第5章注水new-jiao-2011

1、1 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 第五章第五章 注注 水水 (1) (1) 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统 主要内容：主要内容： (2) (2) 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析 (3) (3) 分层注水技术分层注水技术 (4) (4) 注水指示曲线分析与应用注水指示曲线分析与应用 (5) (5) 注水井调剖技术注水井调剖技术 2 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 第一节第一节 水源、水质及注水系水源、水质及注水系

2、 统统 一、水源选择一、水源选择 水源选择要求水源选择要求：水量充足、水质稳定。水量充足、水质稳定。 水源类型水源类型 地面水源地面水源 地面淡水水源地面淡水水源 海水水源海水水源 来自河床等冲积层水源来自河床等冲积层水源 地层水水源地层水水源 油层采出水油层采出水 3 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 1.1.粘土膨胀粘土膨胀 2.2.机械杂质机械杂质 3.3.微粒运移微粒运移 4.4.细菌堵塞细菌堵塞 5.5.反应沉淀物反应沉淀物 6.6.原油原油 1. 1. 溶解氧溶解氧 2. CO2. CO、COCO2

3、2 3. H3. H2 2S S 4. 4. 细菌细菌 1.1.无机垢无机垢 2.2.有机垢有机垢 二、水质要求二、水质要求 注水引起的油层损害主要类型：注水引起的油层损害主要类型： 基本水质指标：基本水质指标： 铁离子含量；铁离子含量； 溶解氧含量；溶解氧含量； 硫化物含量；硫化物含量； 含油量；含油量； pHpH值；值； 矿化度。矿化度。 4 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 三、注入水处理技术三、注入水处理技术 （1 1）沉淀）沉淀 悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来

4、。 常常 用用 的的 聚聚 凝凝 剂剂 硫酸铁硫酸铁 三氯化铁三氯化铁 偏铝酸钠偏铝酸钠 图图5-1 5-1 反应沉淀池结构示意图反应沉淀池结构示意图 5 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 （2 2）过滤）过滤 重力式滤池：重力式滤池：滤池中的水滤池中的水 面与大气接触，利用滤池面与大气接触，利用滤池 与底部水管出口，或水管与底部水管出口，或水管 相连的清水池水位标高差相连的清水池水位标高差 进行过滤。进行过滤。 压力滤罐：压力滤罐：滤池完全密封，滤池完全密封， 水在一定压力下通过滤池。水在一定压力下通过滤池。

5、图图5-2 5-2 压力式滤罐示意图压力式滤罐示意图 6 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 常用常用 的杀的杀 菌剂菌剂 （3 3）杀菌）杀菌 （4 4）脱氧）脱氧 脱氧脱氧 方法方法 氯及其化合物氯及其化合物 如次氯酸、次氯酸盐等如次氯酸、次氯酸盐等； 甲醛甲醛 既有杀菌又有防腐作用。既有杀菌又有防腐作用。 化学脱氧法；化学脱氧法； 天然气逆流冲刷法（天然气逆流冲刷法（气提脱氧气提脱氧）；）； 图图5-3 5-3 真空脱氧示意图真空脱氧示意图 7 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油

6、工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 （5 5）曝晒）曝晒 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；污水中含表面活性物质，能提高洗油能力； 高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率； 污水回注保护了环境，提高了水的利用率。污水回注保护了环境，提高了水的利用率。 （6 6）除油）除油 8 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 四、注水系四、注水系 统统 注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程

7、，包括水源 泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。 1.1.注水站注水站 主要作用主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求 工艺流程：工艺流程：来水进站来水进站计量计量水质处理水质处理储水灌储水灌泵出泵出 储水罐：储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用具有储备作用、缓冲作用、分离作用 高压泵组：高压泵组：给注入水增压给注入水增压 流量计：流量计：计量水量计量水量 分水器分水器：将高压水分配给各配水间将高压水分配给各配水间 主要设施：主要设施： 9 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工

8、程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 2.2.配水间配水间 主要作用：主要作用： 用来调节、控制和计量各注水井的注水量用来调节、控制和计量各注水井的注水量 主要设施主要设施： 分类分类：配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种 3.3.注水井注水井 主要作用主要作用：注入水从地面进入地层的通道注入水从地面进入地层的通道 主要设施主要设施：井口装置和井下注水管柱井口装置和井下注水管柱 正常注水和旁通备用管汇正常注水和旁通备用管汇 压力表和流量计压力表和流量计 分水器分水器 10 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工

