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油田分层注水技术讲座 第一部分油田注水开发概述第二部分注水井分层注水 分层调剖和分层增注第三部分注水井的试注与投注第四部分分层注水工具及管柱第五部分分层配水技术第六部分注水水质及防膨技术 油田分层注水技术讲座 油田注水开发概述 一 不注水开发油田思路二 注水开发油田的思路 油田为什么要注水开发 注水开发油田是前苏联二十世纪三十年代实施的一种开发模式 以美国为代表的西方国家一般不搞注水开发 这是两种油田开发思路 油田注水开发概述 是枯竭式的畧夺式的开采 也就是单靠地层的原始能量 地层压力 进行一次采油 这种方式只能采出地质储量的5 15 大部分可采储量残留在地下 造成资源浪费 2 西方国家认为 注水开发成本太高 要增加水源工程 水处理工程 分注分采工程 加热脱水工程 污水回注工程等 这就带来了一系列油田生产难度 使原油生产成本不断升高 不注水开发油田思路 油田注水开发概述 一 不注水开发油田思路二 注水开发油田的思路 油田注水开发概述 1 注水是对油田开发能量的补充油田投入生产以后 油田地层能量 地层压力 随之下降 为使地层压力保持在饱和压力附近 为保持油井的旺盛生产能力 需要注水补充地层能量 若不及时补充能量 靠原始地层弹性能量 溶解气能量 边底水能量 气顶能量以及重力能量等进行一次采油 待地层压力降到饱和压力以下时候 溶解在原油中的天然气就从原油中析出来 使原油的粘度急剧增加 流动性变差 使85 的原油留在了油层 大大地降低了采收率 注水开发油田思路 油田注水开发概述 2 注水开发也是有效利用水驱油的作用 长时间注水后 岩石孔隙表面的原油不断被水带走 致使岩石呈白色 说明注水起到了有效的驱油作用 3 从能量平衡出发 采油工程也需要补充能量 有边水底水的油藏 在自喷开采阶段 随含水上升 井筒内液柱密度不断增大 流压上升 要保持一定的生产压差 就必须提高地层的压力 所以靠注水提高压力是经济有效的 当油井停喷后常使用人工举升的办法 降低生产流压 放大生产压差 使产液量不断得到提升 以此保持原油产量的稳定 注水开发油田思路 油田注水开发概述 总结 油田注水开发概述 由于注水开发能补充地层能量 使油井保持旺盛的生产能力 使采收率可以提高10 25 加之注聚的三次采油工艺 最终采收率可以达到50 65 比依靠自然能量一次开采的采收率提高45 55 因此我国和俄罗斯等国家的油田 95 都采用注水方式开发 我国现有采油井约18万口 注水井6万口 但由于油田陆续进入三高开发阶段 细分注水工艺的实施迫在眉睫 另外不少公司在美国 加拿大买断了一批枯竭油田 通过注水补充能量 单井产量可达到3 10t d 取得了可观的经济效益 非洲的乍得和苏丹等国家的油田 一开始就搞注水开发方案 这充分说明注水开发油田模式已被人们认可 第一部分油田注水开发概述第二部分注水井分层注水 分层调剖和分层增注第三部分注水井的试注与投注第四部分分层注水工具及管柱第五部分分层配水技术第六部分注水水质及防膨技术 油田分层注水技术讲座 一 概要二 剖面三 三大矛盾 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 本部分主要解决为什么对注水井实施分层分注 分层调剖 分层增注的问题 对于注水井实施分注 调剖 增注都是为了改善注水井的吸水剖面 解决注水后 油田出现的三大矛盾 即 层间 层内及平面 以此达到以下几个目的 控制各层水线的推进速度控制受效油井的含水上升速度提高油层的存水率改善水井的吸水剖面和出油剖面 概要 一 概要二 剖面三 三大矛盾 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 剖面 在一口注水井中 同时在井口注水压力下 对多个油层注水 由于各油层的物性不同 因此各油层的吸水量也不同 这就构成了注水井的吸水剖面 注水井吸水剖面图 注水井的吸水剖面 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 