油田注水工艺及管理.ppt

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1、,油田注水工艺及管理,2008.10 西安,第三部分 油田注水地面工艺流程,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,Internet,第二部分 油田注水水源及净化设备,第一部分 油田注水的重要性,Internet,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,Internet,Internet,Internet,油藏深埋在地下几千米的岩石孔隙中，开采初期，油藏自身具有能量，原油在油藏能量的作用下从孔隙中流动到采油井的井底，从而由泵抽汲到地面。随着油田的开发，油藏能量不断的释放，油井的产量就要下降。为了遏制油藏能量的下降，保证油井的稳产高产，提高最终采收率，我们就要向油藏中注水，通过注水及时的补充油藏

2、能量，用水将岩石孔隙中的原油驱替出来。注水、油藏能量、油井产量三者之间是环环相扣，密不可分的。多年的经验告诉我们：要想油井高产稳产，必须注好水注够水。,第一部分 油田注水的重要性,第一部分 油田注水的重要性,注水与采油之间的关系如图所示，如果注水量、注水强度过大，就会在油藏中形成“指进”，造成油井水淹。如果注入量不够，则地层能量亏空，引起油井产量下降。只有“注好水，注够水”，达到注水与采油的平衡，才能保证油井的稳产高产。,超 注,第三部分 油田注水地面工艺流程,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,Internet,第二部分 油田注水水源及净化设备,第一部分 油田注水的重要性,Intern

3、et,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,Internet,Internet,Internet,第二部分 油田注水水源及净化设备,一、注水水源,油田注水水源可分为地面水源、地下水源和采出水三种。,1、地面水源目前，我国陆地油田所用的地面水源主要有江河水、湖泊水、水库水等。它的特点是：水量充足、矿化度低。但水量随着季节变化较大、含氧量高，同时携带大量的多种微生物、悬浮物和泥沙杂质等。,2、地下水源地下水源是指地下浅层水，一般产于河流和洪水冲击层中，水量丰富，经水文勘探，井队钻探而成。油田目前地下水源的层位是洛河层。,一、注水水源,3、采出水采出水是油层中采出的含水原油经过脱水后得到的。对采出水

4、进行处理和回注，一方面可作为油田注水稳定的供水水源，节约清水；另一方面可以减少外排造成的环境污染。,第二部分 油田注水水源及净化设备,二、水质及标准,1、注水水质 注水水源除要求水量充足、取水方便和经济合理外，还必须符合以下基本要求：（1）水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；（2）水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊；（3）不得携带大量悬浮物，防止堵塞注水井渗滤通道；（4）对注水设施腐蚀性小；（5）当一种水源量不足，需要第二种水源时，应首先进行室内试验，证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可替代注入。,第二部分 油田注水水源及净化设备,二、水质及标准,表 1：油田采出水回注推荐技术指标,第

5、二部分 油田注水水源及净化设备,二、水质及标准,表 2：油田不同层位采出水回注主要技术指标（节选）,第二部分 油田注水水源及净化设备,三、水质超标的危害,1、悬浮物含量悬浮物含量是注入水结垢和地层堵塞的重要标志，如果注入水中悬浮物含量超标，就会堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。,2、含油量如果注入水中含油量超标，将会降低注水效率，它能在地层中形成“乳化段塞”，堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。且它还可以作为某些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞效果。再者，原油采出本不容易，自然不能再注回去。,第二部分 油田注水水源及净化设备,三、水质超标的危害,3、溶解氧溶解氧对注入水的腐蚀性和堵

6、塞都有明显的影响。如果注入水中氧化物含量超标，它不仅直接影响注入水对注水油套管等设备的腐蚀，而且当注入水存在溶解的铁离子时，氧气进入系统后，就会生成不溶性的铁氧化物沉淀，从而堵塞油层。因此，溶解氧是注入水产生腐蚀的一个重要因素。,4、硫化物油田含油污水中的硫化物有的是自然存在于水中的，有的是由于硫酸盐还原菌产生的。如果注入水中硫化物超标，则注入水中的硫化氢就会加速注水金属设施的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵塞。,第二部分 油田注水水源及净化设备,三、水质超标的危害,5、细菌总数如果注入水中细菌总数超标，就会引起金属腐蚀。腐蚀物就会造成油层堵塞；油田含油污水中若大量存在细菌，就会加剧对金

