油田注水技術(shù)的研究

劉佳 孟曉峰 徐炯明 龐立婷

摘要：通過注水增加和保持油藏地層壓力，提高和穩(wěn)定原油產(chǎn)量，是油田開采過程中，應(yīng)用最廣泛的重要手段，是有效發(fā)揮工程作用，實(shí)現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，在油田注水技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，受到工藝限制，時(shí)常出現(xiàn)石油浪費(fèi)現(xiàn)象，難以取得理想的技術(shù)應(yīng)用效果，對我國石油開采行業(yè)的發(fā)展造成了極大制約。因此，本文對油田注水技術(shù)開展深入研究，希望進(jìn)一步提高油田產(chǎn)量及驅(qū)油效率。

關(guān)鍵詞：油田開采;油田注水技術(shù);技術(shù)類型

一、油田注水技術(shù)類型及基本方式

1.注水方式

（1）油套分注。工作人員通過油管、套管等裝置，分別向井下各地層開展注水作業(yè)，根據(jù)地面控制井來調(diào)整不同地層的具體注水量，以此來實(shí)現(xiàn)均衡注水、緩解層間矛盾的技術(shù)目的。這一方式的操作步驟、設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡單，但目前僅適用于開展兩層分注作業(yè)，驅(qū)油效果并不十分理想。

（2）空心注水。在各地層所安裝配水器中央通道區(qū)域中，自上至下依次配置具備投撈使用功能的配水芯子。如此，在開展油田注水作業(yè)時(shí)，工作人員可通過對配水芯子加以調(diào)整起到調(diào)配各地層注水流量的作用。與其他注水方式相比，空心注水具有對接簡單、單層注水量大等優(yōu)勢，但僅適用于分層數(shù)量在4層以內(nèi)的油田，在實(shí)際應(yīng)用過程中常出現(xiàn)橡膠密封件松脫問題。目前來看，空心注水方式僅在我國勝利油田等極少數(shù)油田項(xiàng)目中得以應(yīng)用。

（3）同心注水。在采取這種注水方式時(shí)，工作人員需要在配水器中央通道中安裝配水芯子，確保配水器以及配水芯子保持一體狀態(tài)，合理控制水井分層數(shù)。如此，在技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，可以有效減小測試工作量、無需開展投撈作業(yè)、對接簡單、單層注水量較大，在各油田項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用。

（4）偏心注水。現(xiàn)階段，偏心注水方式所取得應(yīng)用效果最為理想，在井下區(qū)域中配置偏心配水器、封隔器、堵塞器、水嘴等裝置。在開展油田注水作業(yè)時(shí)，所配置可調(diào)堵塞器通過調(diào)整開度，即可做到分層流量調(diào)配，根據(jù)工程實(shí)際情況來控制各層注水流量值。同時(shí)，多數(shù)工程中偏心配水器中央通道的直徑值往往在46mm左右，當(dāng)工具設(shè)備直徑值小于這一數(shù)值時(shí)，即可有效通過中央通道。因此，從理論角度來看，技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，不會(huì)受到油層數(shù)量制約。

（5）面積注水。工作人員根據(jù)實(shí)際情況，將油田開發(fā)現(xiàn)場劃分為若干區(qū)域，應(yīng)用油田注水技術(shù)開展小單元注水及開采作業(yè)。簡單來講，則是根據(jù)工程的油田斷層情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況來合理設(shè)定各處點(diǎn)位，這類技術(shù)方式主要適用于地理環(huán)境復(fù)雜特殊的油田項(xiàng)目中。

2.技術(shù)類型

（1）油田注水設(shè)備技術(shù)。現(xiàn)階段，在多數(shù)油田開采項(xiàng)目中，為提高開采效率、取得理想的注水驅(qū)油效果，普遍選擇配置各類機(jī)械設(shè)備，常見設(shè)備包括柱塞泵、注水泵、大功率高壓多級(jí)離心泵等等。但與此同時(shí)，受到復(fù)雜工作環(huán)境影響，設(shè)備在長期運(yùn)行中時(shí)常出現(xiàn)各類故障問題、或是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)。因此，為保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、降低各類故障問題出現(xiàn)率，需要同步采取設(shè)備技術(shù)，如注水站巡控技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、柱塞泵變頻調(diào)速技術(shù)等等。

