采油工程中的水平井注水工藝研究

高飛，鄭立軍，錢德瑞，劉勃(長慶油田分公司第一采油廠安塞采油廠，陜西 延安 717500)

0 引言

油田進行開采時需要進行注水操作，并且需要嚴格對注水過程進行控制，這樣才能使油田含水量不會超標，不會對采油過程造成影響。油田注水是一項必要的操作，可以有效地保證油層的壓力，避免采油過程中導致油層出現塌陷，保障采油過程更加的安全，使采油工作能夠順利進行。

1 采油工程中水平井注水工藝的優勢

1.1 注水井段長

采用水平井注水工藝可以使注水井段得到延長，提高油井注水的效率，使注水工藝能夠更好地發揮作用。注水井段延長后主要具有如下好處：首先，可以增加注水面積，使注水量能夠得到提高，這樣可以提高注水滲透的效率，使水分能夠更好地分布在油井中，降低油井壓力對注水過程的影響；其次，可以提高油井的吸水能力，對油井內部的壓力進行有效地控制，為注水過程提供良好的條件，使注水工藝更加地具有效率；最后，有利于對水驅波及系數進行控制，使油井壓力的分布合理，保障水流可以在油井中更好地流動，進而提高注水速率[1]。

1.2 熱裂縫豐富

熱裂縫是油田中的重要結構，可以為油井的滲透性提供保障，降低油井內部壓力對油田注水過程的影響。通常情況下，熱裂縫的數量越多，油井的滲透性也就越好，油田注水過程也就更加地順利。由于水平井注水工藝使得注水井段得到延長，這樣便可以使同一井段內熱裂縫的數量增多，可以有效地改變油井的滲透性，進而提高油田注水的效率。此外，可以通過注水工藝額外增加熱裂縫的數量，為此需要將水流垂直進行注入，這樣便可以主動形成熱裂縫，使注水效率能夠得到進一步提高。

1.3 近線性驅動

通過線性驅動方式可以提高油田的開采效率，使油田注水過程更加地順利，降低復雜環境對油田開采過程的影響。通常情況下，由于油層環境較為復雜，線性驅動開采過程很難得到滿足，會給油田注水過程帶來較大的困難，因此需要對油田的線性驅動狀況進行改變。通過水平井注水技術可以將油田的驅動模式轉變為近線性驅動，使油田的開采效率能夠得到有效地提高，并且開采過程也易于控制。

1.4 滲油均勻性好

通過水平井注水工藝可以使滲油具有良好的均勻性，使油井之間滲油處于均衡狀態，進而保障油田注水過程能夠更好地進行推進。實施水平井注水過程中，注水壓力值之間不會重合，這樣可以在很大程度上提高滲油壓力分布的均勻性，使滲油效果利于控制，進而保障油田注水過程能夠順利地進行。因此，水平井注水工藝具有顯著的優勢，在提高油田開采效率的同時，可以降低油井開采的難度，為企業節約大量的成本。

2 采油工程中水平井注水工藝分析

2.1 注水方案選擇

實施水平井注水工藝前，需要對注水方案進行選擇，避免注水過程中導致油層發生破裂，保障注水工作能夠順利地開展。而且，注水過程中還要對注水壓力進行控制，使壓力能夠迅速地恢復，使油層壓力能夠保持平衡。

2.1.1 最大注水壓力

最大注水壓力由油層破裂壓力決定，需要通過計算來實現，計算方法可由式(1)表示：

式中：ΔPi為保險壓差，取值為1.6 MPa；Dw為水的密度，取

1.0 g/cm3。

將求得的結果與注水方案進行比較，使注水方案的選擇更加地具有合理性[2]。

2.1.2 壓力恢復速度

油田注水過程中伴隨著壓力的變化，將會對油田開采過程造成影響。為了對這種影響進行有效地控制，需要對壓力恢復速度進行分析，使其能夠處于合理的恢復速度范圍內。由于油層存在著一定的差異性，油田的恢復速度往往是不同的，需要通過油層壓力對恢復速度進行評估，進而使分析結果更加的準確。通常情況下，可以按照如下規則對壓力恢復速度進行判斷，假設地層壓力為Ps，原始地層壓力為Pps，可以由以下關系來確定壓力恢復速度。當Ps≈Pps×50%時，壓力恢復速度在1～1.5 MPa/a之間；當Ps＞Pps×50%時，壓力恢復速度在0.5～1.0 MPa/a之間；當Ps＞Pps×80%時，壓力恢復速度在0～0.5 MPa/a之間。通過上述方法，可以較為準確地對壓力恢復速度進行判斷，使壓力恢復速度處于穩定的范圍內，防止壓力恢復過快對油層的穩定性造成影響。

