采油工程(注水)ppt課件

1、采油工程 （注水,石油工程科 主講：王淑娟,注 水注水：就是把合格水質(zhì)的水通過高壓注水泵加壓后經(jīng)注水井注入油層，在整個油層內(nèi)人工建立起水壓驅(qū)動方式，恢復(fù)和保持油層壓力的一整套工藝。注水作用：1、補(bǔ)充地層能量，保持油層壓力2、提高采油速度和采收率3、抽稀井網(wǎng)，減少鉆井?dāng)?shù)4、延長油井自噴期一次采油：二次采油：三次采油,水質(zhì)評價 一、對注入水質(zhì)的基本要求 必須達(dá)到總目標(biāo)是：不腐蝕注水流程，不堵塞油層（不腐不堵）。 水質(zhì)的基本要求： 1、嚴(yán)格控制注入水中懸浮固體（機(jī)械雜質(zhì)）的濃度和粒經(jīng)。 2、嚴(yán)格控制注入水中溶解氧的含量。 3、嚴(yán)格控制注入水中二氧化碳、硫化氫的含量。 4、有效的抑制細(xì)菌的活動。 5、

2、注入水要與油層巖石地層水相配伍,二項指標(biāo)： 1）機(jī)械雜質(zhì)含量小于2mg/L 2）總鐵離子含量小于等于05mg/L 標(biāo)準(zhǔn)（表5-1、表5-2、表5-3,二、注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的確定 制定注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)目的是為了利用最廉價的水 來滿足油田注水井對注入水量的需要。 或在能滿足注水井長期配注要求的前提下，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可放寬,三、水質(zhì)測定方法 1、懸浮固體含量測定 （1）濾膜過濾法（2）比濁法 2、懸浮固體顆粒直徑測定 3、總鐵含量分析 （1）磺基水揚(yáng)酸 （2）硫氰酸鹽比色法 （3）測鐵管法 4、溶解氧含量測定 （1）測氧管法比色法 （2）碘量法 5、游離二氧化碳分析 6、硫化物（二價硫）含量分析 （1）固體測

3、硫管比色法 （2）液體測硫管比色法,7、硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和鐵細(xì)菌含量分析 （1）SRB和TGB含量分析 （2）鐵細(xì)菌 8、濾膜系數(shù)分析 濾膜系數(shù)：指在014MPa壓力條件下，讓1000mL的水樣通過濾膜（47，孔徑045m）所需的時間的函數(shù) MF=1000/（20t） MF-濾膜系數(shù)；t-過濾1000mL水樣所需的時間，min。 MF值是衡量水樣對濾膜的對細(xì)微孔道堵塞程度的綜合性的指標(biāo)， MF越大，反映的水質(zhì)越好； 反之說明水質(zhì)差，水中所含的懸浮物質(zhì)堵塞效應(yīng),9、平均腐蝕率的測定 10、含油量的測定 （1）熒光比色法 （2）分光光度比色法,逍遙似神仙，奈何在人間,水源及

4、水處理 一、水源的選擇 考慮的四種因素： 1、水源類型 （1）地下水：淺層水，深層水 （2）地面水：江河、湖泊、泉水 （3）污水： （4）海水 2、水源井采水 淺層水源井 深層水源井,二、凈化處理 目的：去除水中固體懸浮物和鐵質(zhì)，使水質(zhì)澄清，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。 1、沉淀 原理：重力分異作用 聚凝劑： 2、過濾：指讓含有懸浮物質(zhì)的液體通過合格的介質(zhì)，達(dá)到有效地除去液體懸浮物質(zhì)的過程。 原理：機(jī)械阻擋作用。 三、真空脫氧 四、殺菌技術(shù) 1、氯氣 2、季銨鹽,五、阻垢和緩蝕技術(shù) 結(jié)垢的原因：一是兩種水相混（污水與地層水相混；不同水源水相混；注入水與地層水相混） 二是注入水物理條件發(fā)生變化，主要是溫度和壓

