淺析注水井分注工藝

蘇鵬程

前言：我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)石油的國家之一，由于歷史的各種原因，石油和天然氣的開采由近代才開始，與發(fā)達(dá)國家相比在技術(shù)上還存在一定的差距，近年隨著國家安定繁榮，科技進(jìn)步，油氣資源開發(fā)進(jìn)程不斷加快，相繼開發(fā)了大慶油田，遼河油田，吉林油田，新疆油田，長慶油田等大型油田，產(chǎn)能突破上億噸。盡管如此，因?yàn)槲覈质鞘偷男枨蟠髧?，對于石油天然氣的需求不斷增加，所以擺在石油人面前的任務(wù)依然艱巨。

因?yàn)榈刭|(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，隨著開發(fā)時(shí)間增加，油田地層量能消耗較為嚴(yán)重，石油產(chǎn)量遞減率不斷上升，產(chǎn)能效益不斷下降。我們要解決這個(gè)問題，一方面我們對新的區(qū)塊進(jìn)行開發(fā)，另一方面如何降低遞減率，穩(wěn)產(chǎn)增效，成為一項(xiàng)重要的工作，所以近年一些油田不單只針對于一些產(chǎn)齡大，地質(zhì)條件差，甚至中期勘探開發(fā)的區(qū)塊加強(qiáng)了地質(zhì)能量的補(bǔ)充工作，并提出合理，均衡，有效的地補(bǔ)方針。

一、 固定分注工藝

這是部分油田早期能量補(bǔ)充采取的一種較為簡單的注水方式。使相同的井下管柱進(jìn)行注水，它是不可以進(jìn)行測調(diào)的，概念上是分注實(shí)際上比較籠統(tǒng)是較為落后的，因?yàn)閷佣蔚臐B透性差別，同時(shí)不具備測調(diào)的功能，所以雖結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但終因滿足不了我們開發(fā)的需求逐漸被淘汰掉了。之后的可調(diào)式空心配水器的應(yīng)用可以對層段的水量通過投放可以節(jié)流水芯子對各段水量進(jìn)行控制，這樣就有了一定的優(yōu)勢，但是使用我們發(fā)現(xiàn)利用水流進(jìn)行投放并不可靠，常常出現(xiàn)水芯卡住的問題，一旦上段卡住下段的芯球也失去了作用無法投送，同時(shí)此種方式因?yàn)橐笏臼亲韵露现鸺壨端?，配水器通道是逐級變?xì)，水芯要通過一二段在坐入三段，受限于注水管柱的規(guī)格，最多只能有三段的注水能力，無法滿足更多地質(zhì)層段的需求，所以也很快結(jié)束了使用周期。

二、 地面分注工藝

緊隨其后，地面分注注水工藝應(yīng)該是著重要探討的，我油田歷經(jīng)數(shù)年一部分注水井沿用至今，早期的地面分注與現(xiàn)今所使用的分注工藝也發(fā)生了很大變化，但其結(jié)構(gòu)原理仍然是在地面分為三路或兩路，每路管皆在地面分開單獨(dú)的管路直達(dá)設(shè)計(jì)地層，地下部分各層段獨(dú)立的注入管路相互不干擾，各段水量在地面控制，先期結(jié)構(gòu)為兩根管路皆從中心油管通過，加上油管剩余空間為一路共三路，引致進(jìn)水口留出堵頭將水嘴座相接，這樣打開壓帽，就可以調(diào)換水嘴調(diào)整控制每一層段的的水量大小，但具體每一層段水量還是無法得知，僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)，觀察水嘴磨損狀態(tài)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，同時(shí)此種結(jié)構(gòu)不便于井下維修，一旦管內(nèi)結(jié)垢堵死也無法滿足注入要求。為了解決些問題，新式的地面分注工藝，三管地面分注應(yīng)運(yùn)而生，它是利用套管油管作為注入通道，油管之中在下入一根更細(xì)的中心管，徑向的平面看上去就是靶環(huán)形，三根管柱用殼塞隔開，中心管下入到最下層段，油管第二層段，套管為第一層段的注水通道，井口同心法蘭分出三路注水管路，分別在每個(gè)管路上安裝上流量表及可以調(diào)整流量的節(jié)流配注器，雖然還是最多只能有三段的分注能力，但每一段的配注量通過調(diào)整可以精確，滿足方案分層注水，這種方式一度被認(rèn)為是注水工程未來的發(fā)展方向，因?yàn)樗诘孛娌僮骱啽?，地面分水弱化了層間的干擾，同時(shí)由于設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)合理，一二層環(huán)形注入空間大，對于結(jié)構(gòu)包容力強(qiáng)，不易阻塞，三層內(nèi)管雖然較為細(xì)小但清檢方便，現(xiàn)今電氣化的發(fā)展，很多三管已升級為電控配注器，可以從流量計(jì)發(fā)出信號作為電參，電機(jī)控制節(jié)流閥達(dá)到設(shè)置流量，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)調(diào)整，在壓力不穩(wěn)定的情況下依然穩(wěn)定流量，達(dá)到精細(xì)恒定的要求。但是隨著此種工藝的使用與推廣，它存在的問題也逐一暴露出來，我們的注入水是為了解決工業(yè)生產(chǎn)的廢水經(jīng)過處理的，工藝在進(jìn)步但注入水質(zhì)本身含有一定的化合礦物質(zhì)，所以井下結(jié)垢還是較為明顯的，這種方式對于結(jié)垢只能通過修井作業(yè)，往往積垢被發(fā)現(xiàn)都是較為嚴(yán)重的狀態(tài)，給維修作業(yè)帶來很大難度;第二個(gè)問題在北方冬季如果出現(xiàn)單層不吸水的問題就會(huì)出現(xiàn)凍壞井口的現(xiàn)象，這樣就需要額外的電能進(jìn)行保溫維護(hù)，增加了能耗成本，第三個(gè)也是最為嚴(yán)重的問題，第一層的水路為油套環(huán)形空間，如果套管出現(xiàn)漏失問題，會(huì)有可能污染淺表水層的水質(zhì)，所以從這一問題來看，它與節(jié)能環(huán)保的理念是相悖的，所以一些油田是不允許推廣此種工藝，只將其在一些不便于測試操作場地的水井上使用，比如一些牧場，草田，特殊場地的水井使用。

