油氣田開(kāi)發(fā)分層注水工藝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

李秀，劉成文，張鵬 (.延長(zhǎng)油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西 榆林 78500；.中國(guó)石油測(cè)井有限公司華北分公司，陜西 榆林 78600)

1 分層注水工藝的含義

開(kāi)發(fā)層系的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要指的就是統(tǒng)一注采井網(wǎng)下，縱向上包括了所有的油層。因?yàn)楦鱾€(gè)油層都具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，而且具有密閉式的儲(chǔ)油體，在形成油層的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)闂l件等內(nèi)容的不同，造成油藏含有的油氣組分、厚度、溫度等各方面都有著很大的不同與差異。高滲透層液量高，所以造成油井的底部流壓非常高，油井合采的過(guò)程當(dāng)中各層的流壓是相同的，導(dǎo)致低滲透層生產(chǎn)壓非常小，從而對(duì)低滲透層的生產(chǎn)壓差產(chǎn)生一定的影響。如何讓各流程都能夠按照配注量合理均勻地進(jìn)行注水，大幅度地提升油層的水驅(qū)油效率，分層注水技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，也迅速受到了國(guó)內(nèi)與國(guó)外油田企業(yè)的廣泛關(guān)注與重視。

2 油氣田開(kāi)發(fā)分層注水工藝技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1 橋式偏心分層注水工藝

通過(guò)對(duì)橋式偏心分層注水工藝進(jìn)行細(xì)致的分析和研究，現(xiàn)實(shí)中此工藝方式主要是由偏心主體、連接結(jié)構(gòu)、配水堵塞器等重要部分共同組合而成。其中的配置器在傳統(tǒng)常規(guī)的配置設(shè)備當(dāng)中增加了橋式通道。通過(guò)對(duì)配水器內(nèi)部的主體部分進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其中有著一個(gè)直徑為20 mm的偏孔。此偏孔的主要作用是為了與堵塞器相互影響、相互配合、相互幫助，最終形成堵塞管路的主要作用。周圍的五個(gè)橋式流通通道，主要的作用是為了用于測(cè)試儀的測(cè)量管徑。

2.2 補(bǔ)償自驗(yàn)封分層注水管柱

管柱主要是由補(bǔ)償器、自驗(yàn)封封隔器等專業(yè)配套工具共同組合而成。此補(bǔ)償器能夠有效地補(bǔ)償由坐封壓力所造成的管柱伸長(zhǎng)情況，非常適用于注水壓力偏低、間壓差不大以及油層不出砂的注水井。

2.3 長(zhǎng)效防蠕動(dòng)管柱

長(zhǎng)效防蠕動(dòng)管柱主要是由防蠕動(dòng)器、空心配水器、沉砂式底球等共同組合完成。其主要的技術(shù)特點(diǎn)就是通過(guò)應(yīng)用池管柱，能夠有效地減少和降低壓力和溫度變化過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的管柱伸縮情況，對(duì)管柱的受力條件能夠有效改善，延長(zhǎng)封隔器和井下使用工具的使用時(shí)間和壽命。

2.4 分層防砂注水一體化管柱

分層防砂注水一體化管柱主要是由補(bǔ)償器、液壓扶正器等各部門(mén)共同組合完成。此管柱設(shè)計(jì)當(dāng)中包括了單項(xiàng)注水閥，可以有效地避免地層反吐出砂問(wèn)題，還能夠與注水、洗井、防砂等工藝所提出來(lái)的不同要求相符合、相一致。

3 在復(fù)雜情況之下的分層注水工藝

想要將這些具有復(fù)雜性特點(diǎn)的油田問(wèn)題妥善解決，就需要對(duì)新工藝進(jìn)行不斷開(kāi)發(fā)，并且需要運(yùn)用分層注水工藝，按照油田的不同情況來(lái)設(shè)計(jì)出分層注水工藝技術(shù)。第一，注聚轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)油藏。通過(guò)對(duì)這類油田進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其存在著油藏出砂、返吐吐聚等問(wèn)題，所以現(xiàn)階段幾乎都會(huì)運(yùn)用高耗水層流量識(shí)別、分層防砂等技術(shù)的集成工藝來(lái)妥善解決。第二，斷塊油藏。這一類的油田幾乎都會(huì)存在著細(xì)分后層間差異問(wèn)題，并且還具有大壓差井增多的趨勢(shì)。為了將此問(wèn)題解決，可以運(yùn)用密閉式的錨定管柱、小流量大壓差配水等技術(shù)解決[1]。