5、力的條件變化引起結(jié)垢問題。 阻垢：用阻垢劑來控制結(jié)垢。 兩類阻垢劑：多元膦酸和低分子量聚羧酸。 緩蝕：為了控制水系統(tǒng)對金屬的腐蝕，可以采用向水中投入加緩蝕劑或腐蝕抑制劑,注水流程 注水系統(tǒng)：是由水源采水處理系統(tǒng)、注水站、注水管網(wǎng)、配水間和注水井等基本單元。 一、注水站 注水站的作用：一是為注水井提供設(shè)計要求的穩(wěn)定的泵壓，二是向注水井連續(xù)均勻地泵送水質(zhì)合格的注水量。 注水站要接收水源來水；連續(xù)穩(wěn)定的泵出高壓注入水；水質(zhì)檢測合格和簡易處理；注水干線計量等工作。 1、注水規(guī)模和壓力的確定 注水站規(guī)模是指該站高壓泵送出的水量的大小。由油田產(chǎn)油量（地下體積）、產(chǎn)水量和注水井洗井、作業(yè)用水量、生活與環(huán)境用

6、水來確定,注水壓力： 取決于注水目的層的吸水能力的大小。油層滲透率低，吸水能力低，要求的注水壓力高。選取有代表性的注水井進(jìn)行試注，待注水量與注水壓力穩(wěn)定后，其注水井底壓力即油層注水壓力。 同時還要注意兩點： 一是多油層合注水時，應(yīng)以主力油層能完成配注水量壓力為依據(jù)，并且這時的井底注入壓力不得等于或大于油層的破裂壓力；二是地形起伏較大的地區(qū)，要考慮到注水站和注水井之間位置的高差的影響。（114頁,2、注水泵 注水站主要設(shè)備：高壓注水泵；大型電動機(jī) 高壓注水泵：電動高壓多級離心泵；電動柱塞泵；燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動高速離心泵。 3、泵效測算 （1）流量法,2）微溫差法：適應(yīng)于揚(yáng)程高于1000米的離心泵,二、

7、配水間與注水井 1、配水間： 作用：將注水干線來水通過分水器分流到配水間所轄各注水井；完成單井注水量，注水壓力的計量和控制；單井的洗井作業(yè)。 配水間分水器上的壓力，就是該配水間各注水井實際得到的注水泵壓。 水量：垂直螺翼高壓干式水表或CW-430型流量計計量。 2、注水井 KYS25/65型采油樹，強(qiáng)度試壓50MPa，工作壓力25MPa，通經(jīng)65mm。 七閥式井口；簡化注水井口有五閥式，四閥式，三閥式。 三、配水流程 配水流程是連接注水站和配水間的站外流程。 配水流程：分單干管和雙干管,注水井管理 目的：是每口注水井都能連續(xù)均衡地完成單井配注計劃規(guī)定的注水量，不能少注，也不能多注，更不能無故停

8、注；同時要使注水成本最低。 要求：必須是使整個注水系統(tǒng)穩(wěn)定運行，做好注水動態(tài)分析，提高注水系統(tǒng)的運行效率，降低每立方米注水量的耗電量。 一、注水泵壓的管理 統(tǒng)一封閉的高壓水流管網(wǎng)系統(tǒng)，穩(wěn)定運行是關(guān)鍵。 上下波動不能超過02MPa 做好幾方面的工作： 1、注水站要連續(xù)記錄注水泵出口壓力 2、注水站要精心管理好設(shè)備 3、注水操作要做到平穩(wěn)、協(xié)同 4、壓力表要定期檢查,二、注水井動態(tài)分析 1、控制井和非控制井 （分析非控制井生產(chǎn)動態(tài)） 2、資料測?。毫椯Y料 （1）日注量 （2）分層注水量 （3）油壓 （4）套壓 （5）泵壓 （6）水質(zhì),3、動態(tài)變化 從壓力和注水量分析 （1）注水井 由穩(wěn)定試井指示

