油氣田開發分層注水工藝技術現狀與發展

李秀，劉成文，張鵬 (.延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西 榆林 78500；.中國石油測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

開發層系的設計內容主要指的就是統一注采井網下，縱向上包括了所有的油層。因為各個油層都具有獨立性的特點，而且具有密閉式的儲油體，在形成油層的過程中，會因為條件等內容的不同，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，油井合采的過程當中各層的流壓是相同的，導致低滲透層生產壓非常小，從而對低滲透層的生產壓差產生一定的影響。如何讓各流程都能夠按照配注量合理均勻地進行注水，大幅度地提升油層的水驅油效率，分層注水技術應運而生，也迅速受到了國內與國外油田企業的廣泛關注與重視。

2 油氣田開發分層注水工藝技術的現狀

2.1 橋式偏心分層注水工藝

通過對橋式偏心分層注水工藝進行細致的分析和研究，現實中此工藝方式主要是由偏心主體、連接結構、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常規的配置設備當中增加了橋式通道。通過對配水器內部的主體部分進行研究，發現其中有著一個直徑為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。周圍的五個橋式流通通道，主要的作用是為了用于測試儀的測量管徑。

2.2 補償自驗封分層注水管柱

管柱主要是由補償器、自驗封封隔器等專業配套工具共同組合而成。此補償器能夠有效地補償由坐封壓力所造成的管柱伸長情況，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 長效防蠕動管柱

長效防蠕動管柱主要是由防蠕動器、空心配水器、沉砂式底球等共同組合完成。其主要的技術特點就是通過應用池管柱，能夠有效地減少和降低壓力和溫度變化過程當中所產生的管柱伸縮情況，對管柱的受力條件能夠有效改善，延長封隔器和井下使用工具的使用時間和壽命。

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償器、液壓扶正器等各部門共同組合完成。此管柱設計當中包括了單項注水閥，可以有效地避免地層反吐出砂問題，還能夠與注水、洗井、防砂等工藝所提出來的不同要求相符合、相一致。

3 在復雜情況之下的分層注水工藝

想要將這些具有復雜性特點的油田問題妥善解決，就需要對新工藝進行不斷開發，并且需要運用分層注水工藝，按照油田的不同情況來設計出分層注水工藝技術。第一，注聚轉后續水驅油藏。通過對這類油田進行研究，發現其存在著油藏出砂、返吐吐聚等問題，所以現階段幾乎都會運用高耗水層流量識別、分層防砂等技術的集成工藝來妥善解決。第二，斷塊油藏。這一類的油田幾乎都會存在著細分后層間差異問題，并且還具有大壓差井增多的趨勢。為了將此問題解決，可以運用密閉式的錨定管柱、小流量大壓差配水等技術解決[1]。

4 油氣田開發分層注水工藝技術發展的趨勢

4.1 分層注水防砂專業技術

工作人員在進行采油的過程中，容易會遇到出水概率非常大的油藏。所以在對地層進行注水、泄壓的過程中，極有可能會出現出砂或者是返土等現象，導致水嘴失去自己的作用，無法進行有序的排水，就連管柱也被埋入到了砂體當中，沒有辦法再繼續工作。現階段分層注水防砂專業技術幾乎都會用在海上油田，陸上運用分層注水防砂專業技術的油田并不是很多。

陸上油田幾乎將自己關注的重點放在將偏心注水工藝作為分層注水的重要工藝。國家的分層注水防砂專業技術的發展方向，主要是讓分層注水防砂專業技術更適合用于偏心注水管柱的防砂工藝。專業的設計工作人員通過對偏心配水器的設計進行分析和研究，之后對其進行升級，在工作筒當中加入了一個單流閥結構，主要起到了防砂的效果。當工作人員在進行注水的過程中，彈簧就會受到壓力而出現收縮的狀態，水會慢慢經過單流閥流入到地層當中去。當工作人員停止注水這一工作之后，地層液流也不會出現回流等問題。在進行井筒清潔整理的過程中，有時會出現短路等問題，這時專業的設計工作人員在注水管中因為加入了單流閥結構，所以能夠有效地減少短路問題出現的可能與幾率，而且還能夠進一步提升洗井的效果。