4 油氣田開(kāi)發(fā)分層注水工藝技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

4.1 分層注水防砂專業(yè)技術(shù)

工作人員在進(jìn)行采油的過(guò)程中，容易會(huì)遇到出水概率非常大的油藏。所以在對(duì)地層進(jìn)行注水、泄壓的過(guò)程中，極有可能會(huì)出現(xiàn)出砂或者是返土等現(xiàn)象，導(dǎo)致水嘴失去自己的作用，無(wú)法進(jìn)行有序的排水，就連管柱也被埋入到了砂體當(dāng)中，沒(méi)有辦法再繼續(xù)工作?，F(xiàn)階段分層注水防砂專業(yè)技術(shù)幾乎都會(huì)用在海上油田，陸上運(yùn)用分層注水防砂專業(yè)技術(shù)的油田并不是很多。

陸上油田幾乎將自己關(guān)注的重點(diǎn)放在將偏心注水工藝作為分層注水的重要工藝。國(guó)家的分層注水防砂專業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向，主要是讓分層注水防砂專業(yè)技術(shù)更適合用于偏心注水管柱的防砂工藝。專業(yè)的設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)對(duì)偏心配水器的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究，之后對(duì)其進(jìn)行升級(jí)，在工作筒當(dāng)中加入了一個(gè)單流閥結(jié)構(gòu)，主要起到了防砂的效果。當(dāng)工作人員在進(jìn)行注水的過(guò)程中，彈簧就會(huì)受到壓力而出現(xiàn)收縮的狀態(tài)，水會(huì)慢慢經(jīng)過(guò)單流閥流入到地層當(dāng)中去。當(dāng)工作人員停止注水這一工作之后，地層液流也不會(huì)出現(xiàn)回流等問(wèn)題。在進(jìn)行井筒清潔整理的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)短路等問(wèn)題，這時(shí)專業(yè)的設(shè)計(jì)工作人員在注水管中因?yàn)榧尤肓藛瘟鏖y結(jié)構(gòu)，所以能夠有效地減少短路問(wèn)題出現(xiàn)的可能與幾率，而且還能夠進(jìn)一步提升洗井的效果。

此外，油氣開(kāi)采企業(yè)還需要對(duì)出砂注水井的管理工作加強(qiáng)關(guān)注與重視，那些非常容易出現(xiàn)砂的注水井，工作人員還需要制定出完善的預(yù)防方法與策略，加大對(duì)注水的管理力度，應(yīng)用正確規(guī)范的操作方法，確保注水的平穩(wěn)性，減少注入層出現(xiàn)返吐問(wèn)題。

4.2 大斜度井分層注水作業(yè)技術(shù)

通過(guò)對(duì)一些油井的狀態(tài)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)有些油井與底面并非處在了垂直的狀態(tài)，而是存在著一定斜度的。其中有一些油井，因?yàn)樾倍确浅４?，所以?duì)注水的效果產(chǎn)生了不同程度的影響。因?yàn)槭艿搅司钡氖`，所使用的時(shí)間會(huì)非常的短，專業(yè)的工作人員也無(wú)法進(jìn)行測(cè)試工作，導(dǎo)致調(diào)試的效果偏低。經(jīng)研究分析后發(fā)現(xiàn)，傾斜的高度不高于50度，那么施工人員可以運(yùn)用偏心分層注水技術(shù)對(duì)其進(jìn)行專業(yè)的測(cè)量，并且對(duì)偏心定量分配注水水管進(jìn)行雙導(dǎo)向錨定，將管柱的位置進(jìn)行扶正，防止管柱在井中出現(xiàn)震動(dòng)或者是晃動(dòng)的問(wèn)題。