7、属设备的腐蚀，造成油层堵塞。,6.Fe2+和Fe3+离子油田污水中的Fe2+离子结构不太稳定，易与水中的溶解氧作用生成不溶于水的Fe(OH)3沉淀；Fe2+离子还容易与水中的硫化氢发生化学反应，生成FeS沉淀，从而堵塞油层，导致吸水指数下降。,第二部分 油田注水水源及净化设备,四、注入水配伍原则,1、注入水与地层水的不配伍极易产生沉淀常见的注入水与地层水水型有CaCl2、Na2SO4、NaHCO3三种，当两种不同水型的水相混合时就极可能产生沉淀。,常见的反应有：,（1）注入水与地层水直接生成沉淀：Ca2（Ba2、Sr2）SO42-CaSO4Ca2（Fe2、Ba2、Sr2、Mg2）CO32-Ca

8、CO3,第二部分 油田注水水源及净化设备,四、注入水配伍原则,常见的反应有：,（2）水中H2S引起的沉淀：Fe2S2-FeS（3）水中CO2逸出或PH值和温度升高时引起沉淀：Ca2（Fe2、Ba2、Sr2、Mg2）HCO3-Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2 CaCO3 CO2 H2O（4）水中溶解氧引起沉淀：Fe（Fe2）+O2+H2O Fe CO3、Fe(OH)3,第二部分 油田注水水源及净化设备,四、注入水配伍原则,2、注入水与储层的不配伍可能引起的损害（1）矿化度敏感引起地层中水敏性物质的膨胀、分散和运移，C.E.C值（油层岩样的阳离子交换容量）大于0.009mmol/g（按一价离子

9、计算）时，应考虑对储层进行防膨预处理或重新选择水源。（2）pH值变化引起的微粒和沉淀。,第二部分 油田注水水源及净化设备,四、注入水配伍原则,3、注入条件变化引起对地层的损害如速敏引起地层中微粒的迁移和温度压力变化引起沉淀等。,第二部分 油田注水水源及净化设备,四、注入水配伍原则,4、清污混注配伍原则清污混注前应进行结垢计算或可混性试验。主要应考虑防沉淀、缓蚀，杀菌、除氧等。（1）结垢的主要机理 Ca2 CO32-CaCO3Ca2（Ba2、Sr2）SO42-CaSO4（BaSO4、SrSO4）（2）溶解O2、H2S、CO2引起腐蚀溶解氧氧化注水设施，产生Fe(OH)3沉淀；溶解氧有利于好氧菌的

10、繁殖与生长，进而产生大量的堵塞物质。CO2溶于水中降低pH值从而加剧腐蚀。,第二部分 油田注水水源及净化设备,四、注入水配伍原则,H2S在酸性或中性水中生成FeS沉淀，促使阳极反应不断进行，引起严重的腐蚀。（3）细菌堵塞地层 在油田水系统中存在着硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和铁细菌（IB）等多种微生物，这些细菌除自身造成地层堵塞外，还增加悬浮物颗粒含量并增大颗粒直径以及增大总铁含量。,第二部分 油田注水水源及净化设备,第二部分 油田注水水源及净化设备,第二部分 油田注水水源及净化设备,地下浅层水，经水文地质勘探，井队钻探而成，比较经济。地下水经过地下砂层的多级过滤，比较干净，几项水

11、质指标都基本达到要求，个别井的含铁比较高。地下水中铁的主要成份是：二价铁，通常以Fe(HCO3)2形态存在，水解后生成Fe(OH)2，氧化后生成Fe(OH)3，容易产生沉淀堵塞地层。一般在除铁的锰砂过滤器后加一级石英砂过滤器，可以进一步除掉水中的悬浮物固体，这样便于达到清水注水的水质标准，无论是锰砂还是石英砂滤罐都是压力式滤罐。,第二部分 油田注水水源及净化设备,（二）、采出水处理工艺及设备,第二部分 油田注水水源及净化设备,1、采出水处理工艺发展历程及特点,第一阶段：二级沉降除油+石英砂过滤,油田开发初期，原油脱水采用两段电化学处理流程；污水处理工艺采用自然浮升、混凝沉降、压力过滤等流程，采

12、出水主要以排放为主。,第二部分 油田注水水源及净化设备,第二阶段：斜板除油+核桃壳过滤,八十年代中后期，为解决油田采出水的出路，确定了以采出水回注为目标。新的原油脱水流程采用井口加药、管道破乳、大罐溢流沉降脱水；采出水处理采用絮凝沉降、斜板除油、沉降罐杀菌等技术，采出水经处理合格后进行回注。这一流程先在马岭北区投产使用，后在“七五-八五”期间，相继在马岭中区、红井子、油房庄、安塞王窑建成采出水处理及回注（灌）流程。,第二部分 油田注水水源及净化设备,第三阶段：斜板除油+核桃壳、改性纤维球过滤,二十世纪九十年代后期，为适应油田可持续发展的要求，公司加大了油田采出水治理力度，形成两种油田采出水处理

