油田分层注水新技术进展

油田分层注水新技术进展汇报人：巨亚锋长庆油田油气工艺研究院二○一五年七月注水开发是国内油田的主体开发方式，是有效保持地层能量的主要手段，也是二次采油的主体技术，是油田实现稳产和高效开发的保障。注水开发是目前油田开发最成熟、最经济、最有效，也是最具潜力的开发方式。中国石油注水开发储量占已开发总储量的82%，水驱产量占总产量的80%，注水开发举足轻重。引言分层注水是中国石油始终坚持的特色技术，是一次井网条件下提高水驱开发效果的关键技术之一。继续发展分层注水技术，实现精细注水、有效注水，是油田进入稳产阶段改善开发效果的必然选择。国内各油田根据自身不同油藏类型和注水环境的实际情况，建立了相应的分层注水工艺管柱配套模式，完善了注水工艺技术系列，为新、老油田稳产和经济有效开发提供了有力的技术支撑。一、分层注水技术现状二、面临的问题与挑战三、数字式智能分注新技术研究进展四、下步发展方向汇报提纲笼统注水时，注入水沿相对高渗层、高渗带或微裂缝孔道突进，造成吸水剖面不均匀，水驱动用程度降低。笼统注水关××井吸水剖面陈××井吸水剖面关××井吸水剖面尖峰吸水上部不吸水下部不吸水多套油层表外储层三类表内图例二类油层基础井一次加密井二次加密井三次加密井三次采油井多次布井开采层位变化图萨尔图油层表外储层三类表内图例二类油层基础井网一次加密井二次加密井三次加密井三次采油井多次布井开采层位变化图萨尔图油层表外储层三类表内图例二类油层基础井网一次加密井二次加密井三次加密井三次采油井多次布井开采层位变化图萨尔图油层表外储层三类表内图例二类油层基础井网一次加密井二次加密井三次加密井三次采油井多次布井开采层位变化图萨尔图油层表外储层三类表内图例二类油层基础井网一次加密井二次加密井三次加密井三次采油井首先宏观上分井网控制层系然后细分层系和分层注水相结合，提高水驱动用程度低渗透层高渗透层某油田砂体分布图为提高精细水驱开发效果？××油田主力开发油藏非均质性强、渗透率级差大、水驱动用程度低，需要精细分层注水提高开发效果。长4+5层小层细分图分注前后吸水剖面对比渗透率纵向分布图长4+511长4+512长4+513长4+514细分小层长4+511长4+512-1长4+512-2长4+513-1长4+513-2长4+514-1长4+514-2长4+521-1长4+521-2长4+522-1长4+522-2分注前分注后吸水厚度：14.4m吸水厚度：25.6m02468101632.11640.21644.51658.11665.31668.81676.71683.61689.51694.61697.21699.81723.81747.81756.5深度(m)渗透率(mD)某井级差：37.8注水开发油藏278个，年产油量2398万吨，占总产量98.6%开发层系多层叠合，隔夹层发育，非均质性强渗透率级差大(14.5-134.5)，水驱动用程度低(70%)高渗透层低渗透层配水器封隔器配水器底筛堵注水P、Q|Q2实际-Q2配注|÷Q2配注≤10%Q2实际：下层实际注入量Q2配注：下层地质配注量分层注水：封隔器实现，配水器加强低渗油层注水，控制高渗油层注水，以此调节不同渗透率油层吸水量的差异，满足分层地质配注需要，实现精细分层注水的目的。如何有效的实现精细分层注水？一是必须考虑分注管柱长期密封有效洗井、井况、检串验封工艺二是采用便捷高效的测调工艺是关键分层流量测调效率分层测调精度高三是便于其它动态监测工艺现场实施吸水剖面测试分层井下关井压降恢复试井水力锚封隔器配水器封隔器配水器封隔器配水器0816243240050100150时间（m）压力（MPa)下封隔器验封上封隔器验封“开关开”改变井口注水压力压力计采集油套两路压力观察压力曲线判断验封判断封隔器密封性良好桥式偏心验封示意图刘50-4井验封曲线（层间及层内分注井）注水层位射孔段（m）配注量（m3/d）上层长4＋5222345m-2351m10中层长6122362m-2370m15下层长6122376m-2381m15验封测试：封隔器是否密封分层注水关××井吸水剖面对比图分注前分注后分层注水作用：有效动用纵向多个小层水驱动用程度，充分发挥各个小层生产潜力，改善剖面矛盾，减缓自然递减，提高了精细分层水驱开发效果。