第七章-注水分析课件.ppt

1、 注水开发是最重要的油田开发方式注水开发是最重要的油田开发方式。 注水是一种二次采油方法注水是一种二次采油方法。通过注水井向地层注水，。通过注水井向地层注水，将地下原油驱替到生产井，增加原油的采收率。将地下原油驱替到生产井，增加原油的采收率。 注水保持压力是一项工艺技术注水保持压力是一项工艺技术。把水注入油藏，补。把水注入油藏，补充油藏原有的天然能量，改善油田的生产特性。充油藏原有的天然能量，改善油田的生产特性。 注好水（质）注够水（量）和有效注水是注水工程注好水（质）注够水（量）和有效注水是注水工程的基本任务。的基本任务。第七章第七章 注水注水水质水 源 及 水 处 理注 水 井 动 态注水

2、工艺注水井工艺措施主要内容第一节第一节 水水 质质: 注水中油层伤害因素及堵塞机理注水中油层伤害因素及堵塞机理: 注水水质的基本要求注水水质的基本要求: 水质的指标体系水质的指标体系: 注入水水质标准注入水水质标准 注水中油层伤害原因及机理注水中油层伤害原因及机理 注水中油层伤害的原因：注水中油层伤害的原因：注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入条件变化注入条件变化不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞油层伤害表现在：油层伤害表现在：直接生成直接生成CaCOCaCO3 3、CaSOCaSO4 4或或BaSOBaSO4 4、SrSOSrSO

3、4 4等沉淀等沉淀水中溶解氧引起铁氧化物沉淀水中溶解氧引起铁氧化物沉淀水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀水中二氧化碳引起水中二氧化碳引起CaCOCaCO3 3、 BaCOBaCO3 3等等沉淀沉淀注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍铁的沉淀机理：铁的沉淀机理： 注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。 注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍某区注入水总铁量沿程变化取样点来水大罐泵出口3-24 井4-3 井4-27 井6-3 井6-25 井底Fe,mg/L0.210.140.290.721.232.382.964.43 腐蚀产物主要

4、是氢氧化铁和硫化亚铁。腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍氢氧化铁沉淀生成机理：氢氧化铁沉淀生成机理：2322238)(42)(4COOHFeOOHHCOFe32222)()(OHFeOOHFeOHFeFeFe2+2+氧化生成氧化生成铁菌的代谢作用产生铁菌的代谢作用产生注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍硫化亚铁沉淀生成机理：硫化亚铁沉淀生成机理：FeSSHFe22水中硫化氢水中硫化氢H H2 2S S与与FeFe2+2+生成生成水中硫酸盐菌还原成水中硫酸盐菌还原成H H2 2S S，与，与FeFe2+2+生成生成OHSHHSOH22224442注入水

5、与地层水不配伍注入水与地层水不配伍碳酸盐沉淀的机理：碳酸盐沉淀的机理： 重碳酸钙、重碳酸镁等不稳定盐类，由于温度重碳酸钙、重碳酸镁等不稳定盐类，由于温度变化，析出生成沉淀。变化，析出生成沉淀。2323222HCOCOOHCO 在硫酸盐还原菌作用下，生成在硫酸盐还原菌作用下，生成CaCOCaCO3 3沉淀。沉淀。OHSHCaCOHCOSOCa223224238油层伤害表现在：油层伤害表现在： 矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移 PHPH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀 注入水与岩石润湿性反转注入水与岩石润湿性反转注入水

6、与储层岩石矿物不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍油层伤害表现在：油层伤害表现在： 流速影响流速影响 温度变化影响温度变化影响 压力变化影响压力变化影响注 入 条 件 变 化注 入 条 件 变 化油层伤害表现在：油层伤害表现在： 外来的机械杂质堵塞地层外来的机械杂质堵塞地层 注水系统中的腐蚀产物注水系统中的腐蚀产物 各种环境下生长的细菌各种环境下生长的细菌 油及其乳化物油及其乳化物不 溶 物 造 成 地 层 堵 塞不 溶 物 造 成 地 层 堵 塞 注 水 水 质 的 基 本 要 求注 水 水 质 的 基 本 要 求 控制控制悬浮固体悬浮固体浓度与粒径浓度与粒径 控制腐蚀性介质（溶解氧、控制腐蚀性

7、介质（溶解氧、COCO2 2、H H2 2S S） 控制含油量控制含油量 控制细菌含量控制细菌含量 控制水垢的形成控制水垢的形成硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（SRBSRB） 一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物，一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物，以有机物质为营养的细菌。以有机物质为营养的细菌。 生成环境：生成环境：PH=7.0PH=7.0 7.57.5，温度为，温度为2020 3535 C C。 危害：产生危害：产生H H2 2S S并与铁作用形成并与铁作用形成FeSFeS沉淀和沉淀和产生粘液物，强化垢的形成。产生粘液物，强化垢的形成。铁细菌铁细菌 多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼性细菌多种细菌

