,小直径封隔器,配水器,平衡底球,注水层,注水层,注水层,项目,指标,适应套管内径，in,5,1,/2，7,工作温度，,125,工作压差，MPa,25,使用条件,轻微出砂,分注层数,23,工具最大外径，mm,105,特点：,工具尺寸小，胶筒膨胀率大。,主要用于套变井的分层注水,。,分层注水工艺技术进展,之三,加强测试技术改进与配套，注水井监测水平不断提高,1引进多参数水井测试仪器，提高测试了精度和效率,仪器精度：,由2.5%提高到1.0%。,测试效率：,仪器一次下井测取各层注水量，淘汰了需要反复投捞、反复坐封的分层测试工艺技术，提高了测试效率(提高3倍以上)。,项目,指标,电磁流量计,超声波流量计,流量,0 700m,3,/d,0 700m,3,/d,温度,0125,-2125,工作,压力,60MPa,60MPa,分层注水工艺技术进展,之三,加强测试技术改进与配套，注水井监测水平不断提高,2引进了封隔器在线验封技术，确保分注管柱可靠、有效,把普通验封仪上部的压力计用三参数流量计代替，可以准确判断密封圈是否漏失。利用压力和流量的变化趋势判断分析封隔器的密封性。,封隔器,配水器,配水器,配水器,封隔器,油管,套管,地层,地层,验封仪器,地层,三参数流量计,密封段,压力计,偏心管柱验封仪器总成,空心管柱验封仪器总成,三参数流量计,密封段,压力计,超 声 波 验 封 仪,分层注水工艺技术进展,之三,分层注水工艺技术进展,之三,加强测试技术改进与配套，注水井监测水平不断提高,测调一体化智能调配技术测调时利用流量测控仪测试注水层的实际注水量，根据实际注水量和设定配水量的差值大小，通过万向连轴器实现井下对接，自动调节水嘴的开度量，使各层注水量满足配水方案要求。,3引进测调一体化智能调配技术,提高测试调配效率,分层注水工艺技术现状,分层注水工艺技术的进展,技术应用情况及效果,开展趋势,技术应用情况及效果,从2006年开始，依托胜利油田水井专项治理工作，加大了新技术的推广完善力度，2006年2021年四年间共实施了以防蠕动分层注水技术为主导工艺的分层注水工艺技术1325井次，注水层段合格率提高了5.66%，分层注水管柱的平均寿命由1年延长到2年以上。,分层注水新技术,技术应用情况及效果,序号,技术名称,应用井次,日增注,实施成功率,措施有效率,1,防蠕动注水技术,808,18023m,3,96%,92%,2,集成细分注水技术,143,95%,85%,3,防砂注水技术,306,97%,90%,4,滩海大通径二次完井注水技术,32,100%,92%,5,小直径注水技术,13,100%,96%,6,双管注水技术,23,100%,100%,合计,1325,96.3%,90.3%,通过对优化设计的452口分层注水井进行跟踪测试：配套改进后分层注水管柱两年内平均有效率到达76.2%，注水管柱寿命明显延长，能够满足不同井况分层注水的需要。,技术应用情况及效果,技术应用情况及效果,截止到2021年，分公司共配套电磁、超声波流量计106套，仪器精度由2.5%提高到1.0%。,配套超声波和电磁流量计验封仪58套，填补了多层封隔器无法验封的技术空白，累计检验封隔器3200多级，及时发现无效封隔器378级，防止了无效注水。,测试验封技术,测调一体化智能调配技术：在滨南实施25口，全井流量测调范围为25100m,3,/d，单层调节流量范围为1060m,3,/d。,总井数,总测试,时间,平均单井测试时间（h）,层段,总数,水表流量,测试误差%,调前,调后,合格,层数,层段合格率(%),测试,水量,合格层数,层段合格率（%）,测试,水量,25口,98.5,3.94,61,1416,0.21,45,73.8,1517,58,95.1,1413,技术应用情况及效果,分层注水工艺技术现状,分层注水工艺技术的进展,技术应用情况及效果,开展趋势,注水工艺技术的开展趋势,随着油田开发程度的深入和各种复杂井况的出现，为了进一步延长水井免修期，提高注水层段合格率，提高工艺实施效率和降低操作本钱，分层注水工艺技术还需要从以下方面进行进一步完善与提高：,注水工艺技术的开展趋势,1、开展水平井均衡注水工艺技术及测试调配技术研究，保障注水均匀推进，提高水平井注水开发效果；,2、开展高温高压密封技术研究，提高深井低渗油藏的注水开发效果；,3、提高机电一体化等新技术在分层注水工艺技术中的应用程度，促进注水井智能管理化。,谢 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