油田開發(fā)過程中采油廠注水系統(tǒng)的管理

＊閆志勇 李艷

（長慶油田第一采油廠 陜西 716009）

石油作為重要戰(zhàn)略資源，是國家發(fā)展和生存的根本。石油素有“黑色金子”美名，其價值性和用途性方面是非常廣泛，不光可以應(yīng)用在輕重工業(yè)的產(chǎn)品制造和發(fā)展中，同時也對國家發(fā)展有著非常重要的影響。近年來，隨著我國石油開采力度的增大，在采油廠的運營過程中，注水系統(tǒng)的管理要求和管理標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)一步嚴(yán)格。為降低安全事故發(fā)生幾率，提高采油廠生產(chǎn)效能，必須對采油廠注水系統(tǒng)進(jìn)行有效分析，探究注水系統(tǒng)管理過程中所出現(xiàn)的各種問題，保證注水效果，從而提升注水系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

1.采油廠注水系統(tǒng)組成

注水系統(tǒng)的全稱是油田注水系統(tǒng)，其使用原理是通過注水井將水注入油層，保持油層的壓力，避免發(fā)生井噴事件。一般在采油過程中，會隨著時間延長，油層本身能量被消耗后，相應(yīng)的油層壓力不斷下降，石油本身的粘度會進(jìn)一步提升，從而導(dǎo)致開采難度增大，影響生產(chǎn)效率。而注水系統(tǒng)正是為解決這個問題，通過注水彌補原油采出后的地下虧空，提升石油層壓力，降低石油粘度，保障石油的高產(chǎn)。目前，注水系統(tǒng)主要構(gòu)成有前處理設(shè)備、采油井、注水井、石油礦藏、污水處理等，是一個非常復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)。通過優(yōu)化注水系統(tǒng)發(fā)展注水開采工藝，可以進(jìn)一步提升石油的開采效率，并且在注水系統(tǒng)的維護方面做好基本的管理，規(guī)范工作人員工作方式，從而使注水系統(tǒng)的運行效率進(jìn)一步升高，為石油開采提供相應(yīng)的保障。

2.注水系統(tǒng)有效管理對油田開發(fā)的重要性

注水系統(tǒng)是由多個不同部分組成的壓力維持系統(tǒng)機制，其目的是提高石油開采效率，保障石油開采質(zhì)量，補充石油層虧空，使石油在開采過程中能夠進(jìn)一步保持高產(chǎn)。對于油田開發(fā)來講，只有穩(wěn)定且高產(chǎn)的石油生產(chǎn)才能夠保證石油企業(yè)的經(jīng)濟收益，滿足我國社會運行的石化能源的需求，從而推動我國建設(shè)發(fā)展。所以注水系統(tǒng)是保障整個油田開發(fā)正常運行的重要組成部分。做好注水系統(tǒng)的管理，就是提升石油的開采質(zhì)量，避免出現(xiàn)安全問題，降低石油企業(yè)的經(jīng)濟損失。其次，通過優(yōu)化注水系統(tǒng)管理，在一定程度上對注水系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新并改革，可以在當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展水平日漸提高但資源逐漸短缺的背景下，保障資源的利用率，降低能源消耗，從而發(fā)揮注水系統(tǒng)的有效作用。

除此之外，注水系統(tǒng)本身的穩(wěn)定運行和有效管理也能夠?qū)ζ渌麢C構(gòu)的改進(jìn)和創(chuàng)新起到一定的參考作用。目前，我國各個石油級的注水系統(tǒng)不完全相同，各種不同類型的注水系統(tǒng)的效果也不盡相同，高質(zhì)量的注水系統(tǒng)穩(wěn)定運行能夠確保石油開采工作順利進(jìn)行，使石油的開采效率進(jìn)一步增加。所以，注水系統(tǒng)管理內(nèi)容不僅要做好注水系統(tǒng)的管理工作，同時也要對注水系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新管理。運用新的管理方案、管理理念和管理技術(shù)，實現(xiàn)注水系統(tǒng)高效率應(yīng)用的目的，從而保障石油開采的連續(xù)性，擴大石油的開采量，為企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展和經(jīng)濟效益的提升提供相應(yīng)保障。