三、地下分層注水工藝

截止目前我油田使用最為廣泛，并具有一定技術(shù)優(yōu)勢以及開發(fā)空間的分注工藝。此種工藝基礎(chǔ)為井下若干偏心配水器，并通過測試工具設(shè)備測調(diào)對任意單層實(shí)施精準(zhǔn)注水，注熱以及生物制劑，它的優(yōu)勢為成本低，操作空間大，技術(shù)可靠，同時(shí)具有方案可循性強(qiáng)的特點(diǎn)，根據(jù)地質(zhì)情況需要，可以設(shè)計(jì)多層管柱，利用電控測調(diào)工具，可對任意一個(gè)層段進(jìn)行調(diào)整甚至封堵。可以完成封隔器驗(yàn)封，層段測壓，井下除垢工作。初期我們使用機(jī)械工具對下入井內(nèi)的帶有堵塞器的偏心配水器進(jìn)行測調(diào)工作，隨著技術(shù)革新，在機(jī)械工具上增加電控技術(shù)，使測調(diào)更為簡便精確，這工藝對技術(shù)操作有一定的要求，所以一般要配有專業(yè)的測試人員操作。同時(shí)對于井下問題的解決也是一項(xiàng)具有發(fā)展空間的專業(yè)。現(xiàn)今為了節(jié)約人力資源，井下電控技術(shù)得以試用，就是將原來的地面控制轉(zhuǎn)為地下，從而免除人工測調(diào)工作，這種工藝在實(shí)驗(yàn)過程工還存在諸多問題，比如成本高，不穩(wěn)定，下入工序繁瑣要求高，使用壽命還待驗(yàn)證，所以僅為實(shí)驗(yàn)階段，但它為分注未來發(fā)展趨勢確立了一個(gè)方向，那就是未來的采注工程一定是是集成化，電氣化，網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)工程，同時(shí)它還依舊能夠滿足成熟可靠，便捷，低耗的基本要求。

四、綜上所述，我們經(jīng)過對近年一些注水工藝進(jìn)行總結(jié)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展往往不是一蹴而就的，它是基于一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，技術(shù)問題的積累，而不斷的進(jìn)行完善，通過我們對工藝的使用而確定了地下分住工藝的成熟技術(shù)。我們不否定新技術(shù)，但要對新技術(shù)進(jìn)行論證，實(shí)踐，總結(jié)，客觀的評價(jià)它，才好決定推廣它，我們反對圖新，圖利的試用之并盲目的將其推廣，從而給給企業(yè)造成損失，給國家造成資源的浪費(fèi)，甚至產(chǎn)生了后續(xù)一些負(fù)面問題不得已解決，給生產(chǎn)帶來麻煩，這樣就失去的技術(shù)的原本意義了。

參考文獻(xiàn)：

[1]《采油工程》是2009年2月石油工業(yè)出版社出版的圖書，作者李穎川 2.網(wǎng)絡(luò)文庫分層注水）