8、的总称，是好氧性细菌和兼性细菌。 生成环境：水中含有亚铁、氧和有机物，总生成环境：水中含有亚铁、氧和有机物，总铁量在铁量在1 1 6mg/L6mg/L的水中，温度为的水中，温度为2222 2525o oC C。 危害：促成二价铁氧化成危害：促成二价铁氧化成FeFe3+3+，产生氢氧化产生氢氧化铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。腐生菌（腐生菌（TGBTGB） 一类好氧一类好氧“异养异养”型的细菌，存在分布较广。型的细菌，存在分布较广。 生成环境：存在分布较广。生成环境：存在分布较广。 危害：与铁细菌大体相同。危害：与铁细菌大体相同。水 质 的 指 标 体 系

9、水 质 的 指 标 体 系 五类指标：五类指标： 溶解气溶解气 生物类生物类 矿物类矿物类 相关指标相关指标 综合类综合类溶解在水中的溶解在水中的O O2 2、COCO2 2和和 H H2 2S S的浓度的浓度单位：单位：mg/Lmg/L溶 解 气溶 解 气生 物 类生 物 类描述菌类及种菌的含量描述菌类及种菌的含量单位：个单位：个/mL/mL阳离子：钙、镁、铁、钡（锶）离子阳离子：钙、镁、铁、钡（锶）离子阴离子：氯根、碳酸根和碳酸氢根及硫酸根阴离子：氯根、碳酸根和碳酸氢根及硫酸根矿 物 类矿 物 类相 关 指 标相 关 指 标PHPH值值温度温度含油：含油：mg/Lmg/L 悬浮固体含量悬浮

10、固体含量 悬浮固体颗粒直径悬浮固体颗粒直径 平均腐蚀率平均腐蚀率 总铁含量总铁含量 膜滤系数膜滤系数MFMF 总矿化度总矿化度综 合 类综 合 类 注 入 水 水 质 标 准注 入 水 水 质 标 准 注水水质标准沿革注水水质标准沿革 SY/T5329-94标准规范标准规范 执行标准的原则执行标准的原则 水质标准的制定方法水质标准的制定方法注 水 水 质 标 准 沿 革注 水 水 质 标 准 沿 革 沿用前苏联二项指标（悬浮物，含铁量）沿用前苏联二项指标（悬浮物，含铁量） 七十年代未提出的七十年代未提出的“五指标、三要求的建议五指标、三要求的建议 六十年代中期，增加含油量指标六十年代中期，增加

11、含油量指标 8888年底，我国首次颁布年底，我国首次颁布SY5329-88SY5329-88注水水质标准注水水质标准 9595年，修订为年，修订为SY/T5329-94SY/T5329-94标准标准SY/T5329-94标准规范标准规范 水质主要控制指标：水质主要控制指标：悬浮物颗粒直径、悬浮悬浮物颗粒直径、悬浮固体含量、含油量、平均腐蚀率、固体含量、含油量、平均腐蚀率、SRBSRB、铁细菌、铁细菌、腐生菌、点腐蚀等指标。腐生菌、点腐蚀等指标。 水质基本要求水质基本要求：水质稳定；不使粘土矿物产水质稳定；不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊；配伍性好；低腐蚀、低悬浮；生水化膨胀或悬浊；配伍性好；低腐

12、蚀、低悬浮；水源选择评价合标准。水源选择评价合标准。 辅助性指标辅助性指标：溶解氧、侵蚀性溶解氧、侵蚀性COCO2 2、H H2 2S S、PHPH值、总铁含量等指标。值、总铁含量等指标。执 行 标 准 的 原 则执 行 标 准 的 原 则 控制指标优先原则控制指标优先原则 水质主要控制指标应首先达到要求。在主水质主要控制指标应首先达到要求。在主要控制指标已达到注水要求的前提下，若注要控制指标已达到注水要求的前提下，若注水又较顺利，可以不考虑辅助性指标。水又较顺利，可以不考虑辅助性指标。 执 行 标 准 的 原 则执 行 标 准 的 原 则 三类油层指标各自分级，先严后松，逐级放三类油层指标各

13、自分级，先严后松，逐级放宽。新投入注水开发的油藏或新建注水站应执宽。新投入注水开发的油藏或新建注水站应执行一级标准（行一级标准（A1A1、B1B1、C1C1），而建站时间较长），而建站时间较长或实际水处理能力已超过原设计能力或高含水或实际水处理能力已超过原设计能力或高含水期可执行二级标准（期可执行二级标准（A2A2、B2B2、C2C2），甚至三级），甚至三级标准。标准。 标准分级原则标准分级原则执 行 标 准 的 原 则执 行 标 准 的 原 则 实际油田，具体标准原则实际油田，具体标准原则 各油田应借荐而不是照搬行业标准，应根各油田应借荐而不是照搬行业标准，应根据油层的具体特性和生产实际情况