2.2 確定注采比

為了保障油田開采指標的合理性，需要對注采比進行分析，這樣可以使油田開采過程更加地穩定，同時使采油效率得到保障。注采比的確定方法有兩種：一種是開發指標對比法。使用該方法時，需要對過去的采油數據進行整理，對歷史數據進行全面地了解。接著，再對各項指標進行分析，如：產油率、含水率等，這樣可以為注采比的計算提供重要的參考，使計算結果更加地精準。另一種是綜合井組提升法，需要結合注水操作和產油率進行分析，同時結合采油數據對注水過程形成清晰的判斷，這樣可以使注采比與實際采油狀況更加地貼切，為了油田注水過程的合理性提供重要保障。通過上述方法，可以在很大程度上提高油田注水的精度，采用合理的注采比使采油過程具有良好的合理性。

2.3 分層注水技術

為了保障油田具有良好的注水水平，需要采用分層注水技術，對油田含水率進行有效地限制。采用油田分層注水技術后，可以對油層進行分段，再對每段的注水過程進行分析，使注水過程更加地具有層次性。通過這種方式，可以將整體控制劃分為多個注水段組成的局部控制，使注水速度和壓力之間的關系能夠更好地進行把握，保障注水過程能夠順利地進行。此外，為了使注水精度更加地準確，需要注重電子計量設備的應用，這樣可以提高注水量的控制效果，逐層對各個分段的油田注水過程進行控制。

2.3.1 地面分注

地面注水工藝實施過程中，需要將分注器和電子流量計設備分別安裝到井口預留中心管、油管、套管等入口位置，以此來對注水過程進行控制，并且可以期待良好的控制效果。電子流量計設備可以有效地對壓力和注水量的關系進行分析，對注水量進行準確地確定，進而對注水壓力進行合理控制，防止注水壓力過大的情況出現，對油田含水率的控制造成影響。注水量需要通過分注器進行控制，主要由注水器的水嘴結構來實現這一過程。通過水嘴直徑的控制可以對注水量進行有效地調節，使得各個底層的注水量更加地精確，進而保障地面分注過程能夠順利完成。在實施地面分注之前，需要做好注水設備的調試工作，保障分注器等設備能夠穩定地運行，尤其是在注水精度控制方面，需要嚴格進行檢測，進而使注水精度能夠滿足要求。

2.3.2 井下分注

井下分注過程較為復雜，需要注水器、封隔器、采集設備等多種井下設備來實現，為井下分注過程提供重要保障。通過采集設備可以對井下信息進行采集，如：流向、壓力、溫度等，可以對井下環境實時進行監測，保障井下注水工作的效率和安全性。通過注水器可以實現井下分注的過程，能夠對注水精度進行有效地控制，使注水作業能夠順利地完成。在注水過程中，需要涉及到了井口密封的問題，一旦井口密封措施不當，將會對井下分注過程造成較大的影響，甚至會導致油田的含水率增加，對采油質量造成影響。為了對這一問題進行解決，需要在井口設置封隔器，提高井口的密封程度，使井口壓力能夠得到有效地控制，從而保障井下注水操作能夠順利地進行。

2.4 周期注水技術

采用周期注水技術可以對注水過程進行動態調節，使注水控制方式更加地完善，進而有效地控制注水量對油田的影響。周期注水技術實施過程如下：首先，需要進行注水方案的設計，使注水過程更加地精確。在進行注水方案設計時，需要對油層的特點進行全面了解，尤其是油層的分布情況，需要進行詳細分析，這樣才能保障注水方案更加地合理，降低注水過程對油田的不利影響。其次，需要確定注水壓力值和注水量，通常采用動態調整的方法進行確定，根據油田的含水量和壓力值對注水量進行調節，進而使注水量的控制更加地精確。最后，注水方案并不是一成不變的，需要注意對其進行動態調整，對油田的含水率進行有效地控制。例如當油井的產量出現下滑趨勢時，需要及時地采取注水操作，為油田的產量提供重要保障。因此，周期性注水過程中，需要做好油田產量的實時監督工作，提高油田開采過程中控制水平，保障周期注水技術能夠起到良好的效果[3]。

2.5 超前注水技術

為了保障水驅開采工作的效率，需要采用超前注水的方式，使水驅開發過程能夠順利地進行。在實施超前注水技術時需要注意以下三點：首先，需要對油井的特點進行分析，使超前注水技術能夠符合開采條件，進而提高油田含水率的控制水平，保障油田注水工作能夠順利進行。其次，需要保障油井具有良好的連通性，通過超前注水對油井的連通性進行判斷，避免注水過程受到油井壓力的影響。一旦油井的連通性不足，將會導致油井的壓力增大，注水將難以進入到油層中，對注水的滲透效率造成影響。最后，需要使水驅開發的條件符合要求，保障注水過程具有良好的效果。因此，需要采用低滲透注水的方式，對油田注水過程進行細化管理，這樣才能使油田注水過程更加地完善，提高油田注水的質量。

3 結語

綜上所述，通過水平井注水工藝可以有效地控制油田的含水率，使油田開采的速度得以提升，使采油周期能夠得到較大地縮短。因此，需要嚴格按照工藝要求進行油田開采，使采油過程具有較高的質量和效率，保障油水井具有良好的連通性，提高采油率。