剖面 采油井的出油剖面 也叫产液剖面 在一口油井中 同时合采多个油层 由于各层的油层物性不同 即渗透率不同 油层压力不同 含油饱和度不同 水推进的速度不同等 因此储油层的采油采液强度不同 含水高低也不同 这就构成了油井的出油或产液剖面 采油井产液剖面图 一 概要二 剖面三 三大矛盾 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 三大矛盾 层与层之间由于渗透率差异达几百上千倍 注水后 各层受效时间 地层压力 产油速度 含水率都不一样 层间矛盾 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 三大矛盾 平面矛盾 一口注水井要对应两口以上的油井注水 由于沉积相的影响 各油井受效情况差异很大 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 三大矛盾 层内矛盾 在同一油层内 由于油层的非均匀质存在 影响该层的注水采收率 大厚油层层内矛盾 岩性变压的层内矛盾 这三大矛盾 使所有注水开发的油田都是躲不过绕不开的问题 因此 地质家和工程师都在忙此事 解决这三大矛盾的关键是 就如何改善出油剖面和调整吸水剖面 以达到稳产 增产 提高采收率的目的 因此在注水井中 对各油层要进行分层定量注水 即分层注水 对完不成配注的个别层要进行分层改造 压裂或酸化 对特高渗透层除实行分层配注手段外 还要进行单独注调剖剂 限制水的推进进度 同时达到提高存水率和扩大波及体积的目的 为解决三大矛盾 也要同时在油井上采取分层堵水 分层压裂 分层酸化 分层采油等技术措施 注水井分层注水 分层调剖和分层增注 三大矛盾 第一部分油田注水开发概述第二部分注水井分层注水 分层调剖和分层增注第三部分注水井的试注与投注第四部分分层注水工具及管柱第五部分分层配水技术第六部分注水水质及防膨技术 油田分层注水技术讲座 注水井的试注与投注 一 排液二 洗井三 试注 排液 排液的目的一是排出钻井 完井过程中对地层伤害和堵塞物 二是使井底的油层附近造成低压区 为注水创造条件 排液要求一是排液强度以不伤害油层孔隙结构为原则 含砂 0 2 二是排液体积 一般排液界限为2倍井筒容积再加上10倍的地层伤害体积 计算公式 注水井的试注与投注 式中 伤害体积 m3 地层有效厚度 m 伤害半径 m 0 5m 1 5m 地层孔隙度 注水井的试注与投注 一 排液二 洗井三 试注 洗井 注水井的试注与投注 1 首先下入带有筛管和套管刮腊器的洗井管柱 边下边用密度1 1 18的盐水反冲洗井内的死油和污垢 并落实人工井底 2 起出井内管柱 按地质方案要求下入分层测试管柱 并座好井口 后面介绍分层测试管柱 3 洗井 用泵站供给的高压合格水进行反洗井 洗井排量由小到大 即15m3 h 20m3 h 30m3 h 三个排量都要到达水质进出口一致为洗井合格 分层启动压力测试重要性 能真实认识各层吸水能力 可以确定最高注水压力界限 为管柱合理配置 锚定 提供依据 减少大量的后期调配工作量 为注水系统地面建设提供设计依据 分层测试管柱 多年来 跨层系开发 合注 笼统措施 使分层监测不到位 搅乱了层系之间的压力系统 地质分析困难 认识不清 控制层分开后 反而不吸水 带来分层很大的盲目性 造成后期返工 反复调配工作量大 注水井的试注与投注 管柱结构 封隔器定泄压阀阀座筛管丝堵 注水井的试注与投注 分层测试管柱 工作原理 管柱到位后首先打压使封隔器坐封 然后继续打压将最下面一级定压阀打掉 其余定压阀均处于密封状态 实现最下一个层段资料的录取 待最下一级资料录取完毕后 从井口投球实现上一层段资料的录取 依次类推逐步实现上部各层段资料的录取 注水井的试注与投注 分层测试管柱 2049 6 2062 3 S3中1 5号层1 4 1 S3上4 1号层3 1 1 S3上4 4号层5 5 1 2042 1 2043 5 2019 8 2025 3 2007 5 2010 6 Y341 114封隔器2047 