14、，科学制据油层的具体特性和生产实际情况，科学制定切合实际的水质标准，各油田的水质标准定切合实际的水质标准，各油田的水质标准是不完全一致的。是不完全一致的。 水 质 标 准 的 制 定 方 法水 质 标 准 的 制 定 方 法 获取获取油层岩性、油层水、注入水（水源水）资料油层岩性、油层水、注入水（水源水）资料测定注入水及油层水中离子浓度，分析溶解气体浓度测定注入水及油层水中离子浓度，分析溶解气体浓度及及PHPH值等参数。值等参数。 测定水的温度、密度、粘度，悬浮固体浓度及颗粒分测定水的温度、密度、粘度，悬浮固体浓度及颗粒分布、腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌和平均腐蚀率等。布、腐生菌、硫酸盐还原菌

15、、铁细菌和平均腐蚀率等。 测定注水层位岩心的渗透率、孔道分布规律、粘土矿测定注水层位岩心的渗透率、孔道分布规律、粘土矿物组成及其含量，岩心的阳离子交换量（物组成及其含量，岩心的阳离子交换量（C.E.CC.E.C）以及水）以及水敏指数。敏指数。 水 质 标 准 的 制 定 方 法水 质 标 准 的 制 定 方 法 水的配伍性评价水的配伍性评价含钡、锶、钙离子的水与含有硫酸根离子的水混合时，含钡、锶、钙离子的水与含有硫酸根离子的水混合时，经试验后不能生成沉淀时才能注水，否则应进行水质处经试验后不能生成沉淀时才能注水，否则应进行水质处理。理。BaSOBaSO4 4结垢量控制指标为结垢量控制指标为Ba

16、S0BaS04 4 2.5mg/L2.5mg/L。 二价硫离子含量高的水与含有二价铁离子的水混注时，二价硫离子含量高的水与含有二价铁离子的水混注时，必须考虑硫化亚铁结垢问题。必须考虑硫化亚铁结垢问题。 含碱度较高的水与含钙、镁、钡、锶、铁（含碱度较高的水与含钙、镁、钡、锶、铁（FeFe2+2+）等）等离子的水相混或当水中游离二氧化碳含量较高，或二氧离子的水相混或当水中游离二氧化碳含量较高，或二氧化碳逸出使水的化碳逸出使水的PHPH值升高时，应考虑碳酸盐结垢问题。值升高时，应考虑碳酸盐结垢问题。 水 质 标 准 的 制 定 方 法水 质 标 准 的 制 定 方 法根据化学的溶度积原理，初步判断各

17、离子在水中的稳根据化学的溶度积原理，初步判断各离子在水中的稳定性定性 。 C.E.CC.E.C值大于值大于0.09mmol/g0.09mmol/g（按一价离子计算）时，就（按一价离子计算）时，就不能忽视粘土的水化膨胀。不能忽视粘土的水化膨胀。 采用注入层岩心进行水驱实验，了解粘土矿物的水化采用注入层岩心进行水驱实验，了解粘土矿物的水化膨胀程度为注水时是否需要防膨提供依据。膨胀程度为注水时是否需要防膨提供依据。 水 质 标 准 的 制 定 方 法水 质 标 准 的 制 定 方 法 水中悬浮物的不同处理程度对岩心伤害试验水中悬浮物的不同处理程度对岩心伤害试验固相含量变化与岩心渗透率变化的关系试验。

18、固相含量变化与岩心渗透率变化的关系试验。 含油量变化与岩心伤害关系。含油量变化与岩心伤害关系。 固相颗粒直径中值与岩心伤害关系。固相颗粒直径中值与岩心伤害关系。 悬浮物（固相悬浮物（固相+ +含油）不同标准分级各指标系列与岩心含油）不同标准分级各指标系列与岩心的伤害关系。在此基础上提出初步的悬浮物指标方案。的伤害关系。在此基础上提出初步的悬浮物指标方案。 水 质 标 准 的 制 定 方 法水 质 标 准 的 制 定 方 法 注入水水质指标方案设计注入水水质指标方案设计对注入水水质指标进行概念设计，并尽可能向行业标准对注入水水质指标进行概念设计，并尽可能向行业标准靠近，概念设计方案可提供二到三个

19、方案。靠近，概念设计方案可提供二到三个方案。 结合油层伤害程度、吸水能力随时间的变化规律等预结合油层伤害程度、吸水能力随时间的变化规律等预测吸水能力，讨论不同方案的配注指标实现程度。测吸水能力，讨论不同方案的配注指标实现程度。 水质指标方案的水质处理可行性研究。水质指标方案的水质处理可行性研究。 结合开发方案、注水工艺技术现状、水处理费用等优结合开发方案、注水工艺技术现状、水处理费用等优选出一套水质指标的试注方案。选出一套水质指标的试注方案。 试注试注第二节水源及水处理第二节水源及水处理: 水源选择水源选择: 水处理基本措施水处理基本措施: 水处理基本流程水处理基本流程水 源 选 择水 源 选