3.油田注水時期分析

油井注水指的是把質(zhì)量合乎要求的水質(zhì)從注水井注入油層，從而保持油層的壓力，降低井噴或井下坍塌事件發(fā)生的幾率。其主要目的是補充地層能量，提高采油效率。根本上來講，油井注水管理技術(shù)關(guān)系著油田開發(fā)效果的好壞，同時也關(guān)系著油田采油壽命的長短，從整個注水時間來看，可以將注水分為超前注水、早期注水、中期注水和晚期注水，本文簡要介紹不同時期的注水內(nèi)容和注水效果。

（1）超前注水。超前注水是指在采油井采油之前就開始注水，其目的是通過向井內(nèi)注水使地層壓力高于原始地層的壓力，從而使地下油層活躍起來，為油井的原油開采以及輸送做好充分的準(zhǔn)備，是一種驅(qū)替系統(tǒng)的注水方式，廣泛使用于裂縫性油田開發(fā)過程中。通過使用這種超前注水技術(shù)，可以幫助井下壓力較小的地層提高出油產(chǎn)率，避免因石油開采前相應(yīng)地質(zhì)壓力不足導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)坍塌或石油物質(zhì)土層滲透的情況發(fā)生。

（2）早期注水。早期注水是指在油田開發(fā)初期，在井下作業(yè)中同時進(jìn)行注水作業(yè)，通過構(gòu)建完善的注水系統(tǒng)，在打入地層之中的井下注入符合質(zhì)量的水質(zhì)，從而保證地層壓力和油層壓力保持在原始壓力附近，從而避免壓力變化導(dǎo)致地下油層的高低產(chǎn)生變化，從而維持石油開發(fā)的效率，是實現(xiàn)油層壓力穩(wěn)定性的一種注水方式。

（3）中期注水。中期注水介于早期注水與晚期注水之間，是一種在油田開發(fā)過程中所使用的注水方式。其使用場景為地層壓力降到飽和壓力以下時，油層壓力不足導(dǎo)致出油率降低，無法保證出油進(jìn)度，從而需要使用這種注水方式。通過中期注水方法的有效應(yīng)用，在出油比上升到最大之前進(jìn)行注水，使地層壓力提升，提高原油的出產(chǎn)率。

（4）晚期注水。晚期注水是指石油開采階段使用天然能量采油，當(dāng)油層能量顯著不足，油層壓力降低至飽和壓力以下時，使用油藏驅(qū)動方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈿怛?qū)時所使用的注水方式，該方法作為二次采油階段的一種注水措施，是油層開發(fā)過程中由原油開采率降低的情況下所使用的一種注水方法，其優(yōu)點是投資少、見效快、開采石油中的含水量較低，采收效率高。是許多國家現(xiàn)階段油田開采過程中最常用的一種注水方式。

4.油層注水過程中所使用的技術(shù)

在油田的注水過程當(dāng)中，為保證油田注水的質(zhì)量和效果，需要根據(jù)不同場景應(yīng)用不同的注水技術(shù)和方法。本文簡要介紹油田注水技術(shù)類型以及基本方式，希望通過相關(guān)技術(shù)的有效應(yīng)用，提升采油廠注水技術(shù)水平。

（1）空心注水?？招淖⑺侵冈诟鞯貙铀惭b的配水器的中央通道中，從上到下，依次配置具有投撈作用的配水芯子，確保油田開始注水作業(yè)時，能夠利用注水芯子調(diào)節(jié)水流的大小和流速，從而達(dá)到控制水流速度的目的。與其他注水方式相比，空心注水對接簡單，注水量較大且易于控制，是一種性價比比較高的注水措施，整體也具備較高的安全性。但該方法僅適用于分層數(shù)在四層以內(nèi)的油田，在使用過程中需要注意橡膠密封件松脫問題是否發(fā)生，從而降低安全事故發(fā)生的幾率。

