稳油控水工艺技术

稳油控水工艺技术

目录第一节分层注水及测试工艺技术第二节注水井增注工艺技术第三节注水井化学调剖工艺技术第四节卧式潜油电泵注水第五节周期注水第六节分层找水与堵水技术第一节分层注水及测试工艺技术一、分层注水工艺技术由于不同性质的油层吸水能力和启动压力有很大差别，采用多层段笼统注水，将使高渗透层与低渗层之间出现层间干扰。通过矿场试验证实，在长期笼统注水条件下，就单井而言，每口井都有干扰现象；就层段而言，大部分层段有干扰现象。根据10口井10个层段的注水资料，前者比后者的启动压力平均提高1MPa左右，在井口注入压力为13MPa时，平均层段日注水量降低32％。从注水强度与注水层段砂岩厚度关系曲线趋势看出，注水层段内厚度越小，平均单位厚度注入量越高。图4-1注水强度与注水层段砂岩厚度关系曲线第一节分层注水及测试工艺技术这些都说明，在注水井通过细分层段实行分层配注，有利于减少层间干扰，提高油层的吸水能力，改善注水开发效果。第一节分层注水及测试工艺技术1、分层配水的理论依据配水原理可由下列公式表达：式中Q配——分层控制注水时注入量，m3/d；K——地层吸水指数，m3/（d·MPa）；p井口——井口注水压力，MPa;

p水柱——静水柱压力，MPa；p管损——注入水在油管中的流动阻力损失，MPa；p启动——地层开始吸水率时所需的井底压力，MPa；第一节分层注水及测试工艺技术第一节分层注水及测试工艺技术由上式可知，当p井口、p水柱和p启动不变时，Q配仅随p嘴损而变化，而p嘴损可选用不同直径的配水嘴产生不同的节流损失来达到。也就是说，通过选用不同直径的井下配水嘴来改变井底注水压差，使之达到油层所需的配水量，实现分层配水。第一节分层注水及测试工艺技术2.分层注水层段划分和配注原则

1）中低含水阶段，由于对油层的认识还不够，层段的划分可少一些。2）中、高含水阶段，要把主要的高含水高产水层与相应注水井对应连通的层位单卡出来，并对其它油层根据不同的含水、压力、产能作相应的细分调整，按油井实际的生产状况进行配水。总的原则是处理好层间和平面的差异。

3）同一注水层段内油层要相对均匀，尽量避免和减少在注水过程中的层间干扰。4）在一口注水井中，注水层段不能分得过多。5）加强注水的层段在通过增注措施以后，在不能完成配注水量的情况下，在其它注水井对应连通的层段吸水能力允许的条件下，可以增加水量.第一节分层注水及测试工艺技术第一节分层注水及测试工艺技术3.液力投捞可调层分层注水工艺技术该项技术是一种新型的分层注水管柱，其技术关键是改变了分层配水器的结构、投捞及测试方式。以往的各种分层注水管柱，包括同心式、空心式和偏心式配水器管柱，分层注水量的调整以及分层测试都是通过钢丝投捞堵塞器、更换水嘴或测试仪器来实现的。第一节分层注水及测试工艺技术工艺特点该项分层注水工艺技术由于采用了特别的堵塞器结构设计和投捞方式，因而具有以下四个工艺特点：1）该项工艺适用于φ140mm套管井2～3个层段的注水，在此基础上进一步改进设计，还可以实现4～5个层段的分层注水。由于不同钢丝投捞。因此，最小卡距可以控制在2m以上，可实现小卡距的细分注水。2）通过液力投捞实施水量的调配、测试，不仅工艺简便，而且可用于定向井和斜直井等非常规井。3）更换堵塞器可一次同时完成三个层段的注入量的测试和调整，它消除了逐层调整可能带来的层间干扰，不但速度快，而且较准确。4）由于整个管柱采用支井底的支撑方式，封隔器上带有钢球扶正、密封性好，能较好地起到套管保护作用。第一节分层注水及测试工艺技术4.小直径分层注水注水井套管损坏后不但影响注水井利用率，而且还严重破坏了注采系统，造成区块注采不平衡，导致低压区块的出现，给油田稳油控水带来威胁。尽管大庆油田实行了一套行之有效的套管保护方法，但随油田开发年限的增长，注水井套损总井数仍逐年增多。为了解决套损井分层注水的难题，大庆油田研究应用了小直径分层配水管柱，使部分套损井修复后能进行分层配水，以提高低渗透油层水驱油效率，达到注好水、注够水的目的。第一节分层注水及测试工艺技术5.分层注水工艺在高含水阶段应用效果大庆油田自90年代进入高含水期和高含水后期开采，分层注水在油田处于高含水阶段继续起着更加重要的作用。（1）中、低渗透加强层注水量明显增加，高渗透控制层注水量明显减少，注水结构得到调整（2）提高了低压，低渗透油层的压力（3）细分层注水减缓了含水上升速度（4）细分层注水提高了水驱动用程度第一节分层注水及测试工艺技术二、注水井分层测试工艺技术应用分层测试工艺技术，录取齐全准确的分层动态资料，是大庆油田高含水后期搞好注水结构调整的基础，也是确定分层工艺技术措施和评价措施效果的重要依据。注水井吸水剖面测试工艺是指注水井在一定注入压力条件下的分层吸水量，一般用相对吸水量表示，它反映了地层吸水能力在纵向上的差异。测吸水剖面方法有流量法、同位素法和井温法等，向着组合测井与综合解释方法发展，从而为高含水期油田开发提供更准确的动态监测资料。第一节分层注水及测试工艺技术1.水井连续流量计测井工艺技术水井连续流量计是一种涡轮型非集流式井下仪器。用于水井注入剖面的连续测量。测量时用扶正器使仪器位于井轴中央，通过连续测量井内流体沿轴向运动速度的变化，从而确定该井的注入剖面。第一节分层注水及测试工艺技术（1）测量原理在井眼直径、测速和流体粘度一定的条件下，在单相流体中，涡轮的转速与流体的流速呈线性关系，而流量与套管截面积、流速的关系为：