Y341 114封隔器2030 Y341 114封隔器2047 筛管2062 丝堵2065 定压阀 阀座 S3中1 6 10号层9 3 5S3中2 11 13号层4 5 3 2049 6 2062 3 S3中1 5号层1 4 1 S3上4 1号层3 1 1 S3上4 4号层5 5 1 2042 1 2043 5 2019 8 2025 3 2007 5 2010 6 Y341 114封隔器2047 Y341 114封隔器2030 Y341 114封隔器2047 筛管2062 丝堵2065 阀座 定压阀 S3中1 6 10号层9 3 5S3中2 11 13号层4 5 3 阀座 定压阀 2049 6 2062 3 2042 1 2043 5 2019 8 2025 3 2007 5 2010 6 S3中1 5号层1 4 1 S3上4 1号层3 1 1 S3上4 4号层5 5 1 S3中1 6 10号层9 3 5S3中2 11 13号层4 5 3 Y341 114封隔器2047 Y341 114封隔器2030 Y341 114封隔器2047 筛管2062 丝堵2065 阀座 定压阀 2049 6 2062 3 2042 1 2043 5 2019 8 2025 3 2007 5 2010 6 S3中1 5号层1 4 1 S3上4 1号层3 1 1 S3上4 4号层5 5 1 S3中1 6 10号层9 3 5S3中2 11 13号层4 5 3 Y341 114封隔器2047 Y341 114封隔器2030 Y341 114封隔器2047 筛管2062 丝堵2065 现场试验情况 XH5 114测试录取的分层启动压力资料 注水井的试注与投注 分层测试管柱 XH5 114井分层启动压力测试结果 注水井的试注与投注 分层测试管柱 吸水剖面 注水井的试注与投注 分层测试管柱 注水井的试注与投注 一 排液二 洗井三 试注 1 放大注水 放大注水量基本接近排出的地下体积为合适 也可以用连续三天稳定注水的方法控制 也就是在同一个压力下 全井的注水量基本稳定 说明地层的吸水量为真实吸水量 2 测全井和分层指示曲线 测绘井和分层指示曲线的点3 4个 每个压力点稳定注水20 30min 注水井的试注与投注 试注 3 测试手段 一般测全井和分层指示曲线时 均下入分层测试管柱 采用吊球或投球方法 测得各分层的指示曲线 通过分层的指示曲线 按地质要求的各层配水量 选择各层的水嘴 4 起出测试管柱 下入分层注水管柱 洗井一个排量合格 蹩压10 15Mpa释放封隔器 然后正常转注 试注 注水井的试注与投注 第一部分油田注水开发概述第二部分注水井分层注水 分层调剖和分层增注第三部分注水井的试注与投注第四部分分层注水工具及管柱第五部分分层配水技术第六部分注水水质及防膨技术 油田分层注水技术讲座 一 分注管柱分类原则二 井下分注工具介绍 分层注水工具及管柱 先按注水层数确定管柱的大类 分为 顶封管柱 一级二段分注管柱 二级三段管柱 等 然后按工具的外径划分 分为 114系列 或 110系列 等 其次 再按不同的外径系列区分不同的耐压的技术指标 如高压 25MPa 常压系列 18 25MPa 分注管柱分类原则 分层注水工具及管柱 114 112系列顶封管柱 一级二段分注管柱 Y241 112系列油套分注管柱 Y221 114 110 系列油套分注管柱 常规偏心 上提 一级二段管柱 常规偏心 下放 一级二段管柱 一级二段长效分注管柱 三级以上分注管柱 4 套管分注管柱 引进的管柱 江汉分注管柱 主要分注管柱 分注管柱分类原则 分层注水工具及管柱 组成 防沉积水力锚 Y341封隔器 撞击式导流器 单向阀指标 耐压35MPa 耐温130 外径 112mm 114mm 注水层段 保护层段 管柱结构 系列顶封管柱 分层注水工具及管柱 主要工艺用途 A 卡封隔离上部套漏井 B 高压注水下的上部套管保护 C 停注上层 单注下层 114系列管柱主要用于 51 2x7 72mm 9 17mm套管井 112系列管柱主要用于 51 2x10 54mm或7 