油田注水井分层注水工艺技术的现状与发展趋势

分层注水是实现油田开发长期高产稳产的重要技术手段。国内已形成了"桥式偏心+钢管电缆直读测调"主体分注技术,技术适应性不断提高和完善,满足了常规注水井的开发需要。随着水驱油田进入高含水开发后期,注水井防砂、低配注量分层流量测试、高温高压井分层注水、大斜度井分层注水、分层注水实时监测与控制等技术的研究成为分层注水工艺的发展趋势,引领分层注水向自动化、智能化、一体化方向发展,以满足不同油藏、不同井型条件下注水开发对分注工艺的需求,确保水驱油田的高效开发。     

数字式分注工艺技术研究与应用

随着华庆油田开发的逐渐深入,分层注水工艺技术在改善油田开发效果,提高油田产能、提高最终采收率中作用越来越重要。受到华庆超低渗透油藏大斜度、多层段分注井测调难度大,注水系统检泵、管线维护等造成的注水压力不稳定、目前测调工艺无法满足井下时时及累计流量、地层压力的监控,影响精细分层分注效果,已有分注技术不能很好满足油田精细化注水技术要求。为更好缓解油藏注水剖面矛盾,进一步提高储层水驱动用程度及压力保持水平,开展了适应大斜度、多层段分注、井下流量时时调整、监控的精细分层数字数分注工艺技术研究。本文通过数字式精细分注工艺技术的研究与应用,并完善配套了井下智能调测技术,初步满足了大斜度、多层段、井下流量时时监控调整的技术需要,为精细化注水提供了新的技术借鉴。     

分层井智能测调实现精准注水提高测调效率

常规分层注水井测试采用钢丝及电缆连接方式,测试过程中需要重复多次起下测试仪器工具检测流量、投捞堵塞器调整水嘴,调配效率比较低。分层井智能测调系统通过电缆供电,实现实时信号传输,具有在线验封、水嘴免投捞连续可调、测试数据实时直读、分层调配参数实时监控、缩短测试调配时间、提高测调效率、注水精准,现场试验表明分层井智能测调系统具有较好的应用推广价值。     

控返吐桥式同心分注技术

分层注水是油田稳油控水、提高油层动用程度的一种有效技术手段。井下分层注水工艺管柱结构一般包括锚定工具、封隔器和配水器等,其中配水器是分层注水管柱的核心工具之一,通过从地面下入测调仪器对接配水器调节配水器水嘴大小,从而实现注入水量精确测量及连续调节（简称测调）。目前桥式偏心配水器和桥式同心配水器是国内应用较多的两种配水器。桥式同心配水器相对于偏心配水器更易与测仪器对接,更适应于井斜大、水质较差的注水井中。但是由于注水井返吐出砂返吐粘油,造成洗井通道、球座及配水器水嘴堵塞,注水井洗井不通,无法进行井下测试调配,制约了油田注水开发,因此控返吐桥式同心配水器具有很好的应用前景和市场需求。     

远程无线智能分层注水测调技术的开发与应用

传统分层注水调配作业离不开钢丝、电缆作业,存在测调工作量大、周期长、效率低,费用高,无法满足油田高效、经济注水开发的测调需求。智能分层注水技术与互联网技术结合,采用手机网络(2G\3G\4G\wift)技术远程监测、控制油田注水井各层注水压力、流量,在无需钢丝、电缆作业,调节控制各层注水参数,大幅降低劳动强度,提高注水测调效率。该技术在现场应用获得成功,达到预期的分层注水效果。     

智能分注技术发展现状与应用前景

我国水驱油田已经进入了高含水开发期,国内分层注水工艺进入了智能测调时代。以"桥式偏心+钢管电缆直读测调"为主体的智能化分层注水技术,在油田注水中已得到大规模推广应用,大幅提高了注水井测调效率,缩短了测调时间。但是,目前的分层注水工艺技术水平仍然面临较多的问题:测调周期逐年缩短、层间矛盾加剧、无法进行油藏模拟等,为了进一步满足生产要求,有必要发展智能化分层注水技术,扩大注入水的波及体积,提高注水驱油效率,实现对注水层的精细控水。在当前或未来的国内油田生产中会逐步进行推广应用。分层注水工艺将继续会以实现多油层高效注水为目标,融合大数据处理与人工智能技术,向一体化、智能化、高效化方向发展,为油田稳产、增产提供技术保障。     