9、曲線求得 1 ）直線式： 特點：油層吸水量和注水壓力成正比。 Q2-Q1 K吸=- P2-P1 隨壓力增加，注水量均勻地增加。 產(chǎn)生原因：地層結(jié)構(gòu)和滲透率比較均質(zhì)； 測試范圍小，只反映某一壓力的吸水指數(shù),Q,吸水指數(shù)是單位生產(chǎn)壓差下日注水量。 Q K吸=- PfPe 2） 垂直式： 特點：注水壓力增加時注水量不變。 產(chǎn)生原因：油層滲透性差或粘度高，雖然泵壓增加，只是用來克服油層阻力；水嘴小或堵；測試儀表故障,Q,3 ）折線式 特點：隨注水壓力增加注水量也增加，當(dāng)注水量增加到某點時，吸水指數(shù)突然增大，出現(xiàn)拐點；有兩個以上吸水指數(shù)。 產(chǎn)生原因：各層段滲透率變化較大；當(dāng)注水壓力增大時又有新的小層吸水

10、；注水壓力超過了地層破裂壓力，出現(xiàn)新的裂縫，滲透率增加而造成吸水能力增加,Q,4 ）上翹式指示曲線 特點：注水壓力與注水量可是呈正比關(guān)系，但當(dāng)壓力增加到一定程度時吸水力突然降低，呈一反折線。 產(chǎn)生原因：油層非均質(zhì)嚴(yán)重，油層連通不好或不連通，注入水不易擴(kuò)散，使油層壓力升高，注水量逐漸減少；測試儀表故障,Q,注水指示曲線的應(yīng)用：利用注水指示曲線分析地層吸水能力的變化；1）曲線右移，斜率變小，吸水指數(shù)增加，一般封隔器失效時出現(xiàn)。 2 ）曲線左移，斜率變大，吸水指數(shù)減小，一般水嘴堵或油層堵時出現(xiàn),曲線右移,1,1,2,2,曲線左移,Q,Q,3）曲線平行左移：吸水指數(shù)不變，在相同注水壓力下注水量減小，說

11、明地層壓力升高。 4）曲線平行右移：吸水指數(shù)不變，在相同壓力下注水量增大。說明說明地層壓力下降。一般在酸化壓裂措施后出現(xiàn)。12,曲線平行左移,1,1,2,2,曲線平行右移,Q,Q,2)地面流程： 經(jīng)常遇到的問題是：地下注水管線破裂；地面閘閥（井口，配水間）閘閥失效和誤操作；壓力表、流量計失靈。 （3）水質(zhì)變差：主要是機(jī)械雜質(zhì)含量高。 常見的原因： 1）未嚴(yán)格按取水樣操作規(guī)程取樣； 2）取樣后，在化驗分析前水樣受到污染； 3）停注后開井； 4）注水管線內(nèi)排量激動（取樣、洗井干擾，注水站倒泵不平穩(wěn)）； 5）注水站來水不平穩(wěn),三、注水系統(tǒng)效率和能耗計算 1、系統(tǒng)效率 注水系統(tǒng)能量平衡模型圖,W入,w

12、泵機(jī)損,w網(wǎng)損,w節(jié)損,w有效,注水站,管 網(wǎng),井口,注水系統(tǒng)平均運行效率，% -拖動注水泵電動機(jī)平均效率，% -注水泵平均效率，% -注水管網(wǎng)平均效率，% 2、系統(tǒng)能耗 系統(tǒng)能耗：指每向油層注入1立方米水的耗電量和注水泵每泵出1立方米高壓水的耗電量。 （1）注入水單耗 （2）注水泵單耗,注水作業(yè) 注水作業(yè)是指為了使注水系統(tǒng)正常運行，尤其是油田能夠進(jìn)行有效注水而利用注水流程在注水井上進(jìn)行的各種常規(guī)作業(yè)。 注水作業(yè)包括：注水井洗井、試井、井下測試和穩(wěn)注等作業(yè)。同時包括利用專門設(shè)備進(jìn)行的分注和增注。 一、沖洗地面管線和洗井 1、沖洗地面管線 （1）投產(chǎn)沖洗：流速不應(yīng)小于23m/s （2）例行沖洗：