72mm 9 17mm微套变井 使用技术条件 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水层 注水站来水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 座封 保护层 注水层 注水站来水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水层 注水站来水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水层 注水站来水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水层 注水站来水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水层 注水站来水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水站来水 注水层 注水 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水站来水 注水层 反洗 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水站来水 注水层 解封 分层注水工具及管柱 系列顶封管柱 保护层 注水站来水 注水层 分层注水工具及管柱 解封 系列顶封管柱 保护层 注水站来水 注水层 解封 系列顶封管柱 Y241 112系列油套分注管柱 A 管柱结构 水力锚 Y241封隔器 泄压滑套 丝堵 B 主要工艺用途 用于水井油套分注工艺 C 使用技术条件 51 2套管通用 一级二段分注管柱 分层注水工具及管柱 221 114 110 系列油套分注管柱 A 管柱结构 水力锚 Y221封隔器 喇叭口 B 主要工艺用途 用于51 2套管及微套变水井油套分注工艺 C 使用技术条件 51 2套管通用 一级二段分注管柱 分层注水工具及管柱 A 管柱结构 见右图 B 主要工艺用途 用于井下可调配 测试的一级二段分注工艺 114系列管柱主要用于 124mm和121mm套管井 112系列管柱 5 1 2套管通用 常规偏心 上提解封式 一级二段管柱 C 使用技术条件 一级二段分注管柱 分层注水工具及管柱 124mm和121mm套管井 A 管柱结构 见右图 B 主要工艺用途 用于井下可调配 测试 出砂严重的一级二段分注工艺 C 使用技术条件 常规偏心 下放解封式 一级二段管柱 一级二段分注管柱 分层注水工具及管柱 一级二段长效分注管柱 A 管柱结构 见右图 B 主要工艺用途 用于井下调配的一级二段分注工艺 C 使用技术条件 5 1 2in套管通用 一级二段分注管柱 分层注水工具及管柱 114 112 110系列多级分注管柱 A 管柱结构 见右图 B 主要工艺用途 用于井况较好 井下调配 测试的多级分注工艺 C 使用技术条件 114 112系列管柱主要用于 124mm和121mm套管井 110系列管柱 5 1 2套管通用 二级三段及以上多级分注管柱 分层注水工具及管柱 A 管柱结构 见右图 B 主要工艺用途 用于4in套管井一级二段分注工艺 C 使用技术条件 4in套管通用 当井口注水压力达到设定值时封隔器自动座封 座封后注入水沿配水芯子的上 下水嘴进入封隔器的上 下两层实现分层注水 D 技术原理 套管分注管柱 套管分注管柱 分层注水工具及管柱 A 管柱结构 见右图 C 使用技术条件 51 2套管通用 B 主要工艺用途 引进江汉多级分注管柱 分层注水工具及管柱 引进江汉多级分注管柱 一 分注管柱分类原则二 井下分注工具介绍 分层注水工具及管柱 封隔器类型的划分方法封隔器类型的划分方法 分层注水工具及管柱 1 关于封隔器的型号和含义 Y541 115 压缩式锚瓦固定液压座封提放管柱Y221 114 压缩式 单向卡瓦式 下放管柱 提放管柱K344 114 扩张式 悬挂固定 液压座封 液压解封Y341 114 压缩式 悬挂固定 