9、程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 五、注水井投注程序五、注水井投注程序 投注程序：投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。 它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。 1.1.排液排液 清除油层内的堵塞物；清除油层内的堵塞物； 在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件； 采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的 能量损失，有利于注水井排拉成水线。能量损失，有利于注

10、水井排拉成水线。 11 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 2.2.洗井洗井 洗井目的洗井目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避 免油层被污物堵塞影响注水。免油层被污物堵塞影响注水。 洗井方式洗井方式：一种是一种是正洗正洗，水从油管进井，从油套环形空间，水从油管进井，从油套环形空间 返回地面；另一种是返回地面；另一种是反洗反洗，水从油套环形空间进井，从油，水从油套环形空间进井，从油 管返回地面。管返回地面。 3.3.预处理预处理 预处理目的预处理目的：为防止粘土颗粒的

11、膨胀和运移，在注水井投为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投 注或油井转注前需进行防膨处理。注或油井转注前需进行防膨处理。 12 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 4.4.试注试注 试注目的：试注目的：确定能否将水注入油确定能否将水注入油 层并取得油层吸水启动压力和吸层并取得油层吸水启动压力和吸 水指数等资料，根据要求注入量水指数等资料，根据要求注入量 选定注入压力。选定注入压力。 5.5.正常注水正常注水 注水井通过排液、洗井、试注，注水井通过排液、洗井、试注， 取全取准试注的资料，再经过配取全取准试注的资料，

12、再经过配 水就可以转为正常注水。水就可以转为正常注水。 13 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析 一、注水井吸水能力一、注水井吸水能力 注水井指示曲线：注水井指示曲线： 稳定流动条件下，注入压力稳定流动条件下，注入压力 与注水量之间的关系曲线。与注水量之间的关系曲线。 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) 图图5-7 5-7 注水井指示曲线注水井指示曲线 吸水指数：吸水指数： 单位注水压差下的日注水量。单位注水压差下的日注水量。 注水井静压注水井流压 日注

13、水量 注水压差 日注水量 吸水指数 - = 压之差相应两种工作制度下流 量之差两种工作制度下日注水 吸水指数= 14 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 比吸水指数或每米吸水指数：比吸水指数或每米吸水指数： 地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。 一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量。一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量。 视吸水指数：视吸水指数： 日注水量除以井口压力日注水量除以井口压力 井口压力 日注水量 视吸水指数= 油管注水，井口压力取套管压力油管注水，井口

14、压力取套管压力 套管注水，井口压力取油管压力套管注水，井口压力取油管压力 15 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 二、影响吸水能力的因素二、影响吸水能力的因素 (1) (1) 与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素 (2) (2) 与水质有关的因素与水质有关的因素 (3) (3) 组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀 (4) (4) 注水井地层压力上升注水井地层压力上升 产生堵塞的原因产生堵塞的原因 (1) (1) 铁的沉淀铁的沉淀氢氧

15、化铁氢氧化铁硫化亚铁硫化亚铁 (2) (2) 碳酸盐沉淀碳酸盐沉淀 (3) (3) 细菌堵塞细菌堵塞 (4) (4) 粘土膨胀粘土膨胀 16 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 三、改善吸水能力的措施三、改善吸水能力的措施 (1)(1)加强注水井日常管理加强注水井日常管理 及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采取及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采取 措施，保证不把不合格的水注入油层；措施，保证不把不合格的水注入油层； 按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保证地面管线、按规定冲洗地面管线、储水设备

16、和洗井，保证地面管线、 储水设备和井内清洁；储水设备和井内清洁； 保证平稳注水，减少波动，以免破坏油层结构和防止管保证平稳注水，减少波动，以免破坏油层结构和防止管 壁上的腐蚀物污染水质和堵塞油层。壁上的腐蚀物污染水质和堵塞油层。 17 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 (2) (2) 压裂增注压裂增注 普通压裂：普通压裂： 分层压裂：分层压裂： 吸水指数低，注水压力高的低渗地层和严吸水指数低，注水压力高的低渗地层和严 重污染地层重污染地层 油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间

17、差异大差异大 (3) (3) 酸化增注酸化增注 解除井底堵塞物解除井底堵塞物提高中低渗透层的绝对渗透率提高中低渗透层的绝对渗透率 无机物堵塞无机物堵塞 有机堵塞物有机堵塞物 CaCOCaCO3 3、FeSFeS、Fe(OH)Fe(OH)3 3以及泥质等以及泥质等 盐酸或土酸处理盐酸或土酸处理 藻类和细菌藻类和细菌 甲醛水溶液、盐酸或土酸处理甲醛水溶液、盐酸或土酸处理 18 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 稀酸活性液不排液法稀酸活性液不排液法 醋酸缓冲醋酸缓冲稀酸活性液增注稀酸活性液增注 逆土酸增注法逆土酸增注法