13、工艺技术。,1）、斜板除油+三级改性纤维球精细过滤流程,主要以斜板除油三级改性纤维球过滤絮凝、杀菌处理方法，建成的场站主要有靖三联、杏河集油站、王窑集中处理站等。,第二部分 油田注水水源及净化设备,三级改性纤维球过滤处理流程工艺图,第二部分 油田注水水源及净化设备,通过对靖三联等站点处理水质监测分析，该工艺流程在运行初期，悬浮物、含油等主要控制指标均达到10mg/l以下，运行一段时期后，随着设备过滤精度及能力的下降，处理后的水质指标上升，滤料时有出现污染。,三级改性纤维球图,第二部分 油田注水水源及净化设备,2）、两级核桃壳+两级改性纤维球精细过滤流程,工艺流程：主要是斜板除油两级核桃壳过滤两

14、级改性纤维球过滤絮凝、杀菌技术。,两级核桃壳+两级改性纤维球过滤工艺流程图,1）、除油装置,除油罐 除油罐根据型式可分为：立式常压除油罐、卧式压力除油罐、密闭除油罐。除油罐型式的选用应根据采用的处理工艺流程、含油污水水质、污水中的油品性质、处理规模、处理后水质要求，通过经济比较确定。进入除油罐含油污水的含油量不得大于1000mg/L，粒径大于76m的砂粒含量不得大于100mg/L。否则必须在进入除油罐前增设除砂装置。经除油处理后，污水含油量不大于50mg/L，悬浮固体含量不大于20mg/L。,第二部分 油田注水水源及净化设备,2、主要过滤设备的工作原理,立式除油罐示意图 1进水；2粗粒化滤层；

15、3斜板滤层；4出水；5出油；6集油槽；7排泥。,污水加入混凝剂后，在管道内进行混合，再经进水管以切线方式进入反应筒内，旋流上升进行反应，污水再经上部配水管和喇叭口进入油水分离区。污水再分离区自上而下缓慢流动，靠油水重力差进行油水分离，分离出来的原油浮升至水面流入集油槽，槽内设可调式堰板，控制出水位和油层厚度，出水槽内还设带喇叭口的溢流管以防冒罐。在除油罐内加设斜板，以增加除油面积，加斜板的除油罐称立式斜板除油罐。,第二部分 油田注水水源及净化设备,（2）三级纤维球过滤器油田污水由加压泵提升增压后，从进水管进入滤层上部空间，水流自上而下，经过滤层在流入集水支管，最后汇入集水总管从过滤器出水管流出

16、，进入净化水罐。当滤罐运行一定时间后，因滤层截流了一定量的悬浮物固体颗粒和原油颗粒，导致滤速下降，阻力增大，且严重易造成滤料污染失效结块，水质恶化。所以必须定期进行反冲洗。反冲洗泵将净化水罐中的清水加压，从过滤灌底部的出水管进入，通过集水管和支管，水流自上而下，经过滤层，将滤层中的悬浮物固体颗粒和原油颗粒携带出，然后通过进水旁通反冲洗阀，进入反冲洗回水池。,三级纤维球过滤器,QL型纤维球,第二部分 油田注水水源及净化设备,A:纤维球过滤器的性能指标,QL型纤维球过滤器的技术性能,第二部分 油田注水水源及净化设备,B:纤维球过滤器的作用,采用过滤方法除去油田污水中的含油和悬浮物，一般可分为物理作

17、用和化学作用，从过滤机理来讲，可分为吸附、沉淀和截流等作用。筛滤作用：由于滤层中的滤料空隙大小不一，遇到比空隙大的颗粒时，颗粒就会被截流下来，滤料象筛子一样，将水中悬浮物杂质和原油颗粒截流下来。沉淀作用：悬浮物杂质在滤层中的孔隙内沉淀，并在滤料颗粒上堆积。化学吸附作用：油粒和悬浮物杂质在滤料颗粒表面，因颗粒表面的化学作用而被吸附。物理吸附作用：油粒和悬浮物杂质在滤料颗粒表面，受到静电引力和分子间的作用力而被吸附。,第二部分 油田注水水源及净化设备,2）、加药系统,（两箱四泵）,不锈钢加药罐,控制柜,加药泵,(一箱两泵）,加药泵,不锈钢加药罐,控制柜,第二部分 油田注水水源及净化设备,2）、加药