20、 择 水源类型水源类型 地下水地下水：水量稳定，水质不受季节影响，矿化水量稳定，水质不受季节影响，矿化度较高。度较高。 地表水地表水：矿化度低，泥砂含量高，溶解氧充足，矿化度低，泥砂含量高，溶解氧充足，水量受季节变化。水量受季节变化。 油田污水油田污水：偏碱性，硬度低，含铁少，矿化度偏碱性，硬度低，含铁少，矿化度高，含油量高和胶体物量高，悬浮物组成复杂高，含油量高和胶体物量高，悬浮物组成复杂, ,油田注油田注水的主要水源。水的主要水源。水 源 选 择水 源 选 择 水源类型水源类型 海水海水：高含氧和盐，腐蚀性强，悬浮固体颗粒高含氧和盐，腐蚀性强，悬浮固体颗粒随季节变化随季节变化, ,水源丰富

21、。水源丰富。 混合水混合水：混合水指上述二种或三种以上水源相混合水指上述二种或三种以上水源相混合的水。大多数情况是含油污水与其它水源混合注入混合的水。大多数情况是含油污水与其它水源混合注入地层。地层。水 源 选 择水 源 选 择 水源选择原则水源选择原则 充足的水量，且供水量稳定。充足的水量，且供水量稳定。 良好或相对良好的水质，且水处理工艺相对简单良好或相对良好的水质，且水处理工艺相对简单或水处理经经济技术可行。或水处理经经济技术可行。 含油污水优先，以减少环境污染。含油污水优先，以减少环境污染。水 源 选 择水 源 选 择 水源选择原则水源选择原则 考虑水的二次或多次利用，减少资源浪费。考

22、虑水的二次或多次利用，减少资源浪费。 水源总供水量：水源总供水量：4321QQQQQ Q1油田注水量；油田注水量；Q2油田辅助生产用水量油田辅助生产用水量 Q3油田生活用水量；油田生活用水量；Q4其它用水量其它用水量水 处 理 基 本 措 施水 处 理 基 本 措 施 沉沉 淀淀 过过 滤滤 杀杀 菌菌 脱脱 气气 除除 油油 曝曝 晒晒 沉沉 淀淀 沉淀是让水在沉淀池（罐）内有一定的停留时间，沉淀是让水在沉淀池（罐）内有一定的停留时间，使其中所悬浮的固体颗粒借助自身的重量沉淀下来。使其中所悬浮的固体颗粒借助自身的重量沉淀下来。 StokesStokes沉降规律：沉降规律：wdwgdV)(2

23、提高沉降效果提高沉降效果 足够的沉淀时间：足够的沉淀时间：加加迂回挡板，增大流程。迂回挡板，增大流程。 快速的下沉速度：快速的下沉速度：加入絮凝剂，增大颗粒直径。加入絮凝剂，增大颗粒直径。过滤过滤 过滤目的是除悬浮固体或除铁过滤目的是除悬浮固体或除铁。 过滤器的种类：不同的过滤器，过滤标准或过滤过滤器的种类：不同的过滤器，过滤标准或过滤对象不尽相同。对象不尽相同。 常见的除铁方法：常见的除铁方法：自然氧化法（石英砂过滤）、接自然氧化法（石英砂过滤）、接触催化法（天然锰砂过滤）、人工石英砂法。触催化法（天然锰砂过滤）、人工石英砂法。杀菌杀菌 杀菌方法有化学法和物理法杀菌方法有化学法和物理法。油田

24、常用杀菌剂油田常用杀菌剂。名 称特 性甲醛氯气次氯酸钠次氯酸钙通用产品过氧乙酸双氧水和醋酸合成戊二醛TS-801TS-802季胺盐类液体药剂含量 24%1227（洁尔灭）季胺盐类，无色中淡黄色液体含量 40%HC1-126棕色液体脱气脱气 真空除氧真空除氧：降低压力就降低了溶解气量。：降低压力就降低了溶解气量。气提脱氧气提脱氧：用天然气或惰性气体从水中逆流以提：用天然气或惰性气体从水中逆流以提出水中溶解氧。出水中溶解氧。化学脱氧化学脱氧：化学药剂（氧化剂）与氧反应生成无化学药剂（氧化剂）与氧反应生成无腐蚀性产物。腐蚀性产物。除去除去H H2 2S S和和COCO2 2：在酸性条件下，可在真空脱

25、氧或气：在酸性条件下，可在真空脱氧或气提脱氧中完成。提脱氧中完成。除油除油 重力分离重力分离：提供足够的停留时间以便油珠聚结和提供足够的停留时间以便油珠聚结和重力分离重力分离。气体浮选气体浮选：气泡与悬浮在水流中的油滴接触，使气泡与悬浮在水流中的油滴接触，使它们象泡沫一样上升到水面它们象泡沫一样上升到水面。污水中含油分散情况有三类：浮油、分散油及乳污水中含油分散情况有三类：浮油、分散油及乳化油。浮油稍加静置即浮到水面，分散油如果有足化油。浮油稍加静置即浮到水面，分散油如果有足够的静置时间，也能浮升至水面。够的静置时间，也能浮升至水面。水 处 理 基 本 流 程水 处 理 基 本 流 程 水处理