Q=AiV式中Q——流量，m3/d；Ai——套管横向截面积，m2；V——流体流速，m/d；因流量与流速成正比，所以流量与涡轮转速也成正比

N1=K1Q－a式中N1——涡轮转速，r/min；K1——斜率（仪器常数），r·d/（min·m3）；a——截距，r/min（启动转速）。第一节分层注水及测试工艺技术（2）测量仪器水井连续流量计由流量传感器、磁性定位器、加重、扶正器四个部分组成，仪器的四个部分采用丝扣与滑环连接，呈积木式结构，具有相同仪器的各单体可以互换结构位置，维修方便。仪器指标如下：长度：（包括加重）;外径：45mm;下井供电电流：40mA;耐温：120℃;耐压：60MPa;线性范围：2～400cm/s。该仪器工作原理是由流量测量系统和接箍测量系统所组成。第一节分层注水及测试工艺技术2.注水井放射性同位素载体法测吸水剖面技术（1）测井原理放射性同位素载体法测注水井分层相对吸水量，是将携带放射性同位素离子的固相载体（GTP塑性微球混凝）在规定深度上释放，在紊流状态下同位素载体与注入水形成活化悬浮液。当载体颗粒大于地层孔隙直径时，微球载体就滤积在井壁上。地层的吸水量、滤积在该段地层对应井壁上的同位素载体量、载体的放射性强度，三者之间成正比关系。通过对比同位素载体在地层滤积前后所测得的伽马曲线，计算对应射孔层位上曲线叠合异常面积，异常的大小反映了该层的吸水能力，采用面积法解释各层的相对吸水量，从而确定注入井的分层吸水剖面。第一节分层注水及测试工艺技术（2）测井仪器与辅助设备1）地面仪器放射性同位素载体法测井地面记录系统，大多采用测井通用地面仪器。2）下井仪器①FCLC－120型自然伽马磁性定位组合仪②注入剖面组合仪③FCLY-80型注入剖面组合测井仪3）辅助设备SP-1型防喷装置是注水井进行密闭测井的井口防喷装置，可在注水压力15MPa以下带压施工。该装置具有结构简单，使用操作方便，密封效果好，溢流量低，使用寿命长等特点。第一节分层注水及测试工艺技术（3）测井工艺1）测井条件放射性同位素载体法吸水剖面测井适用于正常注水井，在笼统注水管柱或分层配注管柱中均可进行测井施工，管柱内径要大于46mm。为避免管壁沾污放射性物质影响解释精度，油、套管壁要干净。2）施工工艺在注水井正常注水条件下，配套安装井口防喷装置，采用同位素载体释放器与伽马测井仪器组合一次下井，即可进行密闭测井施工。测井首先录取自然伽马作基线，然后上提仪器至油层顶以上适当深度处释放同位素载体，按设计要求记录施工压力、注水量，录取与自然伽马曲线深度比例及横向比例均一致，且分层清晰的同位素曲线，整个施工中需记录压力曲线，以核查其是否符合施工质量要求。第一节分层注水及测试工艺技术（4）测井资料解释方法用面积法确定分层吸水量，即将活化悬浮液注入前后所测的两条伽马测井曲线校正深度后进行叠合，结合注水情况、岩性、配水管柱情况，分析确定吸水层段，窜槽层段及沾污层段，使用有效方法校正沾污，统计起伏和邻层影响，确定小层相对吸水量，即计算对应吸水层段两条曲线之间包围的放射性异常面积。第一节分层注水及测试工艺技术按如下公式分别计算出分层相对吸水量：式中Si——单层吸水面积，cm3；βi——单层相对吸水量，％；——全井吸水面积之和，cm3。目前，放射性同位素吸水剖面测井资料解释已实现计算机综合解释。按照不同沾污类型，输入各自校正系数，由计算机完成沾污面积校正，有效提高了吸水剖面资料解释的可靠性。第一节分层注水及测试工艺技术（5）测井资料质量影响因素放射性同位素载体法吸水剖面测井主要因同位素沾污、施工工艺、同位素用量，微球粒径选择等因素，影响资料的解释精度。（6）测井资料的应用1）单井资料的应用①笼统注水条件下测井资料反映地层自然吸水状况②检查分层配注及实施效果③检查注入剖面调整效果④选择水井改造层位及检查改造效果2）验窜、找漏及综合分析应用第一节分层注水及测试工艺技术图4-10X6-172井套管外窜槽情况吸水剖面第一节分层注水及测试工艺技术3.井温测井井温测井在油田上大面积应用还处于定性解释阶段。（1）测井原理井温测井的对象是地温梯度和局部温度异常（微差温度）。仪器的温度传感器有单臂探头、双臂探头两种。微差井温测量两点的温差变化，可由相隔一定间距的两个传感器探头温度测量值得出，或由单个传感器探头经时间延迟，比较上、下两点温度测量值得出。当注水井不断地注入冷水（或热水），吸入层的温度趋于稳定后，梯度井温显示为直线。如果关井停注后，由于吸水或出水层的温度与地温差别大，故可根据温度负异常值的大小及趋近地温的快慢，以判断分层吸水和产水能力。第一节分层注水及测试工艺技术（2）井温测井仪1）LWY—1型高灵敏度井温仪该仪器选用铂电阻为感温元件，测量井筒内温度沿井深度的变化，并将温度的变化量转换为电位差输出。同时记录梯度井温和微差井温两条曲线，由磁性定位器测量控制深度。2）JW701型井温仪当井深、温度变化时，电桥两端电位差发生改变，记录电位差变化值，求出地层温度。3）2111和2104井温仪这两种井温仪以铂电阻为感温元件，经电子线路处理，沿井身记录梯度井温，微差井温和接箍三条曲线。第一节分层注水及测试工艺技术（3）解释方法井温曲线采用叠合法解释，以最末一个吸水层位以下的静水柱中的温度曲线为标准，将各条梯度曲线按正常注水的动态曲线和关井后的不同时间静态曲线叠合在一起，并用套管接箍曲线统一各条曲线深度，在图的左侧绘上微电极或自然电位曲线，标明射孔层位、井深、有效厚度、有效渗透率。在解释井温曲线时，还需注意其它影响因素。第一节分层注水及测试工艺技术4.注水井边测边调工艺技术（1）工艺原理该项技术的主要设备是一种电动测调仪，并将偏心配水器中的堵塞器用测调阀代替。利用电动测调仪，一次下井可以对偏心配水器中的所有测调阀进行调整，同时可进行流量测试，并根据测试结果调整测调阀，直到注水量达到配注要求为止。该技术调整与测试同步，卡距小，测调1口有4个层段的井，只需1～2d左右时间，与原偏心注水调配技术对比，可以大幅度减少调配注水量的工作量，比原有工艺提高功效2～3倍。（2）现场试验效果在地面模拟试验成功的基础上，进行了3井次现场试验，从仪器定位、测试、调整等均能顺利完成。第一节分层注水及测试工艺技术5.注水井直接验封监测工艺技术（1）技术原理该项技术主要仪器工具包括专用电缆投捞工具、测压堵塞器、高精度振弦压力计、地面二次仪表等。在下偏心配水管柱的注水井内进行测试时，应用专用电缆投捞工具将测压堵塞器投入偏心配水器孔内，测出被封隔器和测压堵塞器所封隔层段内的压力变化资料，进而判断该测试层段是否密封，并在测试层段密封的情况下测出分层压力降数据及注入量。测试的压力数据由电缆传递到地面，通过转换接口送入计算机进行记录、存储、绘图和试井分析。第一节分层注水及测试工艺技术（2）技术特点该项技术与常规封隔器验封技术相比具有以下特点：1）两次起下可完成一个层段的分层测压与验封工作，效率是常规技术的2倍。