注水井智能分层测调技术的现场应用

传统分层注水调配测试离不开钢丝、电缆、测试车,存在测调效率低、分层水量变化发现不及时等问题,越来越不适应油田精准开发的要求。智能分层测调技术与互联网技术结合,通过网络实现远程监控、控制并调节注水井各层注水压力、流量,实现注水井分层流量实时回传、实时调整,提高注水测调效率和测试合格率,降低劳动强度。     

注水井在线定位测试技术的研究与应用

分层注水可有效提高油井非主力层的采收率,封隔器、配水器等井下工具的下入位置是保证分层注水的关键.为解决在线定位井下工具这一难题,开展注水井在线定位测试技术的研究与应用.对传统的电缆直读多参数测井进行低成本的替代测井,如:井温测井,自然伽玛测井,压裂效果对比测井,井下封隔嚣及其他特殊井下结构定位测井等等.特别在对注水井在线定位测试中,不需要注水井关井,不影响测试井的注水量,更加体现其操作简单、效率高的特点.     

自动控制测调分注工艺技术研究与应用

针对传统工艺下的分层注水技术所带来的一些问题,研究并实现了一种新型分层注水自动控制测调技术.利用动力与数据组合电缆使PC机对井下各层段进行实时配注,实现了注水井的自动控制测调.自动控制测调分注工艺技术是在原有的常规测调注水工艺基础上进行的一次较大变革,使常规注水测调工艺带来的几个关键问题得到了较好解决.     

桥式防反吐同心测调一体技术的研究与应用

针对偏心配水器在大斜度井、深井、多层分注井及采出水回注井中应用时测调成功率低等问题研制的常规同心配水器在实际应用中依旧不能满足小排量精细化注水要求。该配水器拥有较大的桥式过流通道,一体化可调水嘴结构设计,水嘴可无级连续调节,与同心测调仪配合使用进行水嘴开度大小调节。推广使用后效果良好,实验对接成功率100%,一次测试调节成功率90%以上,平均单井测调时间为8 h。     

偏心分注井测调联动工艺的研究与应用

偏心分注井测调联动工艺继承了常规偏心注水工艺技术优势,井下管柱、执行标准、测试技术管理、堵塞器投捞等技术保持不变,实现了连续可调水嘴、测试数据实时直读、边测边调、上提下放反复调配等功能,克服了传统偏心测调工艺技术中调配效率低、测调周期长、工作强度大等缺点。     

双导向智能测调仪的研制与应用

注水质量的好坏,在油田生产过程中起到至关重要的作用。目前,国内在注水方面主要采用两种管柱形式:其一为同心分层工艺管柱,特点是可一次投捞多个堵塞器,但分层最多为四层;其二为偏心注水分层工艺管柱,其特点为分层数量不限,但堵塞器投捞、分层测试复杂,耗时长,反复工作量大。我厂成功研制了井下智能测调仪,并对其结构进行了优化设计,将智能测调仪器的单导向改为双导向,适应了智能测调的发展,提高了测调一次成功率,实现了在一次下井过程中同时完成井下多层流量测试和目标流量配注的任务。     

井下新型分层调配注水工具的设计

目前油田配水主要采用偏心分层配水工艺,所应用的井下工具及地面测试工艺都无法实现真正意义上的免投捞,且偏心配水器由于堵塞器与管柱不同心,受管柱、结垢及蜡油影响,导致投捞失败几率增加,统计2008—2012年由于投不进捞不到堵塞器及仪器对接不上导致反复洗井及作业重配800多井次。为此,提出开展注水井下新型调配注水工具的设计,其主要采用配水工作筒和可调水嘴一体化设计,无需投捞,井下测调仪与配水工作筒为同心对接,对接成功率高,可以有效实现油田部分大位移井、深井、污染结垢及出油严重注水井精细分层配水的需要。     