26、系统分为闭式系统和开式系统两种水处理系统分为闭式系统和开式系统两种。 闭式系统是一种完全隔绝氧气的系统，适用于原闭式系统是一种完全隔绝氧气的系统，适用于原来就不含空气（或极少量氧），并几乎不用化学处理来就不含空气（或极少量氧），并几乎不用化学处理的系统的系统。海水注入系统可采用闭式系统。海水注入系统可采用闭式系统。 开式系统适用于被氧饱和的水源或需要以通气的开式系统适用于被氧饱和的水源或需要以通气的方式除去方式除去H H2 2S S和和COCO2 2。应采用相应的隔氧技术。应采用相应的隔氧技术。海 水 处 理 流 程海 水 处 理 流 程主要是含氧和悬浮物主要是含氧和悬浮物。海水处理流程：海水

27、处理流程：第三节注水井动态第三节注水井动态: 基本概念基本概念: 注水井的注入量注水井的注入量: 吸水能力因素分析吸水能力因素分析: 注水指示曲线分析与应用注水指示曲线分析与应用基 本 概 念基 本 概 念 流度比流度比 吸水指数吸水指数 视（比）视（比）吸水指数与比吸水指数吸水指数与比吸水指数 相对吸水量相对吸水量 注水井指示曲线注水井指示曲线 吸水剖面吸水剖面 流度比流度比 流度比指在注水油藏中水侵区的水的流度与油汇区流度比指在注水油藏中水侵区的水的流度与油汇区的油的流度之比值的油的流度之比值。wororwwwKKKKM00 在见水前，一个开发区流度比将一直不变；在见水在见水前，一个开发区

28、流度比将一直不变；在见水后，流度比随含水饱和度、水的相对渗透率的增加而后，流度比随含水饱和度、水的相对渗透率的增加而不断增大。人工注水时的流度比范围为不断增大。人工注水时的流度比范围为0.020.02 2.02.0。吸 水 指 数吸 水 指 数吸水指数指注水井在单位井底压差下的日注水量，吸水指数指注水井在单位井底压差下的日注水量，单位用单位用m m3 3/MPa.d/MPa.d。吸水指数表示注水井单井或单层的吸水能力吸水指数表示注水井单井或单层的吸水能力。静压流压日注水量注水压差日注水量吸水指数压差相应两种工作制度下流量两种工作制度下日注水吸水指数 视吸水指数视吸水指数视视吸水指数指吸水指数指

29、日注水量与井口注入压力之比日注水量与井口注入压力之比，单位，单位用用m m3 3/MPa.d/MPa.d。比比吸水指数指单位油层厚度上的吸水指数或称吸水指数指单位油层厚度上的吸水指数或称“每米吸水指数每米吸水指数” 。比吸水指数比吸水指数相对吸水量相对吸水量相对吸水量指对于多层注水井，在相同条件下某小相对吸水量指对于多层注水井，在相同条件下某小层的吸水量与全井吸水量之比层的吸水量与全井吸水量之比。%100全井吸水量小层吸水量相对吸水量相对吸水量表示了各小层的相对吸水能力相对吸水量表示了各小层的相对吸水能力。注水井指示曲线注水井指示曲线注水井指示曲线指注水井指示曲线指在稳定流动的条件下，注入压力

30、在稳定流动的条件下，注入压力与注水量的关系曲线与注水量的关系曲线。注水井指示曲线注水井指示曲线分层指示曲线分层指示曲线吸 水 剖 面吸 水 剖 面 吸水剖面描述吸水剖面描述注水井在井底沿井筒各射开层分层吸注水井在井底沿井筒各射开层分层吸水量的图形水量的图形。 吸水剖面形象地表示注水井分层吸水能力大小。吸水剖面形象地表示注水井分层吸水能力大小。 同位素载体法是测注水井吸水剖面常用方法。同位素载体法是测注水井吸水剖面常用方法。 井温测试可确定井下吸水层位。井温测试可确定井下吸水层位。吸 水 剖 面吸 水 剖 面IIIIII层异常面积层异常面积层相对吸水量IIIIIIII层异常面积层异常面积层相对吸

31、水量IIIIIIIIII层异常面积层异常面积层相对吸水量IIIIIIIIIIII注 水 井 的 注 水 量注 水 井 的 注 水 量 单井注水量方程：单井注水量方程：43ln)(543.0SrrBpphKQwewwriwfwwQ Qw w注水量或吸水量，注水量或吸水量，m m3 3/d K/d Kw w水的有效渗透率，水的有效渗透率，1010-3-3 m m2 2h h吸水层段有效厚度，吸水层段有效厚度，m Pm Piwfiwf-P-Pr r注水压差，注水压差，kPakPaB Bw w水的体积系数水的体积系数 w w水的粘度，水的粘度，mPa.smPa.sS S注水井综合表皮系数注水井综合表皮