2）不但可以获得验封资料，还可以取得压力降落资料和分层注水量资料，可进行试井分析，解释出有关地层参数，为合理进行注水结构调整提供资料。3）采用电缆传输压力资料，用计算机记录、存储、绘图，直观迅速，可进行现场判断。（3）现场试验及推广情况该项技术现场试验18口井42个层段，除1个层段因原堵塞器未打捞上来不能测试外；其余41个层段均取得合格资料，测试成功率达％。第一节分层注水及测试工艺技术6.小直径噪声测井仪（1）测井原理通过噪声传感器把流体中的压力振动转换成电压振荡信号，其幅度的峰值，通过前置放大与线性放大器及信号处理部分的控制器后输出地面AT+系统，由AT+系统接收并回放后，可以绘制出信号幅度随深度变化的曲线和噪声信号的频谱曲线，从两种曲线可以判断测井的泄漏、窜槽等情况。第一节分层注水及测试工艺技术（2）井下仪器结构及主要技术指标小直径噪声仪仪器结构主要由噪声传感器和电子线路两部分组成。与AT+地面设备完全匹配，可直接与AT+地面设备连接。主要技术指标如下：仪器外径：φ25mm；仪器长度：550mm；耐温：80℃；耐压：20MPa；接收声频：100Hz～20kHz；灵敏度：≥208dβ；工作电压：75V高增益；90V低增益。（3）现场试验及推广应用效果1）与AT+噪声仪的对比测试;2）套管井封窜效果检查;3）环空井找窜;4）低产量井找窜;5）注水井找漏第二节注水井增注工艺技术一、注水井多裂缝压裂技术1.工艺原理注水井多裂缝压裂技术是利用压开层或部位吸液能力大的特点，在压完一个层或部位之后，在较低的压力及排量下，挤入水溶性转向剂，暂时封堵已压开层或部位，迫使压裂液转向其它层或部位，以形成新的裂缝，再堵再压，达到一个层段压开数层的目的。在造缝过程中，井底压力与时间的变化曲线与普通压裂基本是相同的。第二节注水井增注工艺技术2.注水井多裂缝压裂的适用条件1）压裂油层的裂缝以水平裂缝为主;2）压裂层段内油层较多，且夹层薄，封隔器卡不开，已按常规射孔的油层;3）一般应用于射孔完井的油层;4）符合上述地质特点的重复压裂层段;5）在第一条缝的破裂压力低于35MPa且加砂过程中压力有一定的下降幅度，方可进行多裂缝压裂。5.压裂设计要求1）施工目的;2）明确取全施工井的基础数据;3）注明施工工序;4）确认压裂方式（多裂缝计算蜡球量）;5）根据地层条件及油水井生产动态，确定是否需要酸化，以降低破裂压力;6）设计加砂量;7）设计施工管柱;8）准备好施工材料。第二节注水井增注工艺技术3.现场应用效果注水井多裂缝压裂从推广应用以来至1994年底，共施工207口井、491个层段、746条裂缝，平均单井造缝条，平均每条裂缝加砂3，压后对比151口井，初期平均单井日增注3，比普通井提高3/d，其中萨、喇、杏油田压裂175口井、416个层段、666条裂缝，平均单井造缝条，平均每条缝加砂3，压后对比136口井，初期平均单井日增注水量3。第二节注水井增注工艺技术二、注水井酸化技术1.固体酸增注固体酸增注具有反应速度慢，作用距离较远，解堵效果好，管线腐蚀率低等特点。施工时不动用配液和泵注设备，可用注入水作动力将酸料投入井内：适用于油田含油污水和地面污水回注的注水井。（1）作用原理固体酸主要由表面活性剂、杀菌剂、缓蚀剂及铁离子络合剂等组合而成；表面活性剂：起到改变地层润湿性作用，对油污起稀释、降粘、溶解分散作用；杀菌剂：主要对硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌起杀灭和分解的作用；缓蚀剂：可以减轻酸对油、套管及井下工具的腐蚀。第二节注水井增注工艺技术（2）性能测定1）水不溶物含量（45℃）：％；2）水不溶物粒径：0～4μm；3）硫酸盐（SO32-；20℃）：％；4）饱和溶液pH值（20℃）：；5）结合Fe3+能力：（料）；6）溶解能力：Fe2O3（料）；FeS（料）；CaCO3（料）；7）腐蚀速率（45℃，45#钢片）：（m2·h）。第二节注水井增注工艺技术图4-12不同注入水量下固体酸溶解速度（3）固体酸在不同注水量下的溶解速度固体酸溶解速度与注水量、注入水温度有关，通过中间模拟实验绘制出不同注入水量下的溶解速度曲线如图4-12所示。第二节注水井增注工艺技术（4）近似推算含固体酸的注入水由井口进入地层所需时间公式式中t——注入水由井口进入地层所需时间，min；H——地层深度，m；D——油管内径，m；q——注水量，m3/min。由注水量从井口到达地层所需时间的计算公式，可推算出不同注水量进入地层的时间，见图4-13。图4-13不同注水量由井口到地层所需时间第二节注水井增注工艺技术第二节注水井增注工艺技术（5）预算固体酸现场用量现场中由于地层条件及注水时间不同，机械杂质的沉积在地层中的效果和污染程度也不同，因此现场施工的用量根据不同地区注水井的污染情况及水质情况采用不定期酸化。第一次可预投酸料150～250kg,观查酸化效果及恢复注水情况后，确定下一次投酸日期和酸量。第二次施工用量要比第一次少，一般在一个施工周期内酸量不超过450kg，即可达到目的。第二节注水井增注工艺技术（6）现场应用效果固体酸酸化多用于加密调整井，地层渗透率低达不到注水要求的井，如宋芳屯等油田固体酸酸化11口井，平均单井加酸279kg，在相同注水压力下对比，单井日增注26m3,有效期40～60d。据萨中油田6口井及其它调整井统计，在相同注水压力下，酸后初期平均单井日增注148m3,一个月后日增注为3,两个月后为44m3，最长的有效期90d以上，成功率达100%。由于这项工艺施工简单，不需专用设备，由采油队就可以实施，因此应用比较广泛。第二节注水井增注工艺技术2.强排酸增注（1）作用原理强排酸液是由土酸和助排剂按一定比例混合而成的酸处理液，酸化机理与土酸酸化的机理相同。由于在相同条件下，浓酸反应时间比稀酸长，通过加大盐酸和氢氟酸的浓度比（由原来的7︰3增加到12∶6）相应地提高了酸液的浓度。助排剂是亲水性化学药剂，能够阻止备氢氟酸溶解后的一些离子再度产生的胶状物沉淀，同时也能够把酸液溶解不掉的粘土和淤泥等杂质颗粒形成的絮凝团破坏掉，使造纸可以呈悬浮状，易于随残酸排出。第二节注水井增注工艺技术（2）现场施工工艺注水井停注后，下入酸化管柱，酸化时先用热活性水洗井至人工井底，然后用酸化车，在一定的压力和排量下用清水替挤，将酸液正挤入地层，待关井反应1h以后，即使地用高压压风机反举排残酸和酸反应物，在恢复液面8～10h后，再进行第二次气举排酸。一般情况下气举2～3次方可完成。第二节注水井增注工艺技术（3）现场应用效果为了使差油层尽早投入注水开发，对排液转注井曾大量采用了强排酸措施，仅1991年至1993年共施工800多口井，其中1993年为569口，占当年转注井数的％，平均单井排液时间减少100d，有效地缩短了排液周期。