液压座封 提放管柱ZYY221 压裂封隔器 自封压缩组合式 单向卡瓦式 下放管柱 提放管柱Y241 112 压缩式 单向卡瓦式 液压座封 提放管柱Y221 114 压缩式 单向卡瓦式 下放管柱 提放管柱ZYY211 110 自封压缩组合式 单向卡瓦式 下放管柱 提放管柱Y111 114 压缩式 尾管支撑固定 下放管柱 提放管柱 分层注水工具及管柱 1 关于封隔器的型号和含义 用途 用于定向井 直井的分采 试油 卡堵水等 靠液压座封 1 Y541 115静液压封隔器 封隔器结构原理 结构 五部分组成 水力锚 承受封隔器下部压差产生的上顶力 封隔件 封隔上 下层位 下卡瓦 承受上压差产生的下推力 座封锁紧机构 压缩封隔件 张开下卡瓦 同时锁定 使之处于工作状态 解封机构 起解封作用 分层注水工具及管柱 座封 油管憋压 5 10MPa 压力作用到控制活塞上 剪断剪钉 活塞上行 锁块脱离约束 活塞带动锁紧机构 外中心管 水力锚向下移动 张开下卡瓦并卡住套管内壁 压缩封隔 同时锁紧机构将封隔器锁定在座封位置 工作原理 最大外径 115mm最小通径 50mm长度 1423mm内径 121 124mm工作压力 25MPa工作温度 120 两端连接螺纹 27 8TBG适用井斜 45 主要技术参数 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 1 上接头2 调节环3 O 型圈4 边胶筒5 隔环6 中胶筒7 中心管8 楔形体帽9 档环10 防松螺钉11 楔形体12 防松螺钉13 限位螺钉14 卡瓦15 大卡瓦档环16 固定螺钉17 连接环18 小卡瓦档块19 防松螺钉20 护罩21 弹簧22 锁环套23 档球套24 档球25 顶套26 扶正体27 压环28 摩擦块29 压簧30 限钉压环31 滑环32 轨道销钉33 防松螺钉34 下接头 用途 分层采油 卡堵水 找水等 2 Y211 114封隔器 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 坐封 按坐封高度上提管柱 然后下放管柱 扶正器则沿中心管轨迹槽运动 轨道销钉从原来的短槽上死点到达长槽上死点的坐封位置 由于顶套的作用 挡球套被顶开解锁 从而使卡瓦被锥体撑开 并卡在套管内壁上 同时 在管柱重量作用下 下行压缩胶筒 使胶筒直径变大 封隔油套环形空间 解封 上提管柱 上接头 调节环和中心管一起上行 轨道销钉又运动到下死点 锥体退出卡瓦 同时由于扶正器的摩擦力 产生一个向下的拉力 从而卡瓦准确回收及锁球复位 挡球套在弹簧的作用下 自动复位 锁紧装置恢复 与此同时 胶筒收回解封 工作原理 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 最大外径 114mm最小通径 50mm长度 2123mm工作温度 120 连接螺纹 27 8TBG坐距 700mm坐封载荷 80 100KN工作压差 上压25MPa下压8MPa扶正块外径 张开136mm缩小114mm 主要技术参数 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 3 K344 114封隔器 1 上接头2 O 型圈3 4 硫化芯子5 胶筒6 中心管7 胶筒座8 滤网罩9 下接头 用途 用于注水 酸化 挤堵 找串和封串 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 从油管内加液压 液压经滤网罩 下接头的孔眼和中心管的水槽作用在胶筒的内腔 使胶筒胀大 封隔油套环形空间 放掉油管压力 胶筒即收回解封 最大外径 114mm最小通径 62mm总长 910mm坐封压力 0 5 0 7MPa工作压力 25MPa工作温度 120 工作原理 主要技术参数 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 4 Y341 114注水封隔器 1 上接头2 O 型圈3 洗井阀4 顶套5 