第二节 油田注水

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胜利油气区自胜坨油田1966年2月投入注水开发起,一直坚持油田早期注水、保
持油层能量的开发原则。开发初期采取笼统注水方式,继而采用同心固定配水技术、
同心活动配水技术、活动式偏心配水技术。20世纪90年代,油田进入高含水开采阶段
,实施“控水稳油”开发方针,分层注水重在注好水、注够水。“十五”时期,以提
高油田注水开发水平和效益为目标,以提高水驱动用储量程度为重点,加强科研技术
攻关,以示范工程为载体,以技术的集成配套为支撑,分区域整体治理,分层注水工
艺技术取得显著进步,油田水驱开发效果不断改善。

一、分层注水
20世纪90年代初,胜利油田采用笼统注水工艺管柱的注水井占总注水井数的62%
,采用分层注水工艺管柱的注水井占总注水井数的38%。分注管柱一般采用井口悬挂
式结构,根据配水器结构形式不同分为固定式、偏心式和空心式三种。随着油田注水
开发的不断深入,为适应高压低渗透油田分层注水的需要,1998年,胜利油田采油工
艺研究院研制锚定补偿式分层注水管柱,是国内比较先进的分层注水防蠕动管柱,可
用于注水压力≤35兆帕、井深≤5000米、分注层数≤5层的注水井。研制成功后,先
后在胜利油田纯梁、东辛、胜利、河口等采油厂以及中原、长庆等油田进行现场试验
与应用,取得较好效果。截至2005年,防蠕动管柱已发展成系列,分为补偿自验封分
层注水管柱、锚定补偿式分层注水管柱、长效防蠕动管柱。截至2005年,共推广应用
1080井次,其中最大井深3400米,最高注水压力28.5兆帕,最长工作时间30个月。
1993年,埕岛油田投入开发,1999年底,地层压力下降3.21兆帕,天然能量呈现
不足,急需注水补充地层能量。1999年,采油工艺研究院开展滩海油田分层注水技术
研究,形成分层注水分层防砂一体化管柱。截至2005年底,在埕岛油田应用34井次,
成功率100%,管柱能够实现分层防砂、分层注水、封闭注水;注水后注水区地层压力
由10.52兆帕上升到10.72兆帕,含水上升率由3.9%下降为2.2%,自然递减率由16.2%
下降为11.5%,累计注水100万立方米,对应油层压力恢复,对应层位油井产量开始上
升,取得明显增油效果。2001年,研究开发二次完井分层防砂注水技术,彻底解决海
上分注管柱存在的洗井、增注、测试等问题。截至2005年,该技术在埕岛油田应用3
8井次,地层压力稳中有升,气油比下降,含水上升率、自然递减率降低。
2003年,针对中高渗透油藏高含水期开采层间差异突出、层间干扰严重、出砂严
重的问题,采油工艺研究院研发密闭防砂注水一体化管柱。该管柱适用于出砂油藏注
水井,实现注水井分层防砂、分层注水一体化,能够进行井下测试和调配,满足出砂
油藏注水开发的需要。截至2005年,该管柱现场应用150口井,累计注水610万立方米
,油层压力得到控制,对应油井产量上升。
针对分层注水工艺技术暴露出的管柱工作寿命短、作业频繁、分层注水合格率长
期徘徊不前等一系列问题,2003年4月开始,胜利油田实施注水示范区工程,当年实
施10个分注示范区,配套应用7种先进的分层注水管柱。示范区内287口分注井分注率
由治理前的81.3%上升到95%,层段合格率由初期的48.6%上升到81.7%,注采对应
率由69.6%提高到80.5%。示范区内的742口油井中,有380口见到效果,液面平均上
升66米,综合含水下降2.03%,初期日增油269.3吨。2004年,实施9个分注示范区,
共有注水井1029口,实施后,分注率由73.1%上升到94.5%,层段合格率由48.6%上
升到76.7%。

二、分层测试
20世纪90年代,胜利油田主要应用投球测试和井下流量计测试工艺,及时掌握注
水井动态,确保有效注水。投球测试由于误差较大,除在胜坨、孤东、孤岛、桩西等
油田的少量高温、高压注水井应用外,已逐渐被淘汰。1995年,胜利油田开始应用测
试地面记录仪,1996年推广使用,减少了数据记录的劳动强度,提高了资料的准确性
;1997年,开始试验电磁流量计测试,1998年逐渐推广。由于具有测试工艺先进、测
试精度高、测试范围广等优点,电磁流量计逐步取代浮子式流量计法和投球测试法。
特别是外流式电磁流量计,取得较好的测试效果,同时配套放射性同位素测分层吸水
剖面技术,可以准确反映相应层位的吸水能力。1999年,引进超声波流量计。截至2
005年,胜利油田已全部淘汰机械式流量计而更新为中心流速式电磁流量计和井下中
心流速式超声波流量计。2003年、2004年,胜利油田注水示范区注水井全部进行分层
流量测试,测试成功率达到97.3%。
滩海油田的测试调配工艺有其特殊性,合注管柱和双管分注管柱的测试和调配在
井口进行,通过调节井口阀门,利用地面水表和压力表完成。单管分注工艺技术的测
试和调配需要在井下进行,根据海上平台的工作条件设计液力投捞和钢丝投捞两种方
式。自1998年起,滩海油田投捞测试调配共完成26井次,总成功率92.3%。投捞测试
调配技术与管柱配套,成功率高,可以满足滩海油田分层注水测试需要。
封隔器在线验封技术于2002年首先在孤岛油田应用,完成注水井验封308口井,
验证封隔器582级,其中检验成功的封隔器有558级(密封良好的401级、失效的157级
),没有验出的有24级,成功率为96%。在2003年、2004年的注水示范区工程中,为
保证示范区块的实际分注效果,广泛推广应用在线封隔器验封技术。示范区2003年共
验封194口井,封隔器失效9口,封隔器密封率为95.3%;2004年验封185口,封隔器失
效9口,封隔器密封率为94%。

三、注水井增注
常用的增注方法有增压泵增注技术、物理法增注技术、化学增注技术。物理法增
注主要是利用振动波处理地层,使地层堵塞物松动脱落;化学增注主要利用化学药剂
溶解地层堵塞物,从而达到疏通地层、解堵增注的目的。
1999年,胜利油田应用高压水旋转射流解堵12口井,有效率91%,累计增注1188
86立方米,平均单井日增注83立方米。2002年11月,首次在桩西油田桩125-4井试用
冲压解堵增注技术,后期陆续在桩西、临盘、东辛等油田8口井实施,成功率87.8%
,取得良好效果。2002年,在纯化油田应用低频水力脉冲振动增油增注技术,取得一
定效果,后期根据现场应用情况与化学解堵增注相结合,形成水力脉冲振荡复合解堵
增注技术,在现场推广应用,共计应用26井次,有效率95%。
1996年,纯梁采油厂研发有机缓速酸解堵增注技术,后期在胜利油田多个采油厂
推广应用,每年100井次,效果良好。2002年,在现河采油厂应用二氧化氯氧化解堵
增注技术32井次,有效率100%,后期陆续在其他采油厂应用。2002年起,先后在纯
梁、孤岛、胜利、东辛等采油厂应用硝酸缓速酸解堵增注技术,年推广应用在20井次
以上。2004年8月26日,在纯梁樊17-23井首次试验国产聚硅纳米增注剂成功,后期陆
续在纯化、桩西、现河庄等油田24口井试验,有效率80%,累计增注65432立方米,
取得较好的稳定注水效果。