注水井注水后采用强排酸酸化增注效果明显。经21口注水井统计，平均单井日注水量由19m3增加到108m3，其中高101—22井，措施前下不吸水，强排酸后在相同压力下日注水量达187m3。第二节注水井增注工艺技术3.胶束酸增注在土酸中加入胶束剂后，形成胶束酸，它兼有酸液和胶束的特性，是一种新型的酸化工艺，主要应用于过渡带的水井。（1）作用原理胶束酸是用BDC—101胶束剂取代常规土酸中的ABC表面活性剂而配制的一种酸液，BDC—101胶束剂是一种高效表面活性剂的复合物，当其溶于水基酸液中时，其分子首先浓集在水基液表面，形成酸液与空气界面上的吸附层，亲水基一端向酸液，亲油基一端向空气。第二节注水井增注工艺技术（2）胶束酸的主要特点1）能同时解除无机固体和有机物堵塞；2）酸与地层水或原油相遇不产生乳化或沉淀；3）有较低的界面张力；4）具有悬浮小颗粒的能力；5）胶束剂具有较强的洗油能力。（3）现场应用效果据14口井胶束酸酸化效果统计，有效成功率100%。初期单井平均日增注55m3，有效期14mon。第二节注水井增注工艺技术4.注水井两级酸增注注水井的两级酸增注工艺是相对于挤单一土酸而言的，主要适用于渗透率较高的注水井的后期堵塞。（1）作用原理由于在注入水矿化度较高的水井上进行常规土酸酸化时，土酸会与大量的钙、镁离子相接触，产生CaF2或MgF2二次沉淀，使酸化效果越来越差。因此，在土酸酸化之前，向地层注入HCl，清除油管壁铁锈水垢后，再酸化地层。这样既可把地层水驱走，避免HF和地层水接触形成沉淀，造成二次污染，还可使岩石中的粘土、长石等充分溶蚀，提高酸化效果。（2）现场应用效果统计采用两级酸化工艺措施的41口井，初期单井平均日增注3，有效期约13mon，起到了较好的增注作用。第二节注水井增注工艺技术5.缓速酸增注（1）作用原理缓速酸是用MP多功能添加剂取代土酸中的ABC表面活性剂和冰醋酸配制而成的酸液。这种添加剂作为缓速剂能够降低酸液表、界面张力，提高酸液穿透能力，并且与酸液及地层的配伍性好，能抑制酸渣的凝结，使形成的微粒残渣溶解分散不产生沉淀。加入MP多功能添加剂后，随着酸液的推进，虽然盐酸与地层岩石的反应速度受到了抑制，但是氢离子的消耗仍然是较快的，冰醋酸是一种有机弱酸，当盐酸的活性耗尽后，这时冰醋酸会进一步电离出氢离子，延长酸液与岩石的反应时间，提高酸液的有效处理半径。第二节注水井增注工艺技术（2）土酸与缓速酸表面张力和界面张力对比与土酸相比，缓速酸具有较低的表面张力和界面张力，因此可减少毛细管力和贾敏效应造成的阻力，同时亦可减轻油水在油层中的乳化，（3）现场应用效果统计应用缓速酸增注措施的20口井，工艺成功率100％，初期单井平均日增注达3，有效期平均达7mon。第二节注水井增注工艺技术三、波动增注工艺技术1.超声波采油技术（1）超声波对地层作用的基本原理1）解除地层堵塞；2）使油层产生微裂缝；3）提高油层的渗透率；4）降低流体的粘度：①解聚降粘；②热降粘第二节注水井增注工艺技术2.水力振荡解堵采油技术（1）水力波在油层内的作用原理水力波是一种脉冲波，可在流体内建立起振动场，以强烈的交变压力作用于油层，在油层内产生周期性的张应力和压应力，对岩石孔隙介质产生剪切作用，使岩石孔隙表面的粘土胶结物被振动脱落，解除孔喉堵塞。对于堵塞于近井地层孔道中的机械杂质，在脉冲振荡波的作用下，杂质与孔道壁间的结合力将在疲劳应力下遭受破坏，使其振动脱落，并在洗井过程中受到上浮流体的悬浮力，而被排出井筒，达到解除地层杂质堵塞的目的。第二节注水井增注工艺技术（2）技术特点1）现场施工所用设备简单，施工方便，易于推广。施工人员不接触毒品，易燃、易爆品，工作安全。2）有效率高，适用性强，尤其是在不能上常规措施的井或上常规措施无效的井上应用，对提高产能及降低油井含水等有特殊作用。3）费用低廉、增产幅度较大，经济效益好。第二节注水井增注工艺技术3.低频振动处理油层工艺低频振动处理油层工艺就是利用弹性振动能量作用于油层，增加油的相渗透率及毛管渗流和重力渗流速度，促使石油中的原始溶解气及吸附在地层中的天然气进—步分离，达到提高采收率的目的。（1）低频波对油层的作用原理1）低频波动场提高低渗透油层的渗透率2）低频波动场提高水淹层采收率第二节注水井增注工艺技术（2）技术特点低频振动处理油层技术与其它油层增产措施相比，具有较多的优越性。1）低频振动处理油层时，油相渗透率增加值比水相渗透率增加值高，使油水界面张力降低，从而可提高水驱油毛管驱速度和油层原油采收率。2）从生态角度来讲，振动处理油层是最清洁的技术，并可与传统的提高石油产量方法相结合，是一种节能型技术。用该技术处理油层可采出低渗透层和水淹层内40％～60％的剩余油。3）该方法能耗低，每增产1t原油增加的耗电量不超过500W·h。4）一点振动可大面积处理油层，波及半径不小于1km，使较多油井受效，一次处理的有效期为六个月到一年。5）对油层不造成伤害和破坏。6）设备简单，操作方便，便于推广。第二节注水井增注工艺技术4.井下低频电脉冲采油技术（1）低频电脉冲对地层的热生作用在井下放电过程中，电爆炸会在两极间形成一个等离子区，产生冲击波并释放出大量的热，因此地层同时受到高温和连续强脉冲的共同作用。当冲击波以10-6s的持续时间通过处理场时，在岩石中形成受力状态复杂的微裂缝网，这是由于当一系列脉冲作用于岩石时，在弹性变形或塑性变形的初始阶段岩石的极限强度增大，而在结构破坏阶段产生破坏应力，在岩石中形成裂缝。在周期性强脉冲放电的不断作用下，还可将井筒内、射孔孔眼中及地层内的无机沉淀物、胶质及机械杂质堵塞物破坏、振落和移动，当等离子区达到最大时，空化作用不断产生。空化现象是低频电脉冲处理油层技术的重要作用之一，由于空化作用产生的二次压力波的辐射作用，使地层内的压力高于井筒内的压力，形成较大压力梯度，迫使近井区域内被冲散的污染物质反吐到井筒内，从而可解除近井区域的地层污染，改善近井地层的渗透率。第二节注水井增注工艺技术（2）技术特点1）井下放电强声场采油机理主要在于能解除近井地带的污染，造成微裂缝，改善其渗流特性，使原油储集层与井筒的通透性强。2）现场施工工艺简单，并可与常规修井相结合。修井时，起完井下管柱后，借助修井架或在吊车配合下完成放电作业。3）该技术一次投资少，能耗只有1000W，十分经济。第二节注水井增注工艺技术四、磁增注工艺技术磁增注技术于1984年由萨中油田开始研究和试验，1986年在全油田推广应用，为油田开发起到了积极的作用，也取得了良好的经济效益。1.磁处理装置的设计与检测（1）磁性材料油田开发中，用于注水井增注的磁化装置建立其内部的恒定磁场可有两种途径，一种是用电磁铁，另一种是用永磁体。在油田注水井增注上，磁化处理装置都采用稀土永磁材料。目前永磁材料主要有三大类：一是铝镍钴；二是铁氧体永磁；笫三类是稀土永磁。