外中心管6 内中心管7 胶筒8 隔环9 密封环10 防座剪钉11 卡瓦座12 卡瓦13 锁套14 解封套15 活塞16 连接头17 下接头 结构 座封部分 密封部分 洗井部分用途 主要用于分层注水 并可用于酸化和挤堵 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 座封 从油管内加液压 通过连接头的小孔作用在上 下活塞上 使活塞推动锁套和密封环上行 压缩胶筒 使胶筒直径变大 封隔油套环形空间 同时液压通过上接头的小孔作用在洗井阀上 使洗井阀下行与外中心管的内锥面密封 封闭内外中心管的环形空间 放掉油管压力 因卡瓦和锁套上的内外齿相互啮合在一起 使胶筒不能返回 洗井 从套管内加液压 通过顶套上的侧孔进入内外中心管和的环形空间 经锁套上的侧孔进入下层 工作原理 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 解封 上提管柱 上接头带动内中心管 连接头上行 而外中心管 锁套和卡瓦座 卡瓦等部件 连接头上行使解封套上升 件的内锥面内抱卡瓦 使卡瓦和锁套分离 则锁套和密封环等部件在胶筒的弹力作用下下行 从而胶筒恢复 长度 1235mm最大外径 114mm最小通径 55mm工作压力 25MPa工作温度 120 两端连接螺纹 27 8TBG 工作原理 主要技术参数 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 5 Y341 114高压注水封隔器 1 上接头2 外中心管3 胶筒保护环4 胶筒5 隔环6 密封环7 14 16 O 型圈8 防座锁钉9 卡瓦10 卡瓦座11 内中心管12 锁套13 上活塞15 17 聚四氟乙烯环18 下活塞19 下接头 用途 主要用于高压分注 并可用于酸化和挤堵 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 座封 从油管内加液压 内中心管上的进液孔作用在上 下活塞和上 推动锁套和密封环 压缩胶筒 使胶筒和胶筒保护环直径变大 封隔油套环形空间 同时由于上活塞的外球形面紧贴锁套的内锥面 内外中心管的环形空间也被封闭 放掉油管压力 因卡瓦和锁套上的齿形扣啮合在一起 使胶筒不能反弹 洗井 从套管内加液压 水流通过外中心管的侧孔进入 经内外中心管的环形空间推动上活塞下行 通过上活塞和锁套让出的位置进入下层 工作原理 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 解封 上提管柱 上接头 带动内中心管和下接头上行 锁套相对不动 卡瓦座失去内支撑使得密封环 卡瓦和锁套在胶筒弹力作用下离开卡瓦座一起下行 从而胶筒复原 长度 1180mm最大外径 114mm最小通径 55mm工作压力 35MPa工作温度 120 两端连接螺纹 27 8TBG 工作原理 主要技术参数 封隔器结构原理 分层注水工具及管柱 水力锚 1 本体2 扶正块3 0 型盘根4 弹簧5 锚爪6 扶正块套7 固定螺钉 水力锚结构原理 用途 利用水力锚爪的咬合力来克服分层作业中油管所受的拉力或压力 分层注水工具及管柱 当油管压力大于套管压力时 油套之间的压差作用在锚爪上 就产生一个液压作用力 当这个作用力大于弹簧的弹力时 锚爪就压缩弹簧向外凸出 并咬合在套管内壁上 以防止管柱上 下窜动 油套压差愈大 锚爪的咬合力愈大 当油管压力不大于套管压力时 锚爪就在弹簧的作用下恢复原位 工作原理 水力锚结构原理 分层注水工具及管柱 1 应根据管柱的受力大小选用合适的水力锚 不渗不漏者才能用 2 水力锚下井位置应处于水泥环返高范围之内 防止因压力过高造成套管变形卡死水力锚 3 水力锚有防砂装置可下入在管柱底部 如无防砂装置 下入位置应在最上一级封隔器的上部 以防砂卡 技术要求 水力锚结构原理 分层注水工具及管柱 钢体外径 115mm钢体内径 40mm锚爪直径 50mm适用套管 140mm总长 440mm两端连接螺纹 27 8TBG理论啮合力 5MPa 