18、 胶束（活性柴油）逆土酸增注法胶束（活性柴油）逆土酸增注法 (4) (4) 粘土防膨粘土防膨 无机盐类无机盐类KClKCl、NHNH4 4ClCl有效期短有效期短 无机物表面活性剂无机物表面活性剂 铁盐类铁盐类 施工条件要求严，成施工条件要求严，成 本高，有效期短本高，有效期短 离子型表面活性剂离子型表面活性剂聚季胺聚季胺有效期长，成本较低，有效期长，成本较低， 施工容易施工容易 无机盐和有机物混合的处理剂无机盐和有机物混合的处理剂 19 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 第三节第三节 分层注水技术分层注水技术

19、一、分层吸水能力及测试方法一、分层吸水能力及测试方法 相对吸水量：相对吸水量：在同一注入压力下，某一层吸水量占全井吸在同一注入压力下，某一层吸水量占全井吸 水量的百分数水量的百分数 %100= 全井吸水量 小层吸水量 相对吸水量 分层注水指示曲线：分层注水指示曲线： 注水层段注入压力与注水层段注入压力与 注入量的相关曲线注入量的相关曲线 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) 5 6 7 8 9 20406080100 第三小层 第一小层 第二小层 图图5-8 5-8 某井分层指示曲线某井分层指示曲线 20 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然

20、气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 分层吸水能力测试方法：分层吸水能力测试方法： 测定注水井的吸水剖面：测定注水井的吸水剖面： 直接进行分层测试：直接进行分层测试： 用各层的相对吸水量来表示分用各层的相对吸水量来表示分 层吸水能力的大小。层吸水能力的大小。 用分层测试整理分层指示曲线，求用分层测试整理分层指示曲线，求 出分层吸水指数来表示分层吸水能出分层吸水指数来表示分层吸水能 力的好坏。力的好坏。 ( (一一) ) 放射性同位素载体法测吸水剖面放射性同位素载体法测吸水剖面 吸水剖面：吸水剖面： 一定注入压力下各层段的注入量一定注入压力下各层段的注入量( (吸水量吸水量) )的分布。的分布。

21、21 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 放射性同位素载体法测放射性同位素载体法测 吸水剖面的基本原理与吸水剖面的基本原理与 测试过程。测试过程。 %100= 全井总异常面积 小层异常面积 相对吸水量 图图5-9 5-9 载体法测吸水剖面曲线载体法测吸水剖面曲线 22 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 ( (二二) ) 投球法分层测试投球法分层测试 (1)(1)测全井指示曲线测全井指示曲线 (2)(2)测分层指示曲线测分层指示曲线 (

22、3)(3)资料整理资料整理 第第层段注水量层段注水量= =投最后一个球后测得的注水量投最后一个球后测得的注水量 第第层段注水量层段注水量=(=(投第一个球后的注水量投第一个球后的注水量) ) ( (投第二个球后的注水量投第二个球后的注水量) ) 第第层段注水量层段注水量=(=(全井注水量全井注水量) )( (投第一个球投第一个球 后的注水量后的注水量) ) 图图5-10 5-10 投球测试管柱示意图投球测试管柱示意图 23 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 (4)(4)分层指示曲线的压力校正分层指示曲线的压力校正

23、 有效井口压力：有效井口压力： 真实流压：真实流压： 表表5-3 5-3 分层测试成果表分层测试成果表 pvzffrpmef PPPPPP pvzffrwpmef PPPPPPP 注入压力，注入压力，MPaMPa10109 98 87 76 6 层段层段注入水量，注入水量，m m3 3/d/d 全井全井741741671671602602533533465465 +396396351351313313272272232232 124124110110969683836969 272272241241217217189189163163 34534532032028928926126123323

24、3 24 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 ( (三三) ) 浮子式流量计法浮子式流量计法 ( (四四) ) 井温测井法井温测井法 图图5-11 5-11 各种情况下的井温曲线各种情况下的井温曲线图图5-12 5-12 井温分布曲线井温分布曲线 25 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 目的：目的：解决层间的差异，满足分层采油的需要。解决层间的差异，满足分层采油的需要。 原理：原理：通过水咀损失来控制各层的注水压差，通过水咀损失来控制