第二节注水井增注工艺技术2.油田注入水的磁化效应（1）磁场对水表面张力的影响（2）磁场对水中腐生菌繁殖的抑制（3）磁场使水中的悬浮物粒径变小（4）磁场处理水对盐分的溶解增加（5）磁场处理水的各种离子变化（6）磁处理水抑制粘土矿物膨胀作用第二节注水井增注工艺技术3.磁增注器的安装（1）磁增注器的安装方式1）内磁式永磁增注器的安装有三种形式。①井下安装。②是在井口管线上安装。③在井口管线上把卡箍卸下，把增注器塞进管线内即可。2）外磁式安装有两种形式。①常用的可塞外磁式。②是外卡式。第二节注水井增注工艺技术（2）增注器的选择1）内径的选择。油田水井差异大，日注水量从几立方米到几百立方米。经萨中、杏北、葡萄花三个油田的100多口井对比，注水流速过低或过高，磁处理效果都不理想，最佳的磁处理效果流速在～，所以根据注水井的日注水量选择增注器内径的大小控制流速，一般日注量低的井选用安装简便的可塞式磁增注器。2）磁程的选择。为了保证磁增注效果，应在大注水量的井上安装增注器时采用并联和串联方式，并联使注入水分流，串联使磁程加大。3）磁场强度的选择。油田注入水分污水和水源水，注水井有老井和新投注井，一般在安装增注器时对老井和污水回注井选择场强较高一点。污水矿化度高，为达到好的增注效果选择合适的增注器是必要的。第二节注水井增注工艺技术（3）增注井的选择增注井的选择做到三选三不选。三选是选择完不成配注方案井；选择刚采取过压裂、酸化等增注措施过后的井，以此延长和保持措施效果；选择注水压力在破裂压力点以上注水的注水井，以此降低注水压力。三不选是注不进水的井不选，待采取压裂、酸化后再装；控制注水井不选；实验井不选，以免和其它技术发生冲突。第二节注水井增注工艺技术4.磁增注现场应用效果1986年初，磁增注技术的研究由室内走向现场，各油田均开辟了磁增注技术应用试验区和试验点。经过三年的试验，结果是肯定的。油田注入水经过一定强度的磁场处理后有明显的增注作用，大部分注水井指示曲线反映出启动压力降低，吸水指数增大。到目前全油田有24％以上的注水井安装了永磁增注器，有效率达70％，增注率15％以上，取得了良好的经济效益。第三节注水井化学调剖工艺技术工艺原理化学调剖技术是利用非均质油层间的吸水启动压力不同，在较低注入压力下，注入化学调剖剂，使之优先进入并封堵启动压力较低的高吸水层或部位的炮眼和井筒附近油层孔隙，从而降低高吸水层和部位的吸水能力，提高全井的吸水启动压力，达到使低渗透低吸水层增加注水的目的。第四节卧式潜油电泵注水大庆油田注水系统采用的是离心泵和柱塞泵，由注水站负担大面积的区域注水工作，注水泵站注水压力一般控制在13～16MPa，在这一压力下，渗透率高的油层可以满足注水要求，甚至超注，而对渗透率低的油层，效果不明显，甚至注不进水，不能满足低渗透率和特低渗透率油层增压注水的需要。因此，需要对原有的注水站进行技术改造。此外，新投入开发的低渗透率和特低渗透率油田，地处比较分散，油层注不进水。为了使这部分油田的低渗透率和特低渗透率油层注进水、注好水。本着“少投入，多产油，降低成本，经济开发”的原则，借鉴国内外低渗透油田开发经验和技术，研制出了常压下（来水压力1MPa以下）和高压下（来水压力12MPa以上）两种注水方式，三种结构的注水电泵。第四节卧式潜油电泵注水经过现场试验和推广应用表明，采用潜油电泵注水，在不需单独建站的条件下，可实现一泵一井和一泵多井注水要求，充分体现了潜油电泵排量大，注水压力高，安装简单，管理方便等特点，能满足油田生产和注水工艺的要求，工作稳定可靠，成本低，经济效益好。潜油电泵由地下到地面使用，由井下自由垂直状态改为地面水平工作，改变了原有的工作状态。潜油电泵地面工作与井下所受到的温度、压力状况也完全不同，因此，在技术上需要解决常压和高压注水过程中电泵的密封、水平对中、防振动及同轴度处理等一系列技术关键。第四节卧式潜油电泵注水一、电泵地面水平注水的工作原理潜油电泵用于地面注水工程由控制柜、电机、密封段、潜油泵、电机底座、泵支承、混凝土基础，地面管线等八部分组成，见图4-21。采用地面电机，来水入口与密封段连通，潜油泵水平放置，电机通过密封段带动潜油泵转动，由潜油泵各级增压来满足注水井配注的要求，由出口闸门控制调节一定的排量和注水压力。图4-21水平泵地面注水示意图第四节卧式潜油电泵注水二、电泵水平注水需要解决的技术关键潜油电泵由井下的自由垂直状态改为地面水平工作，改变原有的工作状态，存在着密封、水平、振动、轴向力处理，同轴度等一系列问题，同时由于潜油电泵地面工作与井下所受到的温度、压力状况完全不同，因此，需要解决以下几方面的技术关键：1.电泵水平注水的密封潜油电泵在井下工作密封部分主要是通过保护器以防止井液进入潜油电机，造成机组损坏。保护器中的机械密封处于油浸状态，保护器内外的压力是平衡的。潜油电泵用于地面注水，采用地面普通电机来代替潜油电机以缩短整个系统长度。井下电机保护器的密封形式已经不适应地面情况，必须重新设计密封段，以满足注水工艺的要求。第四节卧式潜油电泵注水2.密封部分自重处理高压注水泵的密封部分，都有由于自重造成密封轴弯曲现象，针对这种现象，设计了密封联接体与泵端轴套之间的自润滑——滑动轴承（钢背复合轴承）。密封腔轴通过滑动轴承对密封体起到支撑作用，从而避免了密封装置由于自重原因产生的弯曲变形现象，保证了密封部分长期平稳工作。第四节卧式潜油电泵注水3.电泵水平注水轴向力的处理潜油电泵在井下工作时，泵的轴向力最终传向保护器上推轴承，而其在地面工作时，地面电机不能承受轴向力，因会造成电机负载过大，影响电机的使用寿命。高压注水电泵，常压注水电泵均在密封前端装有向心推力球轴承，来承受一定的轴向力和较小的径向力，防止由于轴向力的作用给电机带来损害。第四节卧式潜油电泵注水4.电泵水平注水的水平调节、振动和同轴度处理（1）电泵注水的水平调节潜油电泵在地面注水时呈水平位置，改变了泵的垂直运行状态。由于泵体较长，如果泵体安装精度不够，水平差距较大，就会增大导轮与导壳，导壳与泵壳之间摩擦力，缩短泵的使用寿命，影响泵效，给电机增加额外负载。为了克服由于电泵水平放置产生的弯曲现象，设计了可调节的泵支座，有效合理间距的多支承结构，保证泵水平状态下平稳工作。第四节卧式潜油电泵注水（2）电泵注水振动处理地面电机的转速一般都在2900～3000r/min，在这种高速旋转的带动下，会使密封段、泵体、电机产生剧烈的振动，强烈的振动会影响整个系统的水平状态。采用混凝土基础，将电机、密封段、泵支承紧固在基础上，并在密封段、泵体上设有卡瓦加以固定，控制了整个系统的振动，保证注水泵平稳的工作。第四节卧式潜油电泵注水（3）电泵注水的同轴度处理由于电机与密封段采用背轮连接，密封段与泵之间采用花键套连接，这样就存在系统同轴度问题。如果电机、密封段、泵的同轴度偏差过大，会造成轴与轴套之间磨擦过大，至使轴承发热，温度升得过高。为此，在电机与密封段之间采用弹性连接，在密封段与泵之间采用止口连接。安装投产时，以电机轴为起点，用百分表（精度）来找电机与密封之间的同轴度，保证其轴向上不差，径向上不差。同时用地面测绘仪来找正系统的同轴度。5.潜油电泵地面注水的冬季保温为了保证电泵在冬季实现野外注水，在泵体、密封段的表面敷设保温层或可发热装置，使介质水不结冰，防止了阻塞叶导轮影响注水。第四节卧式潜油电泵注水三、潜油电泵注水系统设计应用潜油电泵水平注水要达到的目标，就是要使整个潜油电泵水平注水系统达到优化设计，使其平稳、合理、高效地运行。1.系统设计的原则1）泵的排量、压头要与注水井所需的注水量和压头相匹配；2）电机的功率要与在排量、压头下的泵轴功率相匹配；3）注水系统的流程设计要满足泵正常工作及维护时的要求。第四节卧式潜油电泵注水2.潜油电泵和电机的选择（1）泵的选择潜油电泵是由多级离心泵组成，不同型号的离心泵，具有不同的排量和压头，因此，可以根据所需注水量来选择合适型号的潜油泵，然后再根据注入压力和泵的单级离心泵的压头来确定注水泵所需总的级数。