××井分注前后剖面2.5%0.0%32.0%32.4%19.6%13.5%42.3%24.0%10.1%6.8%11.8%5.0%分注前分注后关××井吸水剖面对比图分注前分注后历年分注井与分注率柱状图15071945289842975907628539.338.332.826.320.520.00200040006000800010000200920102011201220132014年度井数（口）01020304050分注率（%）分注井数分注率规模应用分层注水工艺后，油藏开发效果明显改善。分注井由1507口↑6285口，分注率由20%↑39.3%，较2009年↑19.3%，水驱储量控制程度由92%↑93.8%，水驱储量动用程度由70.3%↑73%。规模分注区自然递减由14.2%↓10.3%，含水上升率由3.8↓1.8%。开发对分层注水工艺的技术要求？适应多层段测试简便，效率高工况适应性强2000年以后，各大油田主要应用桥式偏心分注工艺，配套应用电缆高效测调工艺，近三年各油田也应用桥式同心分注工艺，分注工艺技术水平不断提升。桥式偏心配水器可调式堵塞器1、固定式分层注水技术上世纪六十年代，研究了以水力压差式封隔器（糖葫芦派克）、固定式配水器为核心的固定式分层注水技术，有效控制了油井含水上升。可多级使用投球测分层注入量可实现不放喷井下作业更换水嘴需要起出管柱、测试工作量大可多级使用堵塞器工作筒和中心筒不同轴，可对任意层投捞作业不动管柱，钢丝投捞堵塞器，调整水量分层酸化、调堵相邻两级配水器之间距离不小于10米七、八十年代，注水井数增加，井下作业施工不能满足配注调整的需要，研究了活动式偏心分层注水技术。该技术达到了配水活动化，应用井数最多。2、活动式偏心分层注水技术桥式偏心钢丝测调管柱下井前配水器中安装死水嘴管柱下到井中预定位置封隔器加压坐封捞出死水嘴流量测试调整水嘴流量测试，更换水嘴，直到满足地质配注量采用配水器、封隔器一体化设计单级配水封隔器能够满足两个层段注水最小卡距1.2m各层段同步测试可采用钢丝或液力透捞方式进行测调九十年代，为实现小卡距层段细分，研究了以集成式配水封隔器为核心的同心集成分层注水技术。在国内10多个油田试验，受专用配套投捞测试工艺和测试队伍熟练程度，后期没有大面积应用。3、同心集成分层注水技术油层油层油层油层配水器上布有桥式通道，层间干扰影响小分层测压不用投捞堵塞器，效率高油田开发后期，层间矛盾加剧导致偏心注水测调效率低，研究了桥式偏心分层注水技术，在各油田应用较多。4、桥式偏心分层注水技术特点1：桥式偏心分注工艺实现了流量单层直接测试，避免了常规测试采用递减法带来的迭加误差，提高了测试精度和效率。对于三层以内，两种测试方法误差相当，但由于递减法不用坐封密封段，在定向井中风险小，效率提高。即使采用非集流递减法也是具有优势，降低测试仪器周围流态变化，提高测试精度和效率。特点2：测压效率相对常规偏心提高2倍该技术最大优势体现在分层压降测试方面，为油田方案制定提供依据。测试精度高。瞬时实现井下关井，井筒续流时间短，测试资料误差小。测试效率高。单层测试需要投捞作业2次。投中心通道压力计捞中心通道压力计桥式偏心测压技术Log-LogPlotDeltaP(MPa)1EquivalentTime(hours)-Tp=10001.383810100QuickMatchResultsRadialcompositeInfinitelyactingConstantcompressibilityCs=18.942m3/MPaK=18.4446E-3um2S=-1.5Lrad=199.151mM=0.0029w=0.0692Pi=-3.4435MPa由于储层改造、压力诱张隐裂缝等影响，内区有效渗透率远高于外区，外区渗透率代表投产前油藏渗流能力水井井储系数远远大于理论值，表皮因子为负值，主要是因为近井地带裂缝发育造成的桥式偏心的最大优点是双卡测单层流量，不再用递减法是因为其误差大？