25、各层的注水压差， 从而达到控制各层注水量的目的。从而达到控制各层注水量的目的。 分层配水分层配水 26 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 二、分层注水工具管柱二、分层注水工具管柱 油、套管分层注水油、套管分层注水 单管分层配水单管分层配水 多管分层注水多管分层注水 单管配水器多层段配水方式单管配水器多层段配水方式 井中只下一根管柱，利用封隔器井中只下一根管柱，利用封隔器 将整个注水井段封隔成几个互不相通将整个注水井段封隔成几个互不相通 的层段，每个层段都装有配水器。注的层段，每个层段都装有配水器。注 入水从油管入

26、井，由每个层段配水器入水从油管入井，由每个层段配水器 上的水嘴控制水量，注入到各层段的上的水嘴控制水量，注入到各层段的 地层中。地层中。 分层注水：分层注水： 27 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 28 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 三、分层注水管柱三、分层注水管柱 按配水器结构将单管分层注水管柱分为：按配水器结构将单管分层注水管柱分为： 固定配水管柱固定配水管柱 活动配水管柱活动配水管柱 偏心配水管柱偏心配水管柱 主要井下工

27、具有主要井下工具有：封隔器、配水器封隔器、配水器 分层配水管柱有分层配水管柱有: : 固定配水管柱固定配水管柱 空心活动配水管柱空心活动配水管柱 偏心配水管柱偏心配水管柱 29 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 分层配水管柱设计的主要依据：分层配水管柱设计的主要依据：注水层的注水指示曲线注水层的注水指示曲线 配水嘴的嘴损曲线配水嘴的嘴损曲线 图图5-13 5-13 活动配水管柱图活动配水管柱图图图5-14 5-14 偏心配水管柱图偏心配水管柱图()() 图图5-15 5-15 偏心配水管柱图偏心配水管柱图()()

28、 30 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 配水管柱配水管柱主要结构主要结构技术要求技术要求优点优点存在问题存在问题 固定式配水管固定式配水管 柱柱 封隔器封隔器 + +配水器配水器 各级配水器的开启压力必须大于各级配水器的开启压力必须大于 700KPa700KPa以保证封隔器座封。以保证封隔器座封。 更换水嘴时必须起下更换水嘴时必须起下 油管；因受球座直径油管；因受球座直径 的影响，使配注级数的影响，使配注级数 受到限止；测分层水受到限止；测分层水 量时需要多次投捞测量时需要多次投捞测 试工具试工具 空心活动配水

29、空心活动配水 管柱管柱 封隔器空封隔器空 心活动配心活动配 水器水器 各级配水器的开启压力大于各级配水器的开启压力大于700Kpa700Kpa； 各级空心配水器的芯子直径由上而各级空心配水器的芯子直径由上而 下，从大到小，故应从下而上逐级投下，从大到小，故应从下而上逐级投 送，自上而下逐级打捞送，自上而下逐级打捞 便于测便于测 试试 更换更换 配水咀不配水咀不 需动管柱需动管柱 因受配水器尺寸限因受配水器尺寸限 制，故使用级数受到制，故使用级数受到 限制，一般三级，最限制，一般三级，最 多五级。多五级。 因调整下一级配水因调整下一级配水 咀时，必须捞出上一咀时，必须捞出上一 级，故投捞次数多。

30、级，故投捞次数多。 偏心配水管柱偏心配水管柱封隔器封隔器 封隔器应按编号顺序下井；封隔器应按编号顺序下井；各级各级 配水器的堵塞器编号不能混淆，以免配水器的堵塞器编号不能混淆，以免 数据搞混，资料不清。数据搞混，资料不清。 可投捞井可投捞井 中任意一中任意一 级，一口级，一口 井可以下井可以下 多级不受多级不受 限制。限制。 31 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 液力投捞分层注水管柱液力投捞分层注水管柱 1-1-上封隔器；上封隔器；2-2-配水器；配水器；3-3-配水封隔器；配水封隔器； 4-4-下封隔器；下封

31、隔器；5-5-连通器；连通器；6-6-丝堵丝堵 钢丝投捞一投三分分层配水管柱钢丝投捞一投三分分层配水管柱 32 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用 一、指示曲线的几种形状一、指示曲线的几种形状 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) (2) (4) (1) (5) (6) (3) 图图5-16 5-16 几种指示曲线的形状几种指示曲线的形状 （1 1）直线型指示曲线）直线型指示曲线 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) 2 1P2 P1