式中n——注水泵所需总的级数；

H——泵注水压头，m；h——单级离心泵的压头，m/级。第四节卧式潜油电泵注水（2）电机的选择泵的型号、排量、压头及泵效确定后，就可用下面公式计算泵的轴功率。式中N轴——泵的轴功率，kW；

Q——泵排量，m3/d；H——泵注水压头，m；

ρ——液体重度，kg/m3；η泵——泵效，％。第四节卧式潜油电泵注水泵的轴功率确定后，可以通过计算密封装置所消耗的功率计算出电机的功率。

式中N电机——电机功率，kW；

N轴——泵轴功率，kW；N密——密封装置消耗的功率，kW。第四节卧式潜油电泵注水3.注水流程设计根据工艺特点，为延长注水泵使用寿命，在泵入口处置精细过滤装置、磁防垢器，以防止注入水中的脏物、杂质导致叶轮结垢过多，同时防止这些物质进入油层导致油层堵塞。在泵出口处又设有回流系统，排污闸门，可以在不停泵的情况下维修注水流程。此外，为了防止由于突然断电或由于欠载造成的停泵时，导致地层水回流现象发生，在泵出口处装有单流阀等，见图4-24。同时为了便于维修时拆卸方便，在泵吸入口处安装了法兰，在泵出口处安装了卡箍。第四节卧式潜油电泵注水第四节卧式潜油电泵注水四、电泵地面水平注水室内试验注水泵组装完成后，在出厂前必须做泵特性试验、电机空载试验、密封承压试验，完全符合标准后方可投入现场安装使用。1.泵特性试验泵特性试验应选用相匹配的潜油电泵机组泵效达到设计值，扬程、排量均应达到所设计的数值。第四节卧式潜油电泵注水2.电机空载试验做电机空载试验前，应先测量三相直流电阻平衡度，平衡度不能超过5％。三相绕组以地绝缘大于500MΩ。接通电源使电机在工作电压下运转，要求电机三相空载电流不平衡度不超过10％，同时电机运转平衡，无异常现象，轴承运载正常。3.密封承压试验密封承压试验可分为高压密封试验和常压密封试验。密封试验前，先将电机与密封体连接好，进行盘轴应轻松灵活。高压密封试验用试压泵，给密封段加压达到13～15MPa，常压密封试验入口压力控制在1MPa以内。第四节卧式潜油电泵注水五、注水泵的安装和投产水平注水电泵完成室内试验后在现场进行安装、投产。其步骤是：1）电机及泵底座要采用混凝土结构，以减少振动；2）安装电机及密封段，并调平；3）泵盘轴后进行泵安装，并与密封段连接好；4）与来水入口、出口管线相连接；5）整个系统调水平，找直线；6）安装控制柜，连接好电机电源线；7）按离心泵启动程序进行启泵。第四节卧式潜油电泵注水六、现场试验及应用效果自1994年开始研究试验水平注水电泵以来至1995年底，全油田已推广使用42台，预计1996年推广应用40台。根据注水电泵吸入室密封方式的不同，目前，注水电泵有盘根密封式、机械密封式、潜水电机式三种结构，泵外径为101mm，130mm，168mm三个系列，排量从20m3/d到700m3/d规格的注水电泵均已投入生产。注水电泵投产后有80％以上已运转一年，而未出现任何故障，时间最长的已达两年以上，注水平稳可靠，操作简单，管理维护方便，经济效益高满足了低压区块、低渗透油层及低渗透油田注够水注好水的需要。第四节卧式潜油电泵注水1.增压注水电泵增注效果明显萨中油田高台子油层6口电泵增压注水井，分别提高了～（平均）注水后，日注水量由增压前的132m3提高到增压后的781m3，日增注649m3，单井平均日增注3，满足了配注要求。与注水井连通的油井日产液量、日产油量、日产水量均上升，改变了原来低压区块的面貌。第四节卧式潜油电泵注水2.常压电泵注水经济效益高采用常压注水电泵注水，可实现分散水源，就地打井，低压来水，电泵高压注水，不需集中建站。如大庆新开发的低渗透油田普遍采用注水电泵高压供水的注水技术，可为油田节约大量资金。杏西油田现有注水井9口，两口最边缘的井相距4km，采取了就地取水，就地建站，就地增压注水的办法，使用了70m3/d×18MPa，180m3/d×18MPa卧式注水电泵，就地注水，取得了较好的效果和经济效益，可节省％的注水基建投资，约合24.1×104元人民币。第四节卧式潜油电泵注水3.注水电泵综合投资效益高于柱塞泵采用注水电泵一次性投资比柱塞泵费用低，管理方便，还节约了维修费用，大大提高了综合经济效益。注水电泵注水一次性投资与柱塞泵相比，金腾油田节约了8.5×104元人民币，杏西油田节省了48.8×104元人民币，头台油田5个注水站共节省了一次性投资费用103.2×104元人民币。使用同等排量、压力的注水电泵和柱塞泵维修次数和费用对比，使用柱塞泵平均每年维修次，年平均维修费用4.3×104元人民币；使用注水电泵，平均每年维修次数为次，年平均维修费用只需0.114×104元人民币。第五节周期注水采用周期注水方法改善高含水期油田的开发效果，是国内外油田后期开发中的一项重要措施。周期注水方法的特点是：不改变原有的层系划分、井网形式，可以保持注采总液量不变。在常规注水开发系统的基础上，改变注采作业制度，是可以实现的一种水动力学提高水驱效果的开发方法。目前，世界上一些主要产油国在应用周期注水提高油田开发水平方面，已取得较好的矿场增产实效。第五节周期注水这里使用核磁共振成像方法作为主要技术手段，对二维实验模型进行平面断层扫描，获得了不同的地质模型水驱后的剩余油分布规律，周期注水过程中的剩余油运移特征和含油饱和度平面分布。直观无损地揭示了二维均质地层中交替周期注水驱效率的机制、非均质地层中脉冲周期注水提高水驱效率的机理；比较了储层润湿性对周期注水效果的影响。在研究非均质地层的周期注水机理过程中，实验结果标明：脉冲周期注水即能提高注入水在低渗层中的波及体积，又能使高渗层的驱油效率进一步提高。为了深入研究周期注水对非均质地层的作用，开展了非均质边界的交渗驱油机理研究和水滞留系数测定，对周期注水规律及其适用性有了进一步的认识。第五节周期注水一、周期注水改善水驱效果的机理研究现状周期注水提高油田水驱效果已被国内外大量的矿场试验结果证实，根据1988年的统计资料，前苏联已在26个油田的43个试验区实施了周期注水，试验区基本上都是陆源储层，具有不同的油层储集特性，平均渗透率在20×10-3μm2到1080×10-3μm2范围内，平均孔隙度变化范围为6％～27％，地层原油粘度～7.4mPa·s。周期注水矿场试验的主要结论是：1）在统计的31个试验区资料中，周期注水未见效的只占13％，周期注水累计增产量小于1％（占常规注水预计累计产量的百分比）的试验区占25％，高于5％的试验区占32％。第五节周期注水2）周期注水量与常规注水量之比的平均值为76％。在周期注水见效的26个试验区中，注水量比接近平均水平的试验区年增产油量平均为1％～2％；注水量比接近100％的试验区，平均年增产油量大于4％。另一类统计数字表明：在周期注水增产效果比较明显的18个试验区中，注水量比在70％～90％的9个试验区，平均年增产油量为％，平均累计增产油量为％；注水量比在90％～108％的9个试验区中，相应的增产幅度分别为％和％。由于各种因素的影响，大部分试验区在限制注水量阶段损失的注水没有在增加注水时得到完全弥补，油藏压力下降。