（2）油田回注水處理技術(shù)。該技術(shù)主要對油田采出水開展處理操作，將水體與油品進(jìn)行分離處理。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，工作人員必須結(jié)合項(xiàng)目情況，含油種類、密度等因素，采取適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?。油田回注水的主要處理方式包括自然沉降除油、過濾除油、稠油回注水、混凝除油等。

（3）自動(dòng)控制技術(shù)。現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷技術(shù)，油田注水技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)得到了有效結(jié)合。在部分油田開采項(xiàng)目中，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以基于程序運(yùn)行準(zhǔn)則，在無人工干預(yù)情況下，系統(tǒng)將自動(dòng)對現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行采集分析，如各層油田注水實(shí)時(shí)流量等。自動(dòng)下達(dá)各項(xiàng)控制指令，對設(shè)備裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，確保油田注水系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行模式，替代人工完成各項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。

二、油田注水技術(shù)應(yīng)用策略

1.合理設(shè)置注采比

在應(yīng)用油田注水技術(shù)時(shí)，工作人員必須結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況來合理設(shè)定注采比，如采集各井組含水情況、產(chǎn)量溫升情況、油田產(chǎn)量、含水上升率等信息，在其基礎(chǔ)上導(dǎo)入特定算法，明確掌握各區(qū)域注采比情況。如此，才能做到對油田注水技術(shù)應(yīng)用作用的有效發(fā)揮。

2.采用注水剖面調(diào)整技術(shù)

項(xiàng)目各油層分布情況存在一定差異，具有非均質(zhì)性特征，這將對油井實(shí)際吸水效果造成影響，很難取得理想的水驅(qū)油效果，可能會(huì)出現(xiàn)油井吸水不均衡現(xiàn)象。因此，可選擇采取注水剖面調(diào)整技術(shù)，根據(jù)各油層吸水情況分別采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。例如，針對吸水性較差的水層，應(yīng)適當(dāng)增加注水量，而針對吸水性良好的油層，則對其開展堵水作業(yè)，保證各油層實(shí)際吸水效果保持穩(wěn)定、均衡狀態(tài)，便于后續(xù)油田開采作業(yè)的開展。

3.完善技術(shù)理論體系

油田注水技術(shù)在油田開采項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用，取得諸多顯著技術(shù)成果，但技術(shù)理論體系有待進(jìn)一步完善，存在部分缺陷不足。同時(shí)，在油田注水技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，受到人為主觀因素影響，常出現(xiàn)各類技術(shù)問題。因此，相關(guān)企業(yè)機(jī)構(gòu)需要提高對油田注水技術(shù)的研發(fā)力度，結(jié)合我國實(shí)際國情不斷對技術(shù)理論體系進(jìn)行完善補(bǔ)充，建立健全的技術(shù)體系。

4.智能注水

根據(jù)油田注水自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，在出現(xiàn)各類突發(fā)問題及工作條件過于復(fù)雜時(shí)，控制系統(tǒng)很難在短時(shí)間內(nèi)輸出正確的控制指令，系統(tǒng)運(yùn)行模式較為僵化。并無法有效替代人工完成各項(xiàng)復(fù)雜工作。因此，應(yīng)推動(dòng)油田注水技術(shù)的智能化發(fā)展，與人工智能技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合。如此，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以實(shí)時(shí)評估油田注水實(shí)際情況，基于專家知識(shí)庫下達(dá)正確控制指令，在真正意義上做到對注水系統(tǒng)的長期化、動(dòng)態(tài)化監(jiān)測。但是，在智能注水技術(shù)應(yīng)用推廣過程中，仍面臨著系統(tǒng)前期建設(shè)成本高昂、技術(shù)難度大的問題。

結(jié)語：石油能源是保障我國工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要條件，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，對石油能源的需求量也越大。其中，油田注水技術(shù)在石油開采項(xiàng)目中有著重要地位，對提高油田產(chǎn)能、保證產(chǎn)油穩(wěn)定起到積極影響。因此，企業(yè)必須加強(qiáng)對油田注水技術(shù)的研發(fā)力度，結(jié)合項(xiàng)目情況科學(xué)選擇油田注水方式及技術(shù)類型，推動(dòng)技術(shù)智能化發(fā)展，不斷完善技術(shù)理論體系，從而確保我國油田開采效率和質(zhì)量不斷提高。

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