32、Q1Q2 (6) 图图5-17 5-17 由指示曲线求吸水指数由指示曲线求吸水指数 12 12 PP QQ K 递增式（曲线递增式（曲线1 1） 33 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 垂直式（曲线垂直式（曲线2 2） 油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加；油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加； 仪表不灵或测试有误差；仪表不灵或测试有误差； 井下管柱有问题，如水嘴堵死等。井下管柱有问题，如水嘴堵死等。 递减式递减式不正常的曲线不正常的曲线 仪表、设备等有问题仪表、设备等有问题 （2 2）折线型

33、指示曲线）折线型指示曲线 曲拐式曲拐式 仪器设备有问题，不能应用仪器设备有问题，不能应用 上翘式上翘式 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) (2) (4) (1) (5) (6) (3) 图图5-16 5-16 几种指示曲线的形状几种指示曲线的形状 仪表、操作、设备、油层仪表、操作、设备、油层 性质有关性质有关 油层条件差、连通性不好或不连通油层油层条件差、连通性不好或不连通油层 折线式折线式 新油层开始吸水或油层产生微小裂缝新油层开始吸水或油层产生微小裂缝 （曲线（曲线3 3） （曲线（曲线4 4） （曲线（曲线5 5） （曲线（曲线6 6） 34 采油工程第五章采油工程第五章 注

34、水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 注水量很大而配水嘴直径很小，可能产生汽穴现象注水量很大而配水嘴直径很小，可能产生汽穴现象 注入量，m3/d B 注 入 压 力 (MPa) Pcr Qcr A 嘴后有回压 图图5-18 5-18 嘴后有回压出现汽穴的嘴损曲线嘴后有回压出现汽穴的嘴损曲线 在一定的嘴前压力下，当嘴前与嘴后的压差在一定的嘴前压力下，当嘴前与嘴后的压差PP PcrPcr时，注水量时，注水量Q Q将保持为常数，其值等于将保持为常数，其值等于QcrQcr。 35 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与

35、天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 q P P P2 2 P P1 1 q q1 1 q q I I I q P P P2 2 P P1 1 q q1 1 q q I I I 原因：原因：(1)(1)地层深部吸水能地层深部吸水能 力变差，注入水不力变差，注入水不 能向深部扩散。能向深部扩散。 (2)(2)地层堵塞。地层堵塞。 原因：原因：(1)(1)油井见水以后，油井见水以后， 使阻力减小，使阻力减小， 引起吸水能力增大。引起吸水能力增大。 (2)(2)采取增产措施后采取增产措施后 2.2.指示曲线向左移：指示曲线向左移： 二、指示曲线的应二、指示曲线的应 用用（一）（一） 用指示曲线分析

36、油层吸水能力的变化用指示曲线分析油层吸水能力的变化 1.1.指示曲线右移指示曲线右移 36 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 P q I I I 曲线上移曲线上移 3.3.曲线平行移动曲线平行移动 K K不变不变 原因原因： （1 1）注水见效（注入水使地）注水见效（注入水使地 层压力升高）层压力升高） （2 2）注采比偏大）注采比偏大 原因原因： 注采比偏小，油层亏空注采比偏小，油层亏空 I I I 曲线下移曲线下移 q P 37 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然

37、气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 注意事项注意事项 分析油层吸水能力的变化必须用有效压力来绘制油层分析油层吸水能力的变化必须用有效压力来绘制油层 真实指示曲线；真实指示曲线； 用指示曲线对比来分析油层吸水能力时，应考虑井下工用指示曲线对比来分析油层吸水能力时，应考虑井下工 具工作状况的改变对指示曲线的影响。具工作状况的改变对指示曲线的影响。 （二）井下配水工具工作状况的判断（二）井下配水工具工作状况的判断 1.1.封隔器失效封隔器失效 封隔器失效原因封隔器失效原因 封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封；封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封； 配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外

38、压差配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外压差 达不到封隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。达不到封隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。 38 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 2.2.封隔器失效的判断：封隔器失效的判断： 主要表现主要表现油套压平衡油套压平衡 注水压力不变（或下降）而注入量上升注水压力不变（或下降）而注入量上升 第一级封隔器失效的判断第一级封隔器失效的判断 油、套压及注水量变化油、套压及注水量变化 正注井：正注井： 油、套压平衡；注水量突然增加，油压相应下降，套压上升油、套压平衡；注水量突然增加，油压相