大斜度井投球同心分注技术研究

目前井斜角大于50°的部分注水井,分层后井段长,层内高渗吸水层无法得到有效控制,层内矛盾无法有效调节;另外一些套变井,井斜过大或出砂井,由于常规分注工艺效果不理想,导致层间矛盾日益突出。针对上述问题,通过大斜度井同心投球分注管柱的设计,研制大斜度井封隔器、高精密度的调堵球及配套设施,实现了免作业投球同心分注技术。     

聚合物驱分注井直读电动测调仪

聚合物驱注入井高效测调技术是油田发展的一项新的分层测试技术,借助于先进的机电一体化控制技术,采用边测边调的方式进行流量、分子量测试和调配,极大的提高了测试效率和测试精度。聚驱直读测调仪是测调技术中关键组成部分。它可以对聚驱注入井分层测试过程中的对接状态、流量、压力、温度等参数进行实时监测与采集,并可实现对可调堵塞器的调节,该仪器在、对接、导向以及流量计设计等方面取得了技术上的突破。     

双流量高效测调技术研究与应用

油田分层注水是保证地层压力,保持持续稳产的一项重要措施。偏心注水井的水量调配方式上一直以来仍延续着试探性调节的方式,测调效率较低。本文介绍了近年来在大庆油田研究应用的直读式、存储式等新型测调工艺,并结合实际应用情况对这些技术的特点进行了分析。为了进一步提高测调效率,我们在充分分析这些高效测调技术的优缺点的基础上,又研制了直读式动态双流量高效测调技术,在现场应用过程中见到了很好的效果。     

同心分注管柱技术研究与应用

针对大斜度井分注困难,分注管柱有效期短及分注管柱小修解封率低等问题,采用同心分注管柱技术。该管柱由防卡锚定器、同心配水器、Y341自验封封隔器和辅助解封工具等组成,采用同心配水器,实现大斜度井的分层注水;采用上下锚定结构,避免管柱蠕动导致分注管柱失效的问题;采用辅助解封工具,提高分注管柱小修解封成功率。该管柱现场应用5井次,分注成功率100%,取得较好效果。应用表明,同心分注管柱满足60°井斜以内、5～60 m~3/层的精细注水要求,实现封隔器自验封的效果,达到小修动力解封解卡的目的。     

自动测调联动分层配注技术在青海油田的应用与优化

所谓的测调联动分层配注技术,其依托于现有的偏心配水技术,在测试过程中实现流量、压力实时监测,测试数据实时录取、注水参数实时控制,提高分层注水测试效率和调配准确率。本文通过对地面控制信号传输系统、井下综合测调系统及辅助系统等技术的研究,结合该技术在青海油田现场试验中存在的问题,对测调联动分层配注技术进行分析及优化完善,取得了较好的应用效果。     

注水井测调一体化工艺技术研究与应用

针对目前河南油田钢丝偏心投捞分层测试中,存在多个小卡距层及分层段数超过4段以上多级多段难以细分注水等问题,开展了注水井测调一体化工艺技术研究。通过研究配套电磁式同心测调仪、井下可调配水器等仪器和工具,将配水器间距由5～6m缩小到3.5m,实现多个小卡距层细分注水,拓宽了注水井分层测试的应用范围。将5层分注井由投捞测试4天缩短为1～2天,提高了测试效率。     

海上油田注水井智能监测与控制技术研究

为提高渤海油田注水增产效率,实现注水井分层注水的精细化管理,针对渤海油田大排量注水的应用需求,设计开収了一种井下分层注水智能配水器及配套地面监控设备。该配水器具有井下数据实时采集、分层注水量自动调控、分层在线验封、注水安全监测等功能,配水器由机械部分和电控电路两部分组成,其中电控电路包括井下电源模块、微控制器模块、数据采集模块、解码电路、収码电路、电机驱动电路。配水器借助钢管电缆与地面监控设备相连,即可在中控远程实现分层注水的在线监测与分层注水量的动态调控,单层配注量最大可达1000m~3·d~(-1),单井测调时间可缩短至几个小时,减少了后期调配作业和修井费用,截至2019年12月现场已成功应用87口井,累计298套,节约测调费用约1 370万元,降本增效显著。