32、系数 ReRe水前缘半径，水前缘半径，m mr rw w井筒半径，井筒半径，m m吸水能力的因素分析吸水能力的因素分析 注水量方程变量变化注水量方程变量变化 吸水能力降低的现场因素吸水能力降低的现场因素注水量方程条件变化注水量方程条件变化注 水 指 示 曲 线 分 析 与 应 用注 水 指 示 曲 线 分 析 与 应 用 常见常见指示曲线指示曲线 用指示曲线分析油层吸水能力变化用指示曲线分析油层吸水能力变化 井下工具管柱工况判断井下工具管柱工况判断 检查配注准确程度和分配层段注水量检查配注准确程度和分配层段注水量常 见常 见 指 示 曲 线指 示 曲 线曲线曲线1 1：直线递增式，：直线递增式

33、，反映了地层的吸水规律。反映了地层的吸水规律。曲线曲线2 2：垂直式，曲线：垂直式，曲线出现在油层渗透性极差出现在油层渗透性极差的情况，或测试故障或的情况，或测试故障或水嘴堵死。水嘴堵死。曲线曲线3 3：递减式，是一：递减式，是一种不正常的曲线。种不正常的曲线。常 见常 见 指 示 曲 线指 示 曲 线 曲线曲线4 4：曲折式，反映：曲折式，反映仪器设备有问题。仪器设备有问题。 曲线曲线5 5：上翘式，与仪：上翘式，与仪表、操作、设备、油层表、操作、设备、油层性质有关。性质有关。 曲线曲线6 6：折线式，表示：折线式，表示有新油层在注水压力较有新油层在注水压力较高时开始吸水，或地层高时开始吸水

34、，或地层产生微小裂缝。产生微小裂缝。指 示 曲 线指 示 曲 线 分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化指示曲线右移，斜率指示曲线右移，斜率变小变小： 吸水指数变大，地层吸水指数变大，地层吸水能力变好。吸水能力变好。指 示 曲 线指 示 曲 线 分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化指数曲线左移，斜率指数曲线左移，斜率变大变大： 吸水指数变小，地层吸水指数变小，地层吸水能力变差吸水能力变差。指 示 曲 线指 示 曲 线 分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化指示曲线平行上移，指示曲

35、线平行上移，斜率不变斜率不变： 吸水能力未变，地层吸水能力未变，地层压力升高压力升高。指 示 曲 线指 示 曲 线 分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化分 析 油 层 吸 水 能 力 变 化指示曲线平行下移，指示曲线平行下移，斜率不变斜率不变： 吸水能力未变，而是吸水能力未变，而是地层压力下降所致地层压力下降所致。井 下 工 具 管 柱 工 况 判 断井 下 工 具 管 柱 工 况 判 断 封隔器失效封隔器失效: :油、套压平衡，注水量上升，注水压力不油、套压平衡，注水量上升，注水压力不变而注水量上升，封隔的两层段指示曲线相似。变而注水量上升，封隔的两层段指示曲线相似。 配水器失效：配水器失

36、效：注水量逐渐下降，直至不进水，指示曲注水量逐渐下降，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。轴偏移；注水量突然上升，指示曲线向注水轴偏移。 管柱失效：管柱失效：全井注水量猛增，层段指示曲线与全井指全井注水量猛增，层段指示曲线与全井指示曲线相似；层段指示曲线与水嘴掉时相似；注水量上升，示曲线相似；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。油压下降套压上升，层段批示曲线向注水轴偏移。注水工艺注水工艺 注水工艺参数设计注水工艺参数设计

37、 注入系统注入系统 实施注水实施注水第四节第四节 注水工艺注水工艺注 水 工 艺 参 数 设 计注 水 工 艺 参 数 设 计 注水量预测与设计注水量预测与设计 注水压力设计注水压力设计 注水温度预测与设计注水温度预测与设计 注水井节点系统分析注水井节点系统分析注 水 量 预 测 与 设 计注 水 量 预 测 与 设 计 不同含水阶段日注水量不同含水阶段日注水量wwwywffBBCQQ)100(00 单井平均日注水量单井平均日注水量NQqwiwN N全油田注水井数，口全油田注水井数，口 Q Qy y产油量，产油量，t/dt/dB B注采比注采比 C C注水系数，取注水系数，取C=1.0C=1.