此外，如果經(jīng)過(guò)專業(yè)的分析之后，發(fā)現(xiàn)油井的斜度非常的大，再應(yīng)用普通的工具極有可能到不了放置的指定位置，并且對(duì)工作人員的工作效率產(chǎn)生一定的影響。所以，偏心注水工藝并不適用于加入到大斜度井工作當(dāng)中去。因此，大斜度井分層注水技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)向著同心向的方向所發(fā)展和前進(jìn)，并且還需要增加橋式通道，進(jìn)一步提高調(diào)試過(guò)程中注水的流通能力。因此，工作人員需要從以下方面進(jìn)行研究，不斷鉆研和努力開(kāi)發(fā)出適用于大斜度井的分層注水工藝：第一，可以運(yùn)用同心對(duì)接的方法，將橋式同心配水器與井下測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)儀完美地融合在一起。與偏心注水技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理地比較后發(fā)現(xiàn)，此對(duì)接方式能夠有效地讓測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)儀器與配水器的連接更加簡(jiǎn)單，而且在大斜度井中的應(yīng)用也非常便捷。第二，設(shè)計(jì)工作人員還可以在配水器當(dāng)中加入橋式通路設(shè)計(jì)。當(dāng)工作人員在進(jìn)行測(cè)量與調(diào)試的過(guò)程中，橋式通道就能夠有效地發(fā)揮出作用，提升注水的流通能力，還可以有效地幫助工作人員以最快速度完成分層參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)。第三，還需要縮減測(cè)調(diào)儀的實(shí)際長(zhǎng)度，讓測(cè)試儀在井中作業(yè)的過(guò)程中更加靈活方便，以此來(lái)滿足大斜度井分層測(cè)試所提出來(lái)的不同要求[2]。

4.3 深井與高溫高壓井分層注水專業(yè)技術(shù)

伴隨著科技高速的發(fā)展，我國(guó)的深井與高溫高壓井的數(shù)量正在不斷增加中。據(jù)了解，油田當(dāng)中所運(yùn)用的管柱工具和專業(yè)的測(cè)試儀器已經(jīng)無(wú)法再適用于現(xiàn)階段的深井和高壓深井中。因此，需要專業(yè)工作人員在工作中不斷總結(jié)和學(xué)習(xí)，開(kāi)發(fā)出與深井和高壓深井相符合、相一致的分層注水專業(yè)技術(shù)。

現(xiàn)階段國(guó)家的深井與高壓深井在其開(kāi)采的過(guò)程中，會(huì)遇到些許的問(wèn)題，即深井與高壓深井當(dāng)中的分層注水程度偏低。分層注水層數(shù)一般在3層下方，施工人員幾乎都會(huì)運(yùn)用鋼絲進(jìn)行測(cè)量與調(diào)試的工作方式，極有可能造成調(diào)試與測(cè)量的工作效率偏低，而且應(yīng)用的規(guī)模有所限制。此技術(shù)還不是非常的健全與完善，依舊處在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中。所以，設(shè)計(jì)工作人員需要設(shè)計(jì)出具有高溫性特點(diǎn)的電纜直讀測(cè)調(diào)專業(yè)儀器，并且電纜直讀測(cè)調(diào)專業(yè)儀器能夠承受的住不低于150 ℃的高溫，這樣才能夠進(jìn)一步地提升測(cè)量和調(diào)試的水平。

4.4 分層注水工藝技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向

伴隨著油田注水開(kāi)發(fā)進(jìn)入到了后期階段，一些流程已經(jīng)處在了高含水的狀態(tài)當(dāng)中，應(yīng)該運(yùn)用怎樣的方法才能夠適應(yīng)油田注水開(kāi)發(fā)的需求，繼續(xù)能夠注好水，保持地層壓力，是每一位相關(guān)工作人員最亟待解決和值得深思的問(wèn)題之一。第一，加大對(duì)注水水質(zhì)處理工藝的分析和研究力度，減少因?yàn)樗|(zhì)不合格問(wèn)題導(dǎo)致井下管柱出現(xiàn)腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，有效延長(zhǎng)洗井解堵的時(shí)間；第二，不斷地對(duì)分層注水工藝技術(shù)進(jìn)行分析和研究，需要對(duì)高壓低滲透油藏等特殊油層的分層注水技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的研究，將現(xiàn)階段所存在的注水管柱結(jié)構(gòu)非常單一等問(wèn)題妥善地解決；第三，加大對(duì)采油井科學(xué)、合理調(diào)整進(jìn)行研究，并且有針對(duì)性地對(duì)注采比進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整，還要對(duì)單井注水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，節(jié)約注水成本的支出，大幅度地提高原油開(kāi)采的效率[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)分層注水工藝技術(shù)分析和研究，發(fā)現(xiàn)其可以大幅度地提升油田開(kāi)采過(guò)程中的效率，對(duì)保證油田穩(wěn)定生產(chǎn)等方面有著非常重要的作用和意義，幫助油氣田開(kāi)發(fā)能夠有序、順利進(jìn)行，還可以有效減少油氣田在開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中所遇到的一些問(wèn)題。