18、系统,米顿罗泵简介参数,工作原理：电机通过减速箱带动左右两端柱塞上面的隔膜一前一后往复运动。在左右两个泵腔内，装有上下四个单向球阀，隔膜的运动，造成工作腔内的容积的改变，迫使四个单向球阀交替地开启和关闭，从而将液体不断地吸入和排出。,第二部分 油田注水水源及净化设备,2）、加药系统,油田污水处理系统主要投加四种化学药剂：杀菌剂、阻垢剂、絮凝剂、助凝剂,第二部分 油田注水水源及净化设备,2）、加药系统,（1）阻垢剂投加浓度按本站点产进液量的50-80 mg/L连续加入。（2）杀菌剂SW-60和SW-80交替使用，交替周期为15天，投加方式采用冲击式；每天投加量必须在2-4小时内完成，浓度为全天产

19、液量的80-120mg/L。（3）絮凝剂和助凝剂采用连续投加方式，两种药剂不能混用，加药部位不能颠倒。絮凝剂在沉降罐出口加入，药量为每天沉降罐出水量的100mg/L计算，助凝剂在絮凝沉降罐的进口加入，药量按沉降罐出水量的5mg/L计算。,污水处理剂投加要求,第二部分 油田注水水源及净化设备,3）、影响过滤器运行效果的因素,第二部分 油田注水水源及净化设备,干化池处理工艺如下图：它的作用是将反冲洗所带来的油和机杂通过沉淀后处理。,第二部分 油田注水水源及净化设备,第二部分 油田注水水源及净化设备,3、小区块简易流程：简易除油就地回注,工艺流程：含水原油经溢流沉降罐脱水，采出水处理仅设除油罐简易除

20、油后就地回注。采出水由小站直接配注，处理规模在100300m3/d之间。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,Internet,第二部分 油田注水水源及净化设备,第一部分 油田注水的重要性,Internet,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,Internet,Internet,Internet,配水间是用来调节、控制和计量注水井注水量的操作间，主要设施为分水器、正常注水和旁通备用管汇；压力表和流量计。配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种。,单井配水间示意图,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,多井配水间流程也分为带洗井旁通与不带旁通

21、两种。带洗井旁通的设置大一级口径洗井计量水表。配水间可做成撬装式。,1 干线来水压力表；2 总截断阀；3 注水支线截断阀；4 注水水表；5 注水控制阀；6 注水压力表；7 注水井口装置；,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,注水泵分水器注水干线支线单井或多井配水间注水单井。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,2、注水站工艺流程,注水站的主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。注水工艺流程必须满足：注水水质、计量、操作管理及分层注水等方面的要求。工艺流程：来水进站计量水质处理储水罐进泵加压输出高压水。水源来水经过低压水表计量后进入储水大罐。一般每座注水站应设置不少于两座

22、储水大罐，其总容量应按最大用水量时的4-6小时设计。,注水流程要求：1、满足油田注水开发对注入水水质、压力及水量的要求；2、管理方便、维修量小、容易实现自动化；3、节省钢材及投资、施工量小；4、能注清水和含油污水，既能单注又能混住。；,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,（1）单干线多井配水流程。,注水站,3、注水系统工艺流程,水源来水,配水间,配水间,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,（2）单干线单井配水流程。,3、注水系统工艺流程,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,（3）注水站直接配水

23、流程。,3、注水系统工艺流程,注水站,水源来水,至注水井,至注水井,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,（4）双干线多井配水流程,3、注水系统工艺流程,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,注水井是注入水从地面进入地层的通道，它的主要作用是：悬挂井内管柱；密封油、套环形空间；控制注水和洗井方式，如正注、反注、合注、正洗、反洗和进行井下作业。除井口装置外，注水井内还根据注水要求（分注、合注、洗井）下有相应的注水管柱。,4、注水井井口工艺流程,250型老式注水井口,注水井口流程图,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,有卧式三柱塞和卧式五柱塞