39、应下降，套压上升 合注井合注井： 油、套压平衡；改正注后，套压随油压变化而变化油、套压平衡；改正注后，套压随油压变化而变化 第一级以下各级封隔器密封性的判断第一级以下各级封隔器密封性的判断 油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升 39 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 例例1 1 第一级封隔器失效第一级封隔器失效 a a：封隔器以上有吸水层：封隔器以上有吸水层： 40 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦

40、国盈焦国盈 反映为：反映为： P P套 套 ，P P油 油 油套压接近平油套压接近平 衡衡；或；或 P P套 套随 随P P油 油变 变； 控制层段的吸水控制层段的吸水 量上升而导致全量上升而导致全 井的吸水量上升。井的吸水量上升。 IIIIII I I I I II 1 2 41 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 IIIIII I I I I II 2 3 1 B B：封隔器以上无：封隔器以上无 吸水层：吸水层： 反映为：反映为： P P套 套 P P油 油=C =C Q=CQ=C 42 采油工程第五章采油工程

41、第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 IIIIII I I I I II 2 3 1 1 例例2 2 第二级以下各级封第二级以下各级封 隔器失效：隔器失效： 反映为：反映为：p p套 套=c =c，p p油 油， ，QQ 如图，设如图，设2 2级封隔器失效。级封隔器失效。 全井测试：全井测试：Q Q （微）（微） 投第一球：投第一球：Q QI I+Q+QII II=Q =Q1 1 （微）（微） 投第二球：投第二球：Q QI I =Q =Q2 2 各层吸水量：各层吸水量： Q QI I=Q=Q2 2 K K1 1 Q QII II=Q =Q

42、1 1-Q-Q2 2 K KII II Q QIII III=Q-Q =Q-Q1 1=C K=C KIII III=C =C 1 2 43 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 中间某级封隔器失效后，指中间某级封隔器失效后，指 示曲线上的反映：示曲线上的反映： 上层段：上层段：K K 下层段：下层段：K K 上层段上层段 下层段下层段 Pt Q 44 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 3.3.配水嘴故障配水嘴故障 注入量，m3/d 注

43、入 压 力 (MPa) 水嘴堵塞水嘴堵塞 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) 水嘴孔眼刺大水嘴孔眼刺大 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) 掉水嘴前后指示曲线掉水嘴前后指示曲线 注入量，m3/d 注 入 压 力 (MPa) 底部阀不密封底部阀不密封 45 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 配水器失效：注水量逐渐下降，直至不进水，指 示曲线向压力轴方向偏移；注水量逐渐上升，指示曲 线向注水轴偏移；注水量突然上升，指示曲线向注水 轴偏移。 管柱失效：全井注水量猛增，层段指示曲线与全 井指示曲线相似

44、；层段指示曲线与水嘴掉时相似；注 水量上升，油压下降套压上升，层段批示曲线向注水 轴偏移。 46 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 NONO：井下工具故障与地层吸水能力变化的区别。：井下工具故障与地层吸水能力变化的区别。 利用指示曲线分析注水井工作时，应将井下工具工作状况利用指示曲线分析注水井工作时，应将井下工具工作状况 与油井生产情况联系起来进行分析。与油井生产情况联系起来进行分析。 问问：当发现某井注水量下降时，有那些原因引起？当发现某井注水量下降时，有那些原因引起？ （1 1）地层堵塞：）地层堵塞：K K

45、渐变渐变 （2 2）注水见效：）注水见效：K K不变，地层压力上升不变，地层压力上升 （3 3）水嘴堵塞：）水嘴堵塞：K K 突变突变 问：问：当发现某井注水量上升时，有那些原因引起？当发现某井注水量上升时，有那些原因引起？ （1 1）油井见水：油井中有显示，）油井见水：油井中有显示，K K （2 2）地层亏空：）地层亏空： K K不变，地层压力下降不变，地层压力下降 （3 3）水嘴被刺大：）水嘴被刺大：K K 渐变渐变 （4 4）水嘴脱落：）水嘴脱落：K K 突变突变 47 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 三

46、、配注准确程度和分配层段注水量检查三、配注准确程度和分配层段注水量检查 1.1.检查配注准确程度的方法检查配注准确程度的方法 %100 设计配注量 实际注水量设计配注量 配注误差 配注误差为配注误差为“正正”说明未达到注入量，称说明未达到注入量，称欠注欠注 配注误差为配注误差为“负负”则说明注入量超过配注量，称则说明注入量超过配注量，称超注超注 %100 注入层段数 合格层段数 层段合格率 2.2.分配层段注水量分配层段注水量 (1)(1)用分层测试资料整理成层段指示曲线用分层测试资料整理成层段指示曲线 (2)(2)在曲线上求出目前正常注水压力下各层注水量及全在曲线上求出目前正常注水压力下各层