（2）同心注水。同心注水是在空心注水技術(shù)的基礎(chǔ)上所發(fā)展出來的一種創(chuàng)新型注水措施，該方法同樣要在配水器中央通道當(dāng)中配備配水芯子，但需要使配水器以及配水芯子保持一體狀態(tài)，從而達(dá)到合理控制分層的目的。相較于空心注水來講，在操作過程中無需開展投撈作業(yè)就可以達(dá)到合理控制水井分層數(shù)的目標(biāo)，同樣，它也具有結(jié)構(gòu)簡單、單層注水量較大的優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于各油田項目的開發(fā)過程中，取得了良好的油田開發(fā)效果。

（3）面積注水。面積注水是一種較為特殊的注水措施及使用原理，是工作人員根據(jù)油田實際分布面積的大小，將油田開發(fā)分為不同區(qū)域。根據(jù)每一區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)壓力的不同，運用油田注水技術(shù)開展小單元的注水，從而提升原油的開采率。在整個過程中，需要使用相應(yīng)儀器，探索原油分布情況，了解油層斷層的信息，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況以及原油分布面積設(shè)定各處點位并進(jìn)行開采作業(yè)，目前這種方法廣泛應(yīng)用于環(huán)境較復(fù)雜，地質(zhì)較特殊的油田開采項目中。

（4）偏心注水。偏心注水作為現(xiàn)階段油井注水效果最好的一種方式，其使用原理是在井下區(qū)域中配置偏心配水器、隔斷器、堵塞器以及水嘴等裝置，當(dāng)油田注水作業(yè)開始時，通過堵塞器的控制調(diào)整水流的分層以及流速，保證不同流程之間注水的流量。

根據(jù)以往經(jīng)驗來看，目前，大多數(shù)偏心配水器中央通道直徑約為46mm左右，該直徑可以有效確保石油通過中央通道，從而開采出來，避免石油通道封堵或阻塞情況發(fā)生，是一種非常理想的注水方式，不會受油層數(shù)量限制，應(yīng)用范圍也比較廣。

5.注水系統(tǒng)管理中存在的問題

雖然采油廠注水系統(tǒng)在一定程度上能夠加快油田開發(fā)效率，提升石油開采質(zhì)量，但是在注水系統(tǒng)的管理過程中仍然存在許多問題，影響系統(tǒng)的工作有效性。本文通過對采油廠注水系統(tǒng)的管理問題進(jìn)行總結(jié)并分析，希望相關(guān)工作人員能夠降低問題發(fā)生的概率，提升注水系統(tǒng)的管理效能。

（1）注水設(shè)備存在質(zhì)量問題。在采油廠注水系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，如果在前期構(gòu)建檢驗當(dāng)中未做好注水系統(tǒng)硬件質(zhì)量的檢測工作，可能會導(dǎo)致部分質(zhì)量不好的設(shè)備進(jìn)入到注水系統(tǒng)的構(gòu)建中。經(jīng)過長時間的使用，不僅會造成設(shè)備部件損壞的情況發(fā)生，甚至?xí)档妥⑺到y(tǒng)的運行穩(wěn)定性，使注水系統(tǒng)在使用過程中因設(shè)備老化、損壞等情況造成安全事故發(fā)生，對操作人員以及管理人員產(chǎn)生相應(yīng)傷害，嚴(yán)重的甚至?xí)氯怂劳觥２粌H會減少企業(yè)的經(jīng)濟收益，同時還會降低采油廠運行效率，對企業(yè)的品牌和名聲會造成一定的影響。