24、两种，其结构与工作原理相同，只是工作缸数不同而已。柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分构成，并附有皮带、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等构成。动力端：由曲轴、连杆、十字头、浮动套、机座构成。液力端：由泵头、密封函、柱塞、进液阀和出液阀构成。,三缸单作用电动柱塞泵,5、注水主要设备-柱塞泵,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,柱塞泵机组性能表,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,主要性能参数,柱塞泵的主要性能参数有排量、有效压头、有效功率、轴功率、效率等.,1、理论排量所谓理论排量就是指泵单位时间内不考虑漏失、吸入不良等因素影响而排出的体积量

25、，理论排量又分为理论平均排量和理论瞬时排量两种。理论平均排量 Q理平=mFSn/60 式中：Q理平理论平均排量，m3/s；m 多缸泵的缸数；F泵活塞的截面积，m2；S活塞冲程，m；n冲数，次/min。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,主要性能参数,瞬时流量瞬时流量就是指泵在某一瞬时（或曲轴转到某一角度时）所排出的液体数量。以Q瞬时表示。实际平均流量往复泵实际排出液体的体积要比理论上计算的体积小。因此在单位时间内泵所排出的真实液体量称为实际流量。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,主要性能参数,2、泵的有效压头单位重量的液体通过柱塞后获得的能量称为压头或扬程。它表示柱塞泵的扬水

26、高度，用H表示，单位是米（m）。柱塞泵的有效压头可表示为：H=p表/+p真/+(V2排-V2吸)/2g+H0 式中：H泵的有效压头，m；p表泵出口的压力值，Pa；p真泵进口的压力值，Pa；液体的重度，N/m3；V排排出管的液体流速，m/s；V吸吸入管的液体流速，m/s；H0泵吸入口与出口的高程差，m。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,主要性能参数,3、功率和效率泵单位时间内所做的功称为泵的有效功率N；泵的有效功率表示泵在单位时间内输送出去的液体从泵中获得的有效能力。N=HQ/1000 式中：N泵的有效功率，kW；液体密度，kg/m3；H扬程，m；Q液体流量，m3/s。,第三部分 油田

27、注水地面工艺流程及主要设备,主要性能参数,3、功率和效率泵的输入功率为轴功率N轴，由于泵在工作时，泵内存在各种损失，轴功率与有效功率之差为泵内损失功率，损失功率的大小用泵的效率衡量。因此泵的效率等于有效功率与轴功率的之比，其表达式为：=N/N轴100%式中：N泵的有效功率，kW；N轴泵的轴功率，kW；泵的效率，%。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,柱塞泵的使用及维护,1、柱塞泵的操作使用开泵前的准备。往复泵在开泵前必须检查泵和电机的情况。例如，活塞有无卡住和不灵活；填料是否严密；各部连接是否牢靠；变速箱内机油是否适量等。尤其重要的是，开泵前必须打开排出阀和排出管路上的其它所有闸阀，如

28、回流，不能带压起泵。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,柱塞泵的使用及维护,2、运转中的维护往复泵在运转过程中禁止关闭排出阀，由于液体几乎是不可压缩的，因此在启动或运转中如果关闭排出阀，会使泵或管路憋坏，还可能使电机烧坏。在运转过程中应当用“听声音、看仪表、摸电机温度”的办法随时掌握工作情况。同时要保证润滑良好。,第三部分 油田注水地面工艺流程及主要设备,第三部分 油田注水地面工艺流程,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,Internet,第二部分 油田注水水源及净化设备,第一部分 油田注水的重要性,Internet,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,Internet,Int

29、ernet,Internet,一、油田注水工艺技术指标,1、配注合格率配注合格率是指注入水量与地质配注相比较，注入地层水量合格井数与注水井开井总井数之比。,计算公式,公式说明,单井月平均注水量不超过配注量的5，不低于配注量的10的注水井算合格井。月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,一、油田注水工艺技术指标,2、分层配注合格率分层配注合格率是指分层注水井注入水量与地质配注相比较，注入地层水量达到地质配注要求的层段数与油田分注井实际注水总层段数之比。,计算公式,公式说明

30、,分层段的注水量不超过层配注量的10的层段为合格层段。分注井每个季度进行一次调配注，月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,一、油田注水工艺技术指标,3、注水系统单耗注水系统单耗是指每向地层注入一方水的耗电量。,计算公式,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,一、油田注水工艺技术指标,4、注水系统效率注水系统效率是指注水系统电机效率、注水泵运行效率与注水管网平均运行效率之积。,计算公式,注=123,式中：,1拖动注水泵的电动机平均运行效率（）；2注水泵平均运行效率（