47、注水量及全 井注水量井注水量 48 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 （3 3）计算相应注入压力下各层段的相对注水量）计算相应注入压力下各层段的相对注水量 %100 全井注水量 某层段注水量 某层段相对注水量 （4 4）把目前实测全井注水量按上式计算的比例分配给各层）把目前实测全井注水量按上式计算的比例分配给各层 段段目前某层段注水量 目前某层段注水量=某层段相对注水量某层段相对注水量 全井实测注水量全井实测注水量 204060801000 4 6 8 10注 入 压 力 (MPa) 注入量，m3/d 图图5-2

48、7 某井实测层段指示曲线某井实测层段指示曲线 层 段 全井 注水量， m 3/d 相对注水量，% 88 39.9 51 23.1 81.5 37.0 220.5 100 表表5-4 各层段相对注水量各层段相对注水量 第第层段日注水量层段日注水量=230=23039.9=91.7 39.9=91.7 m m3 3/d/d 第第层段日注水量层段日注水量=230=23023.1=53.2 23.1=53.2 m m3 3/d/d 第第层段日注水量层段日注水量=230=23037.0=85.1 37.0=85.1 m m3 3/d/d 49 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院

49、石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 四、嘴损曲线与配水嘴的选择四、嘴损曲线与配水嘴的选择 配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三 者之间的定量关系曲线者之间的定量关系曲线 嘴损曲线：嘴损曲线： 图图5-28 KGD-110配水器嘴损曲线配水器嘴损曲线 50 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 油层无控制（不装水嘴）注水油层无控制（不装水嘴）注水 Q=KP P=PtPHPfrPe P= PtPHPfr 油层控制（装上水嘴）注水油层控制（装上水嘴）注水

50、Qd=KPd Pd = PtPHPfrPcfPe Pd= PtPHPfr （一）新投注井水嘴选择方法（一）新投注井水嘴选择方法 用用745-5745-5定压单流阀等组成的注水管柱进行投球测试定压单流阀等组成的注水管柱进行投球测试 整理出分层及全井指示曲线整理出分层及全井指示曲线 51 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 用各层段配注量用各层段配注量Q Qd d在分层指示曲线上查得各层的配注在分层指示曲线上查得各层的配注 压力压力P Pd d 用已确定的井口压力减分层配水压力求各层的井口嘴损用已确定的井口压力减分层配

51、水压力求各层的井口嘴损 根据各层需要的嘴损和配注量，在相应的觜损曲线上查根据各层需要的嘴损和配注量，在相应的觜损曲线上查 得应选用的水嘴大小和个数得应选用的水嘴大小和个数 （二）带有水嘴井的水嘴调配（二）带有水嘴井的水嘴调配 根据下入管柱投球测试资料整理出各层段的指示曲线根据下入管柱投球测试资料整理出各层段的指示曲线 根据分层配注量要求，在层段指示曲线上求出相应的井根据分层配注量要求，在层段指示曲线上求出相应的井 口分层配注压力口分层配注压力 根据实际情况确定井口注入压力根据实际情况确定井口注入压力 （1 1）曲线法）曲线法 52 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石

52、油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 求出水嘴损失求出水嘴损失P Pcf cf 由嘴损曲线求出水嘴直径由嘴损曲线求出水嘴直径 注入量注入量 压压 力力 d0 d Q0Qd Pcf 53 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 2 1 2 层层 段段相对吸水量相对吸水量 % % 第一小层第一小层33.333.3 第二小层第二小层39.639.6 第三小层第三小层27.127.1 例：某井下入例：某井下入 in in 油管，油管深度为油管，油管深度为1000m1000m，设计井口，设计井口 注水压力为注水压

53、力为10.13MPa10.13MPa，分层配注量第一层为，分层配注量第一层为34m34m3 3/d/d，第二，第二 层为层为39m39m3 3/d/d，第三层为，第三层为24m24m3 3/d/d，试选择，试选择745-4745-4配水器的配水配水器的配水 嘴尺寸。该井测得分层吸水剖面资料及全井指示曲线资料嘴尺寸。该井测得分层吸水剖面资料及全井指示曲线资料 如表如表7-2-67-2-6、7-2-77-2-7所示。所示。 表表 7-2-6 层段吸水量表层段吸水量表 54 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 注水方式注