第五节周期注水3）周期注水效果受油田的开发年限影响较大，周期注水前开发年限超过20a的试验区，平均累计增％；开发年限小于5a的试验区，平均累计增产油量达到％。上述矿场试验的统计资料表明：周期注水矿场试验成功率接近90％，受效试验区的平均累计增产油量为％；在影响周期注水增产效果的诸多因素中，周期注水量和剩余油饱和度是影响周期注水效果的两个重要因素。第五节周期注水实验结果的分析与讨论关于不稳定周期注水的驱油机理，从核磁成像实验中得到以下认识：1）无论对亲油地层，还是对亲水地层，不稳定周期注水都可以改善水驱效果，进一步提高水驱采收率。2）对不同特征的油层，应筛选适当的不稳定周期注水方式。对比较均匀的地层，宜采用交替周期注水；而对非均质油层，则可以采用脉冲周期注水方式或两种方式的结合。3）交替周期注水提高采收率的机理主要是压力扰动下的弹性效应.4）对非均质地层进行脉冲周期注水，改善水驱效果的主要机理是非均质地层间的油水交渗效应。第五节周期注水微观实验结果的分析与讨论周期注水时油层低渗区带的水滞留规律及其微观机理的研究，重点考观察了周期注水参数对交渗驱油效率的影响，获得的主要认识是：1）周期注水驱油效率随周期数递减，是交渗流动驱油的基本规律。2）实验结果表明：亲水低渗的孔隙介质具有更强的滞留水能力，但流动阻力增加，水相渗吸扩散速度缓慢。3）对确定的岩石样品，周期注水交渗流量是左右交渗驱油效率的重要因素。4）控制升压或降压过程中高渗层和低渗层的层间压力梯度，降低交渗流动速度，延长周期时间，使毛管力充分发挥滞留水的作用。特别是在毛管力作用较弱的偏中性地层和渗透率很低的低渗小层中实施周期注水时。第五节周期注水5）微观实验中已显示了降压交渗速度低于升压交渗速度，且交渗速度随周期数降低的规律。6）油湿和水湿地层都有交渗水滞留作用，但交渗滞留水的机理不同。7）根据人工烧结的亲水岩样和经过硅油处理的亲油岩样获得的平均实验结果,交渗驱油(pu，C=17×10-41/MPa)的模拟驱油效率Rd可达到％～％。8）水滞留机理实验研究结果表明，对于某个确定的油层，通过取心岩样的系列交渗实验，可以获得最佳的周期注水作业参数，评价交渗驱油效率和改善注水开发的效果。第五节周期注水周期注水适用性及实施意见1.油藏润湿性周期注水对油湿和水湿地层都能提高水驱采收率，室内实验得到的采收率提高幅度为6％～10％。一般亲水地层的增产效果较好。2.油藏非均质性周期注水对均质地层或非均质地层都有增产效果，交替周期注水主要采出井网死油区的剩余油；脉冲周期注水主要采出近井地带和低渗孔隙区块的剩余油。第五节周期注水3.非均匀地层中的交渗流动机理应用核磁成像技术特有的无损三维空间测定方法，证实了周期注水过程中、高低渗透层边界两侧发生的交渗流动和交渗驱油机制。4.低渗地层弹性交渗能力周期注水中的交渗驱油能力适用于改善油层中低渗含油砂体、边缘低渗带、非均质低渗小层等储油构造，用调整开发层系、注采井网或改变液流方向等方法不易奏效的局部区块的开发效果。第五节周期注水5.周期压力升降幅度的确定原则交渗驱油效率与交渗流量有近似的正比关系，交渗流量取决于周期压力扰动幅度和低渗区块的综合弹性系数。6.压力扰动对称原则——升降压幅度相等（交渗流量平衡）对周期注水提高低渗层动用程度而言，压力扰动幅度是指低渗区块的地层压力变化。由于压力传播的滞后效应，周期注水作业时，应在升压和降压阶段间设置一定的地层压力平衡时间，使低渗区块的压力扰动幅度达到预定值。第五节周期注水7.周期时间不对称原则由于降压交渗流动阻力较大，欲达压力扰动幅度相等，必然产生升压时间相对较短，降压时间长的周期特征。8.周期压力升降速度确定原则降低交渗流动的压力梯度，有利于发挥毛管力的水滞留作用。在周期注水作业中，应控制较低的地层压力升降速度。第六节分层找水与堵水技术一、油井找水技术1.过环空直接找水测井技术当油田由自喷开采转变为机械采油为主的开采方式生产时，油井油管作为测试通道的测试方法受到限制，为了满足机械采油生产方式下测试油井产出剖面的要求，大庆油田研究开发了过油套管所形成的环形空间作为测试通道的测井技术。特别是对于单管多层开采的油田，采用这种测井技术可获取分层测试资料，为抽油机井合理凋整工作状态、油井改造、提高深井泵泵效等提供依据。（1）过环空测井工艺在抽油机井正常生产的条件下，将仪器和重锤与电缆连接好，通过防喷管过偏心井口下入油、套管环形空间，仪器通过这个“半月形”环形空间用导锥下到目的层进行测试。第六节分层找水与堵水技术图4-59集流型环空找水仪示意图（2）过环空测井仪1）仪器的组成目前应用的过环空测井仪有集流型环空找水仪、半集流大排量找水仪和非集流多参数测井仪三种。从找水的功能方面来看，这三种仪器的结构基本相同，主要由产量计和含水率计两大部分组成的，如图4-59所示。产量计部分由电磁泵、泄压阀、集流器、涡轮变送器组成；含水率计由取样继电器、取样筒、电极及电子线路组成。第六节分层找水与堵水技术2）仪器的测量原理三种仪器的流量及含水测量原理是相同的，只是由于井内流量的大小及涡轮流量计启动排量的需要，分别进行集流、图4-59集流型环空找水仪示意图半集流或不集流测量。以集流型环空找水仪为例，当仪器下到目的层后，由电磁振动泵将井内液体注入集流器中，使集流器（皮球式）膨胀实现集流，井内流体经过仪器内的流道，进入涡轮变送器测量合层产液量；控制取样继电器，应用“电容法”技术的取样筒取满井内流体后，依据静态分离由高度法测量取样筒内合层流体的含水率。由泄压阀泄出集流器中的流体，改换测量点。重复以上测井方法，获取各个层的资料，完成现场测井工作。第六节分层找水与堵水技术（3）过环空测井资料的解释1）分层产液量将现场测井结果合层液量项目的第一、第二两测点数值相减，得到第一生产层的产液量，如此递减得到分层产液剖面。2）分层产水量将现场测井结果中含水率项目的第一、第二两测点的合层产水值相减，到第一个生产层的产水量，如此递减得到分层产水量解释结果。3）综合解释成果将解释后的分层产液量和分层产水量结果分别填入综合解释成果表，交付用户。第六节分层找水与堵水技术（4）过环空测井基本条件1）套管规范为φ；2）油管规范为φ；3）导锥深度浅于第一生产层顶部10m以上；4）井下工具外径小于90mm；5）采油树装有旋转式偏心井口；6）偏心测试孔内径不小于30mm；7）井口套管压力小于2MPa；8）防喷管长度要长于仪器串总长；9）结蜡、结盐、结垢井应定期清蜡、盐、垢，以保证仪器通过。第六节分层找水与堵水技术2.地层测试器找水技术地层测试器找水技术是针对φ83mm以上大泵和电泵井无测试通道，不能进行环空找水而开发的，该技术不但可以准确地确定高含水层．而且还可以预测高含水层封堵后全井的产液量和含水，为堵后选泵提供必需的资料。图4-60地层测试器工作原理图第六节分层找水与堵水技术（1）工作原理地层测试器找水是用空油管将地层测试器下到待测层段，通过上提、下放或旋转管柱坐封封隔器，将被测层段封隔出来，并对测试层段进行不稳定试井，见图4-60。对无自喷能力的井，用井下开关器控制测试层段内流体的流动，用井下取样器对流体进行高压物性取样，用油管计量产液量，用压力计记录压力—时间曲线。对有自喷能力的井可在地面开关井，由井下压力计记录压力—时间曲线，在地面计量各层产液量并取样。