57KN15MPa 187KN20MPa 230KN25MPa 289KN 主要技术参数 水力锚结构原理 分层注水工具及管柱 技术指标 钢体外径 114mm 110mm总长 690mm690mm内通径 54mm 50mm锚爪启动压力 2MPa耐压差 35MPa30MPa 结构如图 2 普通水力锚结构及原理 分层注水工具及管柱 水力锚结构原理 锚定解锚 分层注水工具及管柱 2 普通水力锚结构及原理 水力锚结构原理 工作原理 用途 与水力压缩式封隔器配套使用 减少因注水压力波动而造成管柱伸缩对封隔器的影响 1 上接头2 3 6 8 11 型圈4 外伸缩管5 内伸缩管7 锁块9 活塞10 销钉12 连接头13 外连接套14 拉环15 下接头 管柱缓冲器构原理 补偿器结构原理 分层注水工具及管柱 1 关闭 组装试压后处于关闭状态 下井时 内外伸缩管和锁块 活塞固定 不产生相对运动 2 开启 油管弊压 液压从内伸缩管的小孔作用在活塞上 当压力达到一定值后 封隔器座封后 剪断销钉 活塞上行 锁块退出锁槽 从而内外伸缩管可产生相对运动 3 工作 封隔器座封后与套管内壁相对固定 当油管压力下降时 整个管柱伸缩 由于内外伸缩管可产生相对运动 整个管柱的收缩力不再作用在封隔器上 工作原理 补偿器结构原理 分层注水工具及管柱 长度 995mm行程 280mm最大外径 114mm最小内径 48mm工作压力 25KPa工作温度 120 主要技术参数 补偿器结构原理 分层注水工具及管柱 支撑卡瓦 1 锥体2 卡瓦3 箍簧4 上限位环5 内压簧6 下限位环7 摩擦块8 外压簧9 防松螺钉10 扶正座11 滑环销钉12 滑环13 托环14 中心管15 下接头16 固定螺钉17 垫圈 用途 接在封隔器的下部 作管柱的下支点 用于坐封隔器和克服封隔器因上压所产生的下推力 结蜡严重和死油多的井不宜使用 支撑卡瓦结构原理 分层注水工具及管柱 扶正器依靠弹簧的弹力 造成摩擦块与套管的摩擦力 扶正器通过滑环销钉 就能沿中心管的轨道槽运动 座卡 按所需坐卡高度上提管柱后下放 就从中心管的轨道槽的短槽上死点运动到长槽上死点 卡瓦就被锥体撑开而卡牢套管 解卡 上提管柱 件11就从中心管的长槽上死点回到下死点 则卡瓦2就在箍簧3的作用下收回 总长 1050mm最大外径 114mm通径 50mm防坐距 350mm 工作原理 主要技术参数 支撑卡瓦结构原理 分层注水工具及管柱 偏心配水器 1 工作筒2 堵塞器 5 配水器结构原理 用途 主要用于分层注水 分层注水工具及管柱 正常注水时 堵塞器靠其主体的 22mm台阶坐于工作筒主体的偏孔上 凸轮卡于偏孔上部的扩孔处 因凸轮在打捞杆的下端和扭簧的作用下 可向上来回转动 故堵塞器能进入工作筒 被主体的偏孔卡住而飞不出 堵塞器主体上 下两组各两根 型圈封住偏孔的出液槽 注入水即以堵塞器滤罩 水嘴 堵塞器主体的出液槽和工作筒主体的偏孔进入油套环形空间后注入地层 投捞堵塞器的工作原理详见投捞器的工作原理说明 工作原理 5 配水器结构原理 分层注水工具及管柱 配水器 1 上接头2 调节环3 垫圈4 弹簧5 工作筒6 7 O 型圈8 启开阀9 水嘴10 芯子11 下接头 结构 由活动和固定两部分组成用途 主要用于分层注水 还可用于找水 挤堵和酸化 5 配水器结构原理 分层注水工具及管柱 油管加压经水嘴作用在启开阀上 当液压力大于压簧的弹力时 启开阀压缩弹簧 阀打开 水流经过油套环形空间注入地层 调节环用来调节压簧的松紧 以控制启开阀的启开压力 捞出芯子 就可更换水嘴以调节水量 特点 不能任意投捞 捞应从上而下 投应从下而上逐级进行 一般只能用三级 最高不超过四级 工作原理 5 配水器结构原理 分层注水工具及管柱 最大外径 106mm长度 540mm配水器芯子直径大小分为4级 401外径 58mm内径 49mm测试球直径 52mm402外径 55mm内径 44mm测试球直径 47 5mm403外径 51mm内径 39mm测试球直径 42mm404外径 47mm内径 32mm测试球直径 35mm 主要技术参数 5 