54、水方式油压油压 MPaMPa注水量注水量 m m3 3/d/d 正注正注8.28.2230230 正注正注7.87.8196196 正注正注7.37.3156156 正注正注6.86.8120120 表表7-2-7 全井指示曲线数据表全井指示曲线数据表 55 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 解：解： 第一步：根据层段相对吸水量和全井指示曲线数据，做出分层指示曲线数第一步：根据层段相对吸水量和全井指示曲线数据，做出分层指示曲线数 据表，见表据表，见表7-2-87-2-8。 第二步：据表第二步：据表7-2-87-2

55、-8画出分层指示曲线，如图画出分层指示曲线，如图7-2-197-2-19。 第三步：在分层指示曲线上，根据分层配注量找出分层井口有效注水压力第三步：在分层指示曲线上，根据分层配注量找出分层井口有效注水压力 P P配，如表配，如表7-2-97-2-9。 第四步：根据全井总配注量计算：第四步：根据全井总配注量计算： 油管深为油管深为1000m1000m，查得管损为，查得管损为0.024MPa0.024MPa。 第五步：设计井口注水压力为第五步：设计井口注水压力为10.13MPa10.13MPa，求嘴损（表，求嘴损（表7-2-107-2-10）。）。 第六步：根据第六步：根据P P嘴损，嘴损，Q Q

56、配在图配在图7-2-20,7-2-20,上查得各层嘴子尺寸，分别上查得各层嘴子尺寸，分别 为为 、 、 。 第七步：整理结果如表第七步：整理结果如表7-2-117-2-11。 139097148. 0148. 0 22 QA 8 . 12 9 . 12 5 . 12 56 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 井口注水压力，井口注水压力，MPa8.28.27.87.87.37.36.86.8 分层注水量，分层注水量， m3 第一小层第一小层76.676.665.265.252.052.039.939.9 第第二二小层

57、小层91.091.077.677.661.861.847.847.8 第第三三小层小层62.462.453.253.262.462.432.632.6 表表7-2-8 分层指示曲线数据表分层指示曲线数据表 层位层位配注量，配注量，m m3 3/d/d分层井口有效注水压力，分层井口有效注水压力，MPaMPa 第一小层第一小层34346.556.55 第二小层第二小层39396.456.45 第三小层第三小层24246.406.40 表表7-2-9 分层井口有效注水压力分层井口有效注水压力 层位层位嘴损，嘴损，MPaMPa 第一小层第一小层p p嘴损 嘴损=10.0-0.024-6.55=3.42

58、6 =10.0-0.024-6.55=3.426 第二小层第二小层p p嘴损 嘴损=10.0-0.024-6.45=3.526 =10.0-0.024-6.45=3.526 第三小层第三小层p p嘴损 嘴损=10.0-0.024-6.40=3.574 =10.0-0.024-6.40=3.574 表表7-2-10 分层所需嘴损表分层所需嘴损表 57 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 层位层位 配注量配注量 m m3 3/d/d 设计井口设计井口 注水压力注水压力 MPaMPa 管损管损 MPaMPa 分层井口分层

59、井口 配注压力配注压力 MPaMPa 嘴损嘴损 MPaMPa 水嘴尺寸水嘴尺寸 （数目直径）（数目直径） mmmm 第一小层第一小层343410.010.00.0240.0246.556.553.4263.4262 21.81.8 第二小层第二小层292910.010.00.0240.0246.456.453.5263.5262 21.71.7 第三小层第三小层242410.010.00.0240.0246.456.453.5743.5742 21.51.5 全全 井井979710.010.0 表表7-2-11 分层配注表分层配注表 58 采油工程第五章采油工程第五章 注水注水 石油与天然气工

60、程学院石油工程系石油与天然气工程学院石油工程系 焦国盈焦国盈 嘴损井口有效 PPP （2 2）原理推算法）原理推算法 是一种比较简单并且准确的方法。其选择步骤如下是一种比较简单并且准确的方法。其选择步骤如下 求真实分层指示曲线井的有效注水压力和层段吸水求真实分层指示曲线井的有效注水压力和层段吸水 量所绘制的分层指示曲线，作为真实分层指示曲线实量所绘制的分层指示曲线，作为真实分层指示曲线实 测的资料，提供井口压力和层段吸水量测的资料，提供井口压力和层段吸水量 将各层段的实测井口压力点按上述方法求得相应有效将各层段的实测井口压力点按上述方法求得相应有效 注水压力，再与对应的实际层段吸水量绘制成真实