通过化验分析流体样品，可以准确给出测试层段的含水。分析解释压力与时间关系曲线，可以确定测试层段的流压、静压、流动系数、采油指数和表皮系数等油藏参数。还可以由绘制的各测试层段的流入动态曲线，预测高含水层段封堵后全井的产液量和含水。第六节分层找水与堵水技术（2）资料解释方法地层测试器找水资料主要采用特定的试井解释软件及高含水层堵后的含水测试系统软件进行解释。通过测试资料解释，不仅可给出地层流压、静压、含水、产液、表皮系数、采液指数等参数，而且可预测高含水层堵后的全井含水，为制订堵水方案提供可靠的依据。该软件解释方法分为自溢井资料解释方法和非自溢层段资料解释方法。第六节分层找水与堵水技术1）自溢井资料解释方法：以北1—丁4—25井为例说明自溢井测试资料分析处理过程。①整理分析测试解释结果。②根据测试结果利用试井软件解释地层参数③确定产量计算公式：当pr＞pwf≥pb时当pr≥pb>pwf时当pr＜pb时第六节分层找水与堵水技术④使用解释获得的地层参数，利用下述径向流公式计算Je。式中K——油层渗透率，m2；h——油层有效厚度，m；μ——地层液体粘度，Pa·s；β——液体体积系数，无因次；Re，rw——分别为油层供油半径和油井半径，m；S——表皮系数，无因次；C＝8.64×106——单位换算系数。第六节分层找水与堵水技术⑤将解释获得的地层参数代入公式，计算采液指数Je值，然把求得的Je值代入产量计算公式其中之一，绘制油层理论产能曲线（IPR曲线）。另外，再用实测的流压、静压和产液数据绘制油层实测产能曲线，如图4-61所示，，用来验证理论计算的油层产能曲线。图4-61大庆油田SⅡ12-13层IPR曲线1-理论曲线；2-实测曲线第六节分层找水与堵水技术⑥预测堵后全井产液、产油量，见图4-62。图4-62封堵SⅡ12-13后全井IPR曲线第六节分层找水与堵水技术2）非自溢层段测试资料的解释步骤：以1—2—更丙28井SⅡ12-13层为例，说明非自溢层段测试资料分析处理过程。①把压力计资料转换成测井解释软件文件，绘出实测压力—时间曲线，见图4-63。图4-63实测压力历史图第六节分层找水与堵水技术②把实测压力数据代入下式，求出非自溢井流量变化数据。同时，绘制出流量随时间变化曲线，见图4-64。式中λ——流量转换系数；Vu——单位长度管柱容积，L；ρ——流体的相对密度，无因次；△t——时间步长，min；△p——对应△t的压差，MPa。第六节分层找水与堵水技术图4-64流量历史直方图第六节分层找水与堵水技术3）输入解释层所需参数。4）作出无因次时间对数lg(TD/CD)与无因次压力（pD）关系曲线，见图4-65。然后进行曲线拟合，获得时间拟合点和曲线拟合值，计算出地层参数，如渗透率K、表皮系数S等。图4-65段塞流模型拟合图第六节分层找水与堵水技术（3）测量方法1）在井口将地层测试器在关闭位置与油管（或油管短节）连接好。2）按照施工设计要求，装入上压力计、地层压力计和下压力计，如果采用电子压力计，则要设定适当的采样程序和采样速度。3）在下入地层测试器过程中，为防止地层测试器打开，应注意封隔器坐封。若坐封，立即上提解封即可防止地层测试器打开。4）把仪器下到预定位置后，先使封隔器坐封，然后保持适当的悬重下放管柱，使作用在地层测试器上的压力为5t左右，在井口将看到管柱首先缓慢地下落114mm，然后迅速下落38mm到打开位置。第六节分层找水与堵水技术5）观察井口情况，记录油气显示和出液情况。如有出液，待生产稳定后收回到标准油池子计量产液量，并取样作油水分析。6）根据设计规定的时间，上提管柱关井或地面关井，测地层压力恢复。7）关井测试后，缓慢上提管柱，进行高压物性取样。8）起出测试管柱。起出过程中，回收油管内获取的液体，记录油水界面高度，并逐段取样以备化验用。第六节分层找水与堵水技术（4）工艺特点1）地层测试器找水技术是一种较严格的分层定量找水技术，其测试结果不受层间干扰、气体及仪表测量误差的影响，录取的资料准确齐全。一般量油和化验含水的精度可控制在3％以内。2）地层测试器找水技术适应性强，既适用于高产液井的不压井测试，也适用于无自溢能力的低产液井找水。3）地层测试器找水需动管柱方能进行，测试费用较高。为降低费用，应做到以下两方面：①在测试前，应对全井各层段进行仔细分析，选择测试层段的针对性要强，全井一般不应超过四个层段；②要与检泵、堵水作业相结合，使找水、堵水一次完成，以减少重复作业施工。第六节分层找水与堵水技术3.井温综合判断法找水技术井温综合判断法找水技术是针对不能直接进行环空找水测试的油井而开发的。该项技术在应用过程中，根据高产液、高含水井在自溢状态下的井温曲线，结合地质的静态资料和动态资料进行综合分析，能够比较准确地判断出高产液、高含水井的主产液层。（1）基本原理油田在高含水后期，高含水高产液井的主产液层，一般都是高含水层的结论，是应用井温综合判断法进行油井找水的前提，大量矿场资料统计结果，也证实了该结论的正确性。第六节分层找水与堵水技术在井温测井过程中，井温仪可测得井筒内不同深度处的流体温度。当井筒中的流体完全处于静止，并且达到与地层温度平衡时，纵向温度变化的斜率就是这口井的地温梯度。当产液层的流体流入井筒并向上流动时，流体所携带的热量改变了井筒产液部位的温度场，井温曲线斜率将偏离原始地温梯度发生变化。当油井存在多个产液层时，每个产液层的产出液都将影响原井筒产液部位的温度场，形成多处温度异常。显然，对于同一口井，在其它因素基本不变的条件下，井温曲线斜率变化大小主要与流体的热力学性质、流体流动状态、产液层的流量、井筒流体的流速有关。因此，通过高含水井起泵后在自溢状态下测得的井温曲线与静态和动态资料进行综合分析，可以较准确地判断出高含水井主产液层。第六节分层找水与堵水技术（2）测井方法1）把连接好的仪器串放入防喷管内，保持垂直并与井口连接好。2）将仪器下至总闸门，停住绞车不动，用米尺量出总闸门至下法兰盘的距离，然后用套补距减去这个值即得出计算机和绞车设置的初始深度，将这个值预置好后将仪器下放。3）仪器放到油层顶部50m，停下绞车，启动计算机进行下放测试，测速在5m/min之内,一直测至人工井底。停止测量，把仪器提至油层异常部位以上，停止30min后进行第二次测试，一直测至人工井底。4）测量完毕，将仪器以50m/min匀速起出，在喇叭口附近放慢绞车速度，当仪器起至距井口20m，用人拉电缆把仪器拽到井口，关上总闸门，卸下防喷管。5）把仪器从防喷管取出，擦干净，测试完毕。第六节分层找水与堵水技术（3）适用范围井温法分析判断高含水高产液井主产液层技术，适用于高含水潜油电泵井、φ83mm以上的大泵井及不能进行环空测试的其它抽油机井。（4）使用条件1）产量要求：在泵抽情况下全井产液量高于75m3/d，在起泵自溢时大于20m3/d。2）含水要求：泵抽生产时全井含水高于85%，起泵自溢状态下，井口化验含水要高于泵抽时的含水。3）时间要求：①为了防止起泵后井筒内流体温度分布状态受到干扰和破坏，应把测井温的时间选择在洗井、冲砂、验窜等作业施工之前。②对起泵后自溢能力大于20m3/d的井，选择测井温的时间可不受限制。4）密度要求：高产液高含水井在起泵后的自溢状态下，若流压高于静水柱压力，一般也都高于地层饱和压力，在这