13、24小時；排量2025m/h；出口水質(zhì)合格便可轉(zhuǎn)入注水,2、洗井 洗井指在其他注水井正常注水的情況下，利用注水泵對某口井所進(jìn)行的洗井作業(yè)。 目的：清潔井筒，改善井下水質(zhì)，穩(wěn)定和在一定程度上恢復(fù)注水井的吸水能力。 幾種情況： 1）停注時間超過24小時，恢復(fù)注水前要先洗井； 2）為了穩(wěn)定注水量，按一定周期對注水井所進(jìn)行的洗井，目的是在一定 程度上恢復(fù)注水量。 （例行洗井） 3）修井作業(yè)后洗井，或配合其他措施，如增注、分注所進(jìn)行的洗井。（措施洗井） 4）新井投注前洗井。（投注洗井,洗井方式分：正洗；反洗。 正洗的特點：沖力大，攜砂能力弱。 反洗的特點：沖力小，攜砂能力強(qiáng)。 正洗-反洗-正洗，綜合利用

14、正反洗特點，達(dá)到將井洗干凈的目的。 平衡洗井：進(jìn)、出口排量相等，說明在洗井過程中，注水的目的層即不吐水，也未吸水。 誘導(dǎo)洗井：出口排量大于進(jìn)口排量，說明在洗井中，油層內(nèi)的水被又出，稱誘導(dǎo)洗井。 洗井工藝要求是平衡洗井-誘導(dǎo)洗井-平衡洗井交替進(jìn)行，以提高洗井效果,洗井過程的要求：控制出口壓力，嚴(yán)防出口排量小于進(jìn)口排量。 現(xiàn)象：邊洗邊漏。進(jìn)口排量大，出口排量小，意味著有部分洗井水在洗井過程中注入了油層。 對于低壓油層會造成油層污染。用混氣水洗井來降低液柱壓力，使洗井液不會進(jìn)入地層，而污染油層。 混氣水洗井（氣化水）：在注水井口的進(jìn)口處利用壓縮機(jī)連續(xù)泵入高壓氣體，以減小洗井液的密度，將洗井液對地層的

15、回壓降低到油層壓力以下，同時利用混氣水洗井還能增大沖刷力，有利于提高洗井效果。 洗井的水質(zhì)要求：進(jìn)口、井底、出口水質(zhì)一致。即“三點一致,二、新井投注 經(jīng)過排液-沖洗地面管線-洗井-試注 1、排液 目的：在于清除油層近井地帶的堵塞物，在井底附近造成適當(dāng)?shù)牡蛪簬В诤蛶н€可以采出部分油量，減少注水井附近油層的儲量損失。 1）對于吸水能力比較差的低滲油田，均須排液； 2）對于排不出液注水井可進(jìn)行壓裂處理，排液； 3）對于多油層混注的井，還要進(jìn)行分層排液； 4）老井采 油井轉(zhuǎn)注，不必進(jìn)行排液。 5）對于滲透率較大的油層，因吸水能力較好，可以不必進(jìn)行排液。但一定要排污,2、沖洗地面管線和徹底洗井 新井投注井和轉(zhuǎn)注井，先要做好地面注水管線的投產(chǎn)沖洗。 徹底洗井：要交替正誘導(dǎo)洗井-反洗-正平衡洗井，徹底清洗油管、油套環(huán)形空間、射孔井段及井底雜物，誘導(dǎo)洗井時達(dá)到油層微吐，嚴(yán)防漏失，連續(xù)平穩(wěn)大排量一次將井洗合格。 3、擠注活性水 4、試注 目的：在于確定新投注井層的吸水能力，取得吸水指數(shù)，吸水剖面及注水目的層的壓力和溫度等原始資料。 吸