（2）工作人員的管理水平較低。雖然現(xiàn)階段采油廠注水系統(tǒng)管理工作人員均有相當(dāng)豐富的管理經(jīng)驗，也具備一定的管理技術(shù)資格。但是隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)階段注水系統(tǒng)的更新和發(fā)展，使得注水系統(tǒng)有了更嚴(yán)格的運行標(biāo)準(zhǔn)和管理要求，部分年齡較大的采油廠系統(tǒng)管理人員由于學(xué)習(xí)能力下降，對于新的管理知識、管理要求和管理標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)知較低，只能采取傳統(tǒng)的管理方式對注水系統(tǒng)進(jìn)行管理。不僅會降低注水系統(tǒng)的運行效率，同時也會影響石油的開采質(zhì)量，導(dǎo)致系統(tǒng)運行有效性下降，影響企業(yè)的經(jīng)濟收入，降低石油的產(chǎn)出。其次，導(dǎo)致這種情況產(chǎn)生的原因不僅僅是管理工作人員學(xué)習(xí)能力下降，還有部分專業(yè)素質(zhì)較低的工作人員在采油廠工作過程中混日子，本身的技能無法滿足注水系統(tǒng)的管理要求。當(dāng)出現(xiàn)重大問題時，這部分工作人員無法擔(dān)起相應(yīng)責(zé)任，進(jìn)行問題的處理，導(dǎo)致注水系統(tǒng)運行穩(wěn)定性下降，無法正常開展工作。

（3）注水水質(zhì)達(dá)不到要求。在注水系統(tǒng)的運行過程中，為保證石油層的壓力，需要向石油層當(dāng)中注水，降低石油的粘度。為達(dá)到此目標(biāo)，需要使用符合要求的水質(zhì)。企業(yè)為保證資源的利用率，現(xiàn)階段大多數(shù)要求采油廠均反復(fù)利用水資源的方式，進(jìn)行水分的注入。這部分水來自第一次注水之后所產(chǎn)出的油水混合物進(jìn)行分離后所得到的水分。但是如果水的質(zhì)量不高，會影響石油的開采效率。造成水質(zhì)量不高的原因可能是污水處理劑選擇不合適，只能對水資源當(dāng)中的部分污染物質(zhì)做到降解并分離，無法完全凈水。其次，污水處理設(shè)備效率不高，無法在規(guī)定時間內(nèi)將所有油水混合物完全凈化，致使這部分水質(zhì)無法達(dá)到石油注水的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而影響石油產(chǎn)出效率。

（4）缺少相應(yīng)管理機制。每個管理工作人員的管理思想、管理理念不同，會產(chǎn)生不同的管理效果。而石油開采是一項要求較高的工作，所以對于注水系統(tǒng)的管理必須盡可能的嚴(yán)格、統(tǒng)一。由于企業(yè)缺乏對應(yīng)的管理機制，很容易造成管理工作人員在注水系統(tǒng)管理過程中使用不同的管理方式對問題進(jìn)行處理。由于突發(fā)因素等情況的產(chǎn)生，甚至?xí)斐勺⑺到y(tǒng)運行效率下降、運行不穩(wěn)定等情況發(fā)生，對石油的開采會造成嚴(yán)重的影響。

6.注水系統(tǒng)管理優(yōu)化措施

通過對注水系統(tǒng)管理過程中存在的問題進(jìn)行總結(jié)，本文結(jié)合數(shù)據(jù)分析方式進(jìn)行研究，得到對應(yīng)的解決措施。提升注水系統(tǒng)管理水平，從而提高采油廠石油生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟收益。

（1）做好注水設(shè)備質(zhì)量檢驗工作。在注水系統(tǒng)構(gòu)建之前，需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的構(gòu)建材料，管理工作人員需要對所使用的注水設(shè)備硬件進(jìn)行質(zhì)量檢驗，將質(zhì)量不過關(guān)或未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的注水設(shè)備踢出使用名單。只有通過質(zhì)量檢驗的注水設(shè)備，才能夠應(yīng)用到注水系統(tǒng)的構(gòu)建中，提升注水設(shè)備的運行穩(wěn)定性。其次，對于注水設(shè)備運行狀態(tài)，需要每隔一段時間做好相應(yīng)的設(shè)備檢驗。對于注水系統(tǒng)組成中設(shè)備老化、損壞等問題，需要做好修理或更換，提升注水設(shè)備的性能，減少安全事故發(fā)生的概率，使注水系統(tǒng)在石油開采過程中，保障石油產(chǎn)量，提升采油廠的運行效率。