38、0 1.21.2B B0 0原油体积系数原油体积系数 f fw w含水率，含水率，% %（重量百分比）（重量百分比） 0 0地面原油密度，地面原油密度，t/mt/m3 3 w w注入水密度，注入水密度，t/mt/m3 3Q Qw w全油田所需的注水总量全油田所需的注水总量,m,m3 3/d/d q qiwiw单井日注水量，单井日注水量，m m3 3/d/d注 水 量 预 测 与 设 计注 水 量 预 测 与 设 计 单井油层临界注入量单井油层临界注入量q qiwciwc油层厚度油层厚度h h的日平均临界注入量，的日平均临界注入量，m m3 3/d/dd d实验岩芯直径，实验岩芯直径，cmcmh

39、 h油层厚度，油层厚度，m mr rw w井眼半径（射孔井为孔眼端部距井中心距离），井眼半径（射孔井为孔眼端部距井中心距离），cmcmq qc c实验岩心的临界流量，实验岩心的临界流量，cmcm3 3/min/minhdqrqcwiwc2152.1注水压力设计注水压力设计 启动压差：启动压差：油层开始吸水时的注入压差，油层开始吸水时的注入压差， p pr r。 设计注水压力采用临界压力原则：设计注水压力采用临界压力原则：中、高渗油层，中、高渗油层，最大井底注水压力不得超过地层破裂压力的最大井底注水压力不得超过地层破裂压力的90%90%；对低；对低渗油层，井底压力不超过地层破裂压力的渗油层，井底

40、压力不超过地层破裂压力的10%10%。 注水压差：注水压差：油层开始吸水时的注入压差，油层开始吸水时的注入压差， p pr r。rriwfpppp注水压力设计注水压力设计注水井井口压力：注水井井口压力：hfiwfjpppppp pf f油管摩阻损失，油管摩阻损失，MPa pMPa ph h井筒静水压头，井筒静水压头，MPaMPap p配水器嘴流损失，配水器嘴流损失，MPaMPa注 水 井 节 点 系 统 分 析注 水 井 节 点 系 统 分 析分析步骤分析步骤： 按注水井动态方程绘制按注水井动态方程绘制IPRIPR曲线；曲线； 绘制油管流动曲线或不同管径注水压力梯度曲线；绘制油管流动曲线或不同

41、管径注水压力梯度曲线； 将将IPRIPR和油管曲线联合，获得合适的注水压力、和油管曲线联合，获得合适的注水压力、注水量或油管直径；注水量或油管直径； 按系统分析方法获得其他相关的工艺参数；按系统分析方法获得其他相关的工艺参数；注 水 井 节 点 系 统 分 析注 水 井 节 点 系 统 分 析注水注水IPRIPR与油管曲线与油管曲线砾石充填注水井压降曲线砾石充填注水井压降曲线注入系统注入系统 注水井注水井 注水管网注水管网 注水站注水站 系统效率系统效率注入系统注入系统 油田注水系统包括油田注水系统包括：油田供水系统、油田注水地：油田供水系统、油田注水地面系统、井筒流动系统、油藏流动系统。面系

42、统、井筒流动系统、油藏流动系统。 油田注入系统包括油田注入系统包括：油田注水地面系统、井筒流：油田注水地面系统、井筒流动系统。由注水站、配水间、井口、井下配水管柱及动系统。由注水站、配水间、井口、井下配水管柱及相连管网组成。相连管网组成。注水井注水井 生产井转成的井生产井转成的井：低产井、特高含水油井或边缘井。：低产井、特高含水油井或边缘井。 专门钻的井专门钻的井：因：因转换注水井的费用会比钻新注水井转换注水井的费用会比钻新注水井的费用高的费用高。 多个注水井构成注水井组，注水井组的注入由配水多个注水井构成注水井组，注水井组的注入由配水间来完成。间来完成。注水井注水井典型注水井井口和注水管线连

43、接方式典型注水井井口和注水管线连接方式注水井注水井注水井井下系统注水井井下系统注水管网注水管网 经济流速经济流速：注水：注水管道运行费最低时的流速，对应的管道运行费最低时的流速，对应的流量为经济流量流量为经济流量。 注水管网最远点水力压降限定值注水管网最远点水力压降限定值：在注水系统正常：在注水系统正常运行的情况下，注水成本最低时，高压水输送到最远点运行的情况下，注水成本最低时，高压水输送到最远点的压力下降值。是确定注水站的规模、管辖范围或输水的压力下降值。是确定注水站的规模、管辖范围或输水距离的依据。距离的依据。注水站注水站 是注水系统的核心，注水站场设计包括确定总注水是注水系统的核心，注水

44、站场设计包括确定总注水量和设计注水压力，并规划站内工艺流程。量和设计注水压力，并规划站内工艺流程。 注水站规模：注水站规模：以管辖范围的注水量及用水量为依据。以管辖范围的注水量及用水量为依据。fxwzQQQQQ QZ Z 注水站用水量，注水站用水量，m m3 3/d /d Q Qw w 注水站注水总量，注水站注水总量，m m3 3/d/dQ Qx x 日洗井水量，日洗井水量，m m3 3/d /d Q Qf f 日附加用水量，日附加用水量，m m3 3/d/d注水站注水站 注水站压力设计：注水站压力设计：由油层注水压力决定。多油层混由油层注水压力决定。多油层混注时，以各油层均能完成配注水量的最