31、）；3注水管网平均运行效率（）。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,一、油田注水工艺技术指标,（1）注水泵效率,计算公式,式中：,注水泵效率，%；注水泵的流量，；注水泵轴功率，kW；注水泵进口压力，MPa；注水泵出口压力，MPa。,（2）、注水管网效率,计算公式,式中：,。,；,第i口注水井注水量，,注水管网效率，%；,第i口注水井井口压力，MPa；,第i台注水泵出口压力，MPa；,第i台注水泵流量,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,二、注水井分层注水工艺,1、油套分注工艺技术优点：操作简单、施工容易缺点：一是只能分注两层，且井下封隔器失效后地面不易判断；二是如果注入水质易结垢

32、很可能导致下次起钻卡钻；三是由于套管环空注水是一个动态的注入过程，对套管的损伤大。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,2、双管分注工艺技术优点：可以实施两层分注、易调配控制水量。缺点：一是只能分两个层段注水,如果超过了两个层段,则无法进行分层注水；二是注水井无法进行每月一次的维护性洗井管理,井筒内的垢、铁锈、杂质等脏物无法冲洗出来,容易造成脏物堵塞油层,对于结垢严重者,易发生井内工具及管柱被卡造成大的事故。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,3、单管封隔、配水器多层段注水 优点：可以实施两级或以上分注、可以定期洗井、可以任意调配更换水咀、

33、封隔器密封好、管窜设计合理，管理方便。缺点：调配前必须洗井，必须使用专门的调配工具，且调配工作量大，为防止水井结垢必须定期洗井，生产管理难度大。,偏心分层配水工艺流程图,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,封隔器材质要求：中心管35CrMn、洗井阀13Cr、接头40Cr。制作工艺要求：采取热处理调质、镀铬、镍锌复合镀。,封隔器性能参数,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,封隔器施工方式坐封：打开套管闸门,从油管内憋压

34、额定座封压力（内外压差15MPa），封隔器即可坐封，此时，由于封隔器的自锁结构作用，放压后，封隔器不能自动解封。洗井：油套环空进液，经封隔器洗井通道，至油管鞋单流阀从油管内通道返出地面,完成反循环洗井。解封：作业时，卸去井口，缓慢上提油管柱约半米，正转油管1215圈，封隔器即可解封起出。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,配水器采用偏心配水器，总长1.03m、外径114mm、内通径46mm、两端由油管扣连接。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,偏心投捞器偏心投捞器（简称投捞器）与打捞器和释放器组

35、成，投捞器下端连接释放器，即可将配水器中的堵塞器送到井下目的层的配水器内，投捞器下端连接打捞器，即可将井下目的层的配水器中的堵塞器捞出来。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,管柱组合采取底筛堵+配水器+封隔器管柱组合，封隔器位于实施分层注水油层之间，配水器正对分注层段，下部为球座+眼管+堵头组合。该管柱组合可以在反洗井时防止大颗粒机械杂质进入球座导致管柱失效。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,投捞测试工艺,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,注水井分层注水工艺,偏心分层注水工艺简介,测试

36、工具优选：在测试实践中主要使用机械流量计、超声波流量计,经过现场试验优选超声波流量计做为主要测试工具。机械流量计：优点：使用方便，可以满足分层测试需要。缺点：现场不能回放测试数据、解释时必须核对标准模板，由专业技术人员解释，使用比较麻烦。超声波流量计：优点：现场可以回放测试数据、可现场解释注水量，使用简单明了、操作方便、可与计算机对接。缺点：必须专人保管、及时充电。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,目前偏心分注工艺存在的问题:调配工艺复杂。各层注水量调节主要通过频繁投捞、测试和更换水嘴来实现。分注井投捞、测试工作量大、费用高。由于投捞调配对井筒状况的要求很高，一旦管柱有结垢、腐蚀等问

37、题就必须进行检串作业，费用较高。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,压控分注工艺：将偏心分注工艺中偏心配水器改为压控开关。通过注水井井口人为制造压力波来控制各层开关开启的大小，实现各层精确注水。,优点：可以直接通过地面人为制造压力波来调节各层注水量，减少偏心分注频繁投捞、测试的工作量。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,降低注水管网压力波动对单层吸水量的影响,恒流量配水工艺,当压力P1增加（减小）时，流过水嘴的流量会增加（减小），此时在水嘴的节流压差进一步增加（减小），导致“节流锥”移动，进一步关小（开大）“出口”，使得P 2与P 3的节流压力进一步增加（减小）。当“节流口”的