（2）提升工作人員的管理水平。管理人員的水平關(guān)系注水系統(tǒng)管理質(zhì)量能否體現(xiàn)，為達(dá)到此目標(biāo)，需要聘請專業(yè)的管理工程師對現(xiàn)階段企業(yè)單位中的注水系統(tǒng)管理員進(jìn)行教育培訓(xùn)，提升注水系統(tǒng)管理員的管理水平和綜合素質(zhì)。同時，為應(yīng)對注水系統(tǒng)在石油開采過程中的未來發(fā)展需求，單位在招聘管理工作人員時需要做好相應(yīng)的篩選，檢查工作人員的工作經(jīng)驗、工作資歷和工作技能。通過篩選出發(fā)展?jié)摿^大的工作人員并給予一定資源進(jìn)行培訓(xùn)或者教育指導(dǎo)，從而為下一階段注水系統(tǒng)的優(yōu)化和使用奠定良好的基礎(chǔ)。確保注水系統(tǒng)運行問題發(fā)生時，有足夠的工作人員做好問題的解決，提升注水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保障石油開采工作的正常進(jìn)行。

（3）提升注水水質(zhì)。注水系統(tǒng)組成非常復(fù)雜，水質(zhì)對于注水效果有非常重要的影響。為降低石油企業(yè)開采成本，需要采用對應(yīng)的方法提升注水水質(zhì)。通過選擇合理的污水處理劑處理所產(chǎn)生的污水，或者對污水處理設(shè)備進(jìn)行修理或重新購置，保證注水系統(tǒng)所使用的水質(zhì)達(dá)到石油開采的標(biāo)準(zhǔn)，提升石油開采質(zhì)量，降低對環(huán)境的污染。其次，注水系統(tǒng)管理工作人員要做好對水質(zhì)的檢驗，對于水質(zhì)不過關(guān)的水源，要做好相應(yīng)的處理。避免水質(zhì)不過關(guān)的水源注入到石油層當(dāng)中，對石油開采產(chǎn)生相應(yīng)的影響，要嚴(yán)格控制注水量和注水時間，減少工作失誤。

（4）構(gòu)建相應(yīng)的管理機制。管理機制的構(gòu)建可以在一定程度上為管理工作人員的注水系統(tǒng)管理起到一定的指導(dǎo)作用，不僅可以規(guī)范管理人員的管理操作，降低事故安全發(fā)生率，還可以提升企業(yè)石油開采質(zhì)量，保障注水效果，增加企業(yè)的經(jīng)濟收益。

石油單位可以通過參考其他石油開采企業(yè)的管理方法，結(jié)合自身企業(yè)的特點以及相應(yīng)的管理經(jīng)驗，制定對應(yīng)的管理機制，保障管理質(zhì)量得以體現(xiàn)。使注水系統(tǒng)在使用過程中能夠正常運行，提升注水質(zhì)量和效率。

7.結(jié)束語

綜上所述，油田開發(fā)過程中需要注水系統(tǒng)的有效應(yīng)用，提升產(chǎn)量和質(zhì)量。為達(dá)到新時期下注水系統(tǒng)管理標(biāo)準(zhǔn)，需要做好注水設(shè)備質(zhì)量檢驗工作，提升工作人員管理水平，優(yōu)化注水水質(zhì)并構(gòu)建相應(yīng)的管理機制，保障注水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。從而為企業(yè)石油開采質(zhì)量的提升以及未來的發(fā)展做好相應(yīng)的鋪墊。