【正确观点】：由于具有桥式通道，桥式偏心既可以测单层流量，又可以用非集流电磁流量计进行递减法测试，误差相当，但由于递减法不用坐封密封段，效率大大提高目前80%以上的井都采用递减法测试而桥式偏心最大优点是分层测压不投捞堵塞器，效率高，应加大分层压力监测力度（适应大庆油田提出六分四清）关于桥式偏心测试的一个认识误区（下面是一个判断题）桥式偏心分注工艺在各油田共推广20000多口井口，占股份公司总分注井数45%。以大庆油田为代表的细分精细注水技术水平不断攀升，最高分注级数提高到7级，最小卡距缩短到3米，最小隔层厚度减小到0.8米。目前大庆油田桥式偏心近10000口，细分注水1000口，平均分注级数5.2级。该技术前期主要在直井、浅井（小于1600m）、配注量大（大于60m3）的注水井上大面积应用，目前应用井况范围已经拓展，工艺配套比较成熟。桥式偏心电缆测调桥式偏心钢丝测调地面微机控制井下测调仪流量数据地面直读改变可调水嘴的过流面积，实现水量调整5、自动测调技术图7吸水指示曲线直读式测调井下自动智能测调井下连续可调式堵塞器，实现了无级调节，提高了配水精度固定嘴径，投捞试凑调节水量嘴径级差为0.2mm，相邻嘴径配水量最大相差21.7%阀门式调节结构，直接调节嘴径无级差限制，实现高精度测调地面控制器调节臂可调水咀导向键调节器控制部分超声流量测量部分单流量测调仪双流量测调仪调节器控制部分上超声流量测量部分下超声流量测量部分可调水咀调节臂导向键流量测调仪偏心分注和桥式偏心分注技术评价：大斜度井投捞测试、采出水回注井适应性差不能满足多层小卡距分注小水量测调误差大桥式同心分注工艺原理：定位平台同心活动筒可调水嘴固定水嘴桥式通道桥式同心配水器桥式同心流量调配电缆携带测调仪下井测调仪定位爪打开与配水器对接测调仪带动同心活动筒和可调水嘴旋转，打开和关闭水嘴3、技术指标持续提升，实现了规模推广应用截至2015年6月，桥式同心分注技术在长庆油田累计推广应用1680口井，技术优势显著。分注测调时间短：小水量测调误差小：相邻配水器跨距小：大斜度井测调成功率高：封隔器验封成功率高：采出水回注测调成功率高：1-2天4-6小时10%-15%5%-10%10米2米72%87%68%95%50%85%通过集团公司鉴定2013年集团公司自主创新重要产品授权国家专利13件，软件著作权2件牵头编制集团公司技术标准2件桥式同心是继桥式偏心之后新一代分层注水工艺技术，实现分注技术升级换代，为定向井小水量精细注水提供了有效技术手段。——攻克了定向井分注技术瓶颈，提升了测调成功率——实现了小水量精细高效测调，提高了测调精度和效率——拓宽了小跨距分注技术界限，提升了多级细分能力配水工艺从笼统注水到分层注水从起下管柱调整到投捞水嘴调整资料录取从单参数到多参数从卡片划线到电子存储认识之一：注水和测调工艺水平不断发展、不断提高认识之二：桥式同心分层注水技术的成功研发，实现技术升级换代，拓宽分注技术在大斜度井、深井、多层小卡距井、采出水回注等复杂井况上应用范围，大幅提高分注适应性和测调效率，对提高分层注水效果、测调成功率和效率、配注合格率、降低生产成本起到极大的推动作用。一、分层注水技术现状二、面临的问题与挑战三、数字式智能分注新技术研究进展四、下步发展方向汇报提纲一是分注技术政策（分层潜力、合理分层分级标准、分注配注量、分层压力、分层动用程度、分注效果等）二是分注技术问题——重点讨论三是注水管理问题（水质、管网、井筒、监测等）三方面的问题1、分注