此外，油氣開采企業還需要對出砂注水井的管理工作加強關注與重視，那些非常容易出現砂的注水井，工作人員還需要制定出完善的預防方法與策略，加大對注水的管理力度，應用正確規范的操作方法，確保注水的平穩性，減少注入層出現返吐問題。

4.2 大斜度井分層注水作業技術

通過對一些油井的狀態進行研究，發現有些油井與底面并非處在了垂直的狀態，而是存在著一定斜度的。其中有一些油井，因為斜度非常大，所以對注水的效果產生了不同程度的影響。因為受到了井斜的束縛，所使用的時間會非常的短，專業的工作人員也無法進行測試工作，導致調試的效果偏低。經研究分析后發現，傾斜的高度不高于50度，那么施工人員可以運用偏心分層注水技術對其進行專業的測量，并且對偏心定量分配注水水管進行雙導向錨定，將管柱的位置進行扶正，防止管柱在井中出現震動或者是晃動的問題。

此外，如果經過專業的分析之后，發現油井的斜度非常的大，再應用普通的工具極有可能到不了放置的指定位置，并且對工作人員的工作效率產生一定的影響。所以，偏心注水工藝并不適用于加入到大斜度井工作當中去。因此，大斜度井分層注水技術的開發應向著同心向的方向所發展和前進，并且還需要增加橋式通道，進一步提高調試過程中注水的流通能力。因此，工作人員需要從以下方面進行研究，不斷鉆研和努力開發出適用于大斜度井的分層注水工藝：第一，可以運用同心對接的方法，將橋式同心配水器與井下測調聯動儀完美地融合在一起。與偏心注水技術進行科學、合理地比較后發現，此對接方式能夠有效地讓測調聯動儀器與配水器的連接更加簡單，而且在大斜度井中的應用也非常便捷。第二，設計工作人員還可以在配水器當中加入橋式通路設計。當工作人員在進行測量與調試的過程中，橋式通道就能夠有效地發揮出作用，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的在線監測。第三，還需要縮減測調儀的實際長度，讓測試儀在井中作業的過程中更加靈活方便，以此來滿足大斜度井分層測試所提出來的不同要求[2]。

4.3 深井與高溫高壓井分層注水專業技術

伴隨著科技高速的發展，我國的深井與高溫高壓井的數量正在不斷增加中。據了解，油田當中所運用的管柱工具和專業的測試儀器已經無法再適用于現階段的深井和高壓深井中。因此，需要專業工作人員在工作中不斷總結和學習，開發出與深井和高壓深井相符合、相一致的分層注水專業技術。

現階段國家的深井與高壓深井在其開采的過程中，會遇到些許的問題，即深井與高壓深井當中的分層注水程度偏低。分層注水層數一般在3層下方，施工人員幾乎都會運用鋼絲進行測量與調試的工作方式，極有可能造成調試與測量的工作效率偏低，而且應用的規模有所限制。此技術還不是非常的健全與完善，依舊處在實驗的過程中。所以，設計工作人員需要設計出具有高溫性特點的電纜直讀測調專業儀器，并且電纜直讀測調專業儀器能夠承受的住不低于150 ℃的高溫，這樣才能夠進一步地提升測量和調試的水平。

4.4 分層注水工藝技術未來發展方向

伴隨著油田注水開發進入到了后期階段，一些流程已經處在了高含水的狀態當中，應該運用怎樣的方法才能夠適應油田注水開發的需求，繼續能夠注好水，保持地層壓力，是每一位相關工作人員最亟待解決和值得深思的問題之一。第一，加大對注水水質處理工藝的分析和研究力度，減少因為水質不合格問題導致井下管柱出現腐蝕和結垢問題，有效延長洗井解堵的時間；第二，不斷地對分層注水工藝技術進行分析和研究，需要對高壓低滲透油藏等特殊油層的分層注水技術進行科學的研究，將現階段所存在的注水管柱結構非常單一等問題妥善地解決；第三，加大對采油井科學、合理調整進行研究，并且有針對性地對注采比進行科學、合理的調整，還要對單井注水量進行調節，節約注水成本的支出，大幅度地提高原油開采的效率[3]。

5 結語

綜上所述，通過對分層注水工藝技術分析和研究，發現其可以大幅度地提升油田開采過程中的效率，對保證油田穩定生產等方面有著非常重要的作用和意義，幫助油氣田開發能夠有序、順利進行，還可以有效減少油氣田在開采過程當中所遇到的一些問題。