配水器结构原理 分层注水工具及管柱 第一部分油田注水开发概述第二部分注水井分层注水 分层调剖和分层增注第三部分注水井的试注与投注第四部分分层注水工具及管柱第五部分分层配水技术第六部分注水水质及防膨技术 油田分层注水技术讲座 结构 由扩张式封隔器 如K344型 及固定配水器 技术要求 各级配水器 节流器 放开压力必须大于0 7Mpa 存在问题 更换嘴子时必须起出管柱测试用钢丝吊球即可 分层配水技术 1 固定配水管柱 结构 由扩张封隔器及空心配水器组成 技术要求 空心配水器的直径自上而下逐级从大到小 打捞是自上而下打捞 存在问题 最多五级测试 空心配水器下贷 104 浮子流量计 可测试每个层的注水量 2 活动配水管柱 分层配水技术 结构 由可洗井压缩式封隔器 偏心配水器和球座等组成 若深度在2000m以下深井 注水管柱应加油管补偿器 水力锚 水力卡瓦等 技术要求 坐封压力必须在15Mpa以上 用投送器 将水嘴堵塞器投送到各级工作筒内 用打捞器打捞各级水嘴堵塞器 测试 a可用106浮子流量计测试各层的吸水量b用电磁或超声波流量计 在偏心管柱的任何层段都可以测试 3 偏心配水管柱 分层配水技术 分层配水技术 分层注水指示曲线是注水层段的注水压力和注水量的相关曲线 它反映各层的吸水能力 每条曲线和压力轴的交汇处为该层段的启动力 分层指示曲线 分层注水指示曲线 分层配水技术 嘴损曲线 此曲线表达配水尺寸 注水量通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系 PS114G配水器嘴损曲线 固定配水器使用 分层配水技术 分层配水嘴选配 PS114K配水器嘴损曲线 活动配水器使用 分层配水技术 PS114P A配水器嘴损曲线 偏心配水器使用 分层配水嘴选配 分层配水技术 管损曲线 管损曲线表示油管深度 注水量和沿程压力损失三者之间的定量关系 油管管损曲线 分层配水技术 分层配水嘴选配方法绘制分层指示曲线 根据分层配注量 查出井口注水压力P配 根据全井配注量及油管深度从管损曲线查出P管损 确定井口注水压力P井 一般是高压注水的来水压力 计算嘴损压力 P嘴损 P井 P配 P管损 根据各层的配水量及嘴损 在嘴损曲线上查出各层水嘴尺寸 调配水嘴 式中 需调整水嘴直径 原用水嘴直径 配注水量 原配注水量 分层配水技术 第一部分油田注水开发概述第二部分注水井分层注水 分层调剖和分层增注第三部分注水井的试注与投注第四部分分层注水工具及管柱第五部分分层配水技术第六部分注水水质及防膨技术 油田分层注水技术讲座 根据各油田的储层物性 注水水质质量可参照 中国石油天然气行业标准水质指标 参考SY 5329 94 1 悬浮物固体含量及颗粒直径 含油量 平均腐蚀率 硫酸盐还原菌 SRB 铁丝菌 腐生菌 TGB 和膜滤系数指标见上表 2 总铁含量应小于0 5mg L 3 溶解氧小于0 05mg L 国际溶解氧要求小于0 005mg L 4 游离二氧化碳含量小于10 0mg L 5 硫化物 指二价硫 含量应小于10 0mg L 6 当注入水质不到要求时 必须定期洗井 注水水质推荐标准 注水水质及防膨技术 表石油天然气行业标准水质指标 推荐C1标准 参考SY 5329 94 注 1 1 n 10 2 清水水质指标中去掉含油量 3 溶解氧参考国际标准建议取0 01mg L以下 注水水质及防膨技术 注水开发油田 油层大部分都是含粘土砂岩油层 而粘土成份中 往往会有伊绿石和蒙脱石矿物 这种矿物的最大特点是遇到水后产生水敏膨胀 速敏运移 致使孔隙喉道半径缩小或堵塞 造成吸水量降低 粘土防膨剂可分为无机盐类 无机物表活剂 有机物表活剂 以及无机盐与无机物离子表面活性剂复配物 防膨技术 初选 将油层岩屑粉碎过筛后放入含有防膨剂的水中 测出一定时间内体积和重量变化 从而得出最佳防膨配方 渗流防膨效果评价 初选的配方混合到注入水中 经岩心模拟试验 测定渗透率的变化 防膨的使用对于注水 一般是周期性注入加防膨剂的段赛 也可连续注入 浓度一般在0 5 1 0 注水水质及防膨技术 防膨剂的筛选 讲座结束谢谢大家