38、“出口”节流损失（P2P3）达到一定值后，流量趋于稳定，最终达到一个稳定的注水流量。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,水源井必须安装产水量水表，每天录取一次产水量。如果出现水量急剧变化时，应立即停泵停抽。泵工作时的电压应符合（380-400V）要求，电机不能缺相。建立单井产水量台帐，记录水表读数、泵的电流、电压、及井口压力，每8小时详细记录一次。上修完开抽井必须首先井口排液，并化验水质，直至井口水质合格后方可进入外输管线。资料室建立水源井生产水日报，填写产水量、产水压力、电潜泵型号及有关数据，同时每月出水源井综合记录。长关水源井每月活动一次电潜泵，出水从排污口放掉。,三、油田注水管理

39、制度及要求,1、水源井的管理,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,供水站建立收水、输水、存水及相应记录，并认真填写供水站综合运行记录，必须确保资料的全准率。供水站保证有备用泵，确保供水连续平稳。供水站源水罐每5天排污一次，并在规定的取水样点取水样化验。正常的生产过程中，供水站严禁跑冒滴漏现象，岗位员工每周必须上水罐检查隔氧气囊，并作好记录。供水过程中，所供水量必须能满足注水站的注水需求。,三、油田注水管理制度及要求,2、供水站管理,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,确保注水设备完好，认真填报注水日报、注水站综合运行记录、设备运转记录、加药记录、用电记录、交接班记录，建立巡回检查图

40、、站内流程图，健全岗位责任制和操作规程。严格控制所管配水间、注水井的注水压力和注水量。按操作规程严格管理精细过滤器，确保水质合格。PEC烧结管精细过滤器要在进出口压差低于0.2MPa下工作，在进出口压差不大于0.2MPa时，每周必须反吹扫一次，只要烧结管过滤器进出口压差不小于0.2MPa，必须立即采取反吹扫或气液混吹扫和化学在生等方法来减小压差，以确保水质合格，延长使用寿命。注水站源水罐每5天排污一次，并上罐检查隔氧气囊是否完好，并在规定取样点取水样化验。,三、油田注水管理制度及要求,3、注水站的管理,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,按要求建立、建全注水台帐，填写注水日报表报要求：及

41、时、准确、整洁。按配注要求平稳注水，偏差量不得超过配注量的5。为确保注水系统压力平稳，严禁以任何理由在配水间放水泄压。配水间必须经常与所辖注水井岗位员工联系、掌握注水情况。分水器压力低，导致部分高压力注水井注不进或注不够时，岗位员工必须及时上报。,三、油田注水管理制度及要求,4、配水间的管理,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,井口不刺、不漏、不渗，压力表及压力值正常。井口闸阀等完好，井口卫生清洁。认真执行开注井或停注超24小时井开注必须洗井制度。对于注水压力上升或注水量明显下降井必须汽化水洗井。单井每天每两小时录取压力数据，不正常情况每两小时加密录取一次，并作好记录。对注水井不正常的情

42、况，各分区资料室收取数据后，由分区技术员与作业区技术员一同分析原因，提出措施建议。每5天取样化验一次，化验室做样准确规范无误。,三、油田注水管理制度及要求,5、注水井的管理,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注水井汽化水洗井工艺,理论依据,（1）气体到井底后优先饱和油层近井地带，使洗井过程中洗出的污物不易直接进入油层，防止在洗井过程中油层漏失，被井底污物污染。当套管口放喷后由于井底压力降低，近井油层附近饱和的气体会“反吐”，可携带出地层污染物，达到清洁油层的目的。（2）混气水产生低密度洗井液，在高速流动状态下，冲刷能力、悬浮携带能力极强，可彻底清洁井底污物并

43、带出井底举出地面。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注水井汽化水洗井工艺,（1）按如上图所示，连接井口流程、并紧固井口各部连接点，合理安全接好排污管线，井口改旁通排污流程。（2）在注水站配制浓度为0.3%的活性水60m3，改洗井流程供水冲洗地面管线，排量20m3/h。,注水 井口,压风车供气,套管排污,排污池,油管供水,油管测试头,施工步骤,阀1,阀2,阀3,阀4,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注水井汽化水洗井工艺,注水 井口,压风车供气,套管排污,排污池,油管供水,油管测试头,施工步骤,阀1,阀2,阀3,阀4,（3

44、）待管线冲洗干净后，联系注水站停止供水，关闭井口注水闸门，从测试头向井内供气，并打开套管闸门放空。（4）待供气压力达到设计要求后（新投注井2.0MPa，转注井压力在3.0MPa，不可大于4.0MPa），联系注水站以20m3/h的排量洗井，并控制套管闸门，观察井口压力，因为放喷过程中出口气量大，流速快易发生危险。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注水井汽化水洗井工艺,施工步骤,（5）大约40分钟后，套管开始有返出物，返出物依次是石油气油油气（含压缩空气）油泥浆污水混气清水。全过程中严格监控水量、气量及返出物情况，中途不得停水、停气，（6）待进出口返出水质一样

45、后，停压风机继续向井内供水，出口放空。10-15分钟后，联系注水站停注，关注水闸门，出口继续放空，直到出口压力为0。（7）打开测试闸门将防膨剂倒入井内，一般油层厚度小于5m的井加300kg药，对于油层厚度大于5m的井加400kg药。（8）联系注水站、配水间改好流程，正常注水，前三天按70m3/d，三天后按地质要求注水。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注水井汽化水洗井工艺,（1）、供气、供水时机的选择供水量过大供气量小时，洗井液密度大，井底压力高，洗井过程中的井底泄压时间短、压差小，油层“反排”强度弱，清洁污染能力差。另外，洗井液流速慢，携砂能力弱，洗井效

46、果差；供水量小，供气量大则使洗井液密度过小，失去携污能力，井口放喷气量大，易发生危险。（2）、供气时的压力控制靖安柳69-36 井现场施工中，供气压力1.5MPa，供水排量22m3/h，结果4小时井口不返水，分析原因地层能量低，漏失量大。在以后的施工中，将供气压力提到3.0MPa，使混气液充分饱和能量亏空的地层，在油层“孔道、孔喉”处形成“气塞”，将洗井液和油层渗流孔道有效隔开，防止漏失。,注意事项,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注水井汽化水洗井工艺,（3）、洗井方式的选择按正常洗井规程，要求正注井在洗井过程中必须遵循“正洗反洗正洗”的原则。但经过一年多

47、的实践认为，投转注井和常规注水井洗井有不同思路。因为地层能量贫乏，再采用“正、反、正”的循环洗井方法，只能造成更大的漏失和地层污染，所以我们采用单循环的正洗井方法。,注意事项,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,三、油田注水管理制度及要求,注不够或注不进的处理,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,对长期注不够、注不进的水井，根据具体的原因，采取措施清洁井筒（或检串）、酸化增注、提压增注（系统压力）。对分注井，按注水压力变化和分层测试水量情况，定期的验证封隔器及管串的完好性，对分注失效井及时进行检串。,三、油田注水管理制度及要求,节能降耗,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,1

48、、设备节能,注水站安装注水泵变频柜,注水泵变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，是先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。从而根据注水量和压力的需要，来控制电机的转速，起到节电的目的。如：在盘古梁油田盘一注安装的一台三菱SKD-185-2变频柜 年节电约366100度，年节约电费22.7万元。,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,2、系统节能,盘古梁油田（线状）注水流程图,“线状”或“环状”注水工艺流程就是将几个注水站连成一条线或首尾相连形成环状。这样形成了压力和水量互补的注水模式，有

49、效的提高了注水系统效率，节约电能。,第三部分 油田注水地面工艺流程,第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度,Internet,第二部分 油田注水水源及净化设备,第一部分 油田注水的重要性,Internet,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,Internet,Internet,Internet,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,LSH系列电子水表主要是利用叶轮旋转时角速度与流速成正比的原理，水流从水表进口端进入，经整流后冲向叶片，使叶轮旋转。叶轮的转动通过叶轮轴上端环形磁钢，把磁力传递给隔板上侧的磁传感器，磁传感器感应出的频率信号经过放大、滤波、整形、脉宽处理等电路后以方波信号输出。该

50、信号送给智能型流量显示器或CMOS电路显示器，分别显示累积流量和瞬时流量。,一、LSH系列角式电子水表,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,LSH(老上海)系列电子水表属于速度式流量仪表，由流量变送器和流量显示器两部分组成。主要用于油田高压注水、低压给排水和其它工业用水的计量一般分为角式和水平式两种，常用的口径有25mm、32mm、40mm、50mm、65mm、80mm、100mm等。,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,二、GLZ系列高压稳流阀,第五部分 油田注水常用仪器仪表及标定,当被测介质流过自控仪时，带动叶轮旋转，在一定的流量范围内，叶轮的转速与流量成正比，叶轮的转动使叶片依次接近