45、高压力为依据。注时，以各油层均能完成配注水量的最高压力为依据。 站内注水工艺流程：站内注水工艺流程： 来水进站来水进站计量计量水质处理水质处理贮水罐贮水罐泵出泵出系统效率系统效率 地面注入系统效率地面注入系统效率：指注水站到井口的效率，包括指注水站到井口的效率，包括注水泵机组效率及注水管网的效率注水泵机组效率及注水管网的效率。321地 地地 地面注入系统效率地面注入系统效率 1 1 电动机平均效率电动机平均效率 2 2 注水泵平均效率注水泵平均效率 3 3 注水管网平均效率注水管网平均效率系统效率系统效率 注入系统效率注入系统效率： 注注注水系统效率注水系统效率 供供供水系统效率供水系统效率

46、地地地面注入系统效率地面注入系统效率 井井井筒流动系统效率井筒流动系统效率 藏藏油藏流动系统效率油藏流动系统效率藏井地供注实施注水实施注水 试试注与转注注与转注 分层注水分层注水试 注 与 转 注试 注 与 转 注 试注目的试注目的：获得吸水指数及地层注水启动压力等重获得吸水指数及地层注水启动压力等重要参数及检验水质标准的适应性。要参数及检验水质标准的适应性。 转注转注：对于特高含水的采油井，有时改为注水井即对于特高含水的采油井，有时改为注水井即转注转注。分层注水分层注水 分层注水分层注水：在井口保持同一压力的条件下，控制高在井口保持同一压力的条件下，控制高渗透层的注水量，加强中、低渗透层的注

47、入量，防止渗透层的注水量，加强中、低渗透层的注入量，防止注入水单层突进，使之均匀推进注入水单层突进，使之均匀推进。 分层注水技术的核心：分层注水技术的核心：基于分层吸水能力的掌握，基于分层吸水能力的掌握，按开发要求设计分层注水管柱和分层配水。按开发要求设计分层注水管柱和分层配水。分层配水分层配水 嘴损曲线嘴损曲线：描述配水嘴尺寸，配水量和通过配水嘴描述配水嘴尺寸，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的节流损失三者之间的定量关系曲线。分层配水分层配水 嘴损曲线法选择水嘴嘴损曲线法选择水嘴： 据测试资料绘制分层吸水指示曲线据测试资料绘制分层吸水指示曲线 在分层指示曲线上，查出与各层段

48、注水量相对应在分层指示曲线上，查出与各层段注水量相对应的井口配注压力的井口配注压力 计算各分层的嘴损压差或确定嘴损压差计算各分层的嘴损压差或确定嘴损压差 借用嘴损压差值和需要的配注量在嘴损曲线上查借用嘴损压差值和需要的配注量在嘴损曲线上查出水嘴尺寸出水嘴尺寸分层配水分层配水 简易法选择水嘴简易法选择水嘴： 对于调整水量不大的层段对于调整水量不大的层段0112QQddD D1 1原用水嘴直径，原用水嘴直径，mm mm d d2 2需调整水嘴直径需调整水嘴直径,mm,mmQ Q0 0原注入量，原注入量，m m3 3 Q Q1 1配注量，配注量，m m3 3注水工艺注水工艺 注水井工艺措施分类注水井

49、工艺措施分类 改变改变注水井工作制度的工艺措施注水井工作制度的工艺措施 注水井调剖技术注水井调剖技术 粘土控制技术粘土控制技术第五节第五节 注水井工艺措施注水井工艺措施注 水 井 工 艺 措 施 分 类注 水 井 工 艺 措 施 分 类 工艺措施包括工艺措施包括： 改变注水井工作制度的措施改变注水井工作制度的措施 注水井增注措施注水井增注措施 注水井调堵措施注水井调堵措施 粘土控制措施粘土控制措施增压注水增压注水 增压注水增压注水是为了提高井底砂岩面注入压力，来增是为了提高井底砂岩面注入压力，来增加注水井吸水量的工艺措施。加注水井吸水量的工艺措施。 实现实现增压注水增压注水：提高井口注入压力（

50、提高泵压或：提高井口注入压力（提高泵压或在配水间添加增压泵）或井下潜油电泵增压。在配水间添加增压泵）或井下潜油电泵增压。 提提高注水压力后，不能保证达到各层吸水能力均高注水压力后，不能保证达到各层吸水能力均衡增加。衡增加。脉 冲 注 水脉 冲 注 水 脉冲水嘴增压的基本理论是流体瞬间理论和水声学脉冲水嘴增压的基本理论是流体瞬间理论和水声学原理。原理。高压水流过亥姆霍兹振荡器可产生大幅度脉动，高压水流过亥姆霍兹振荡器可产生大幅度脉动，形成高频水射流，经实验测试，注水压力形成高频水射流，经实验测试，注水压力10MPa10MPa时，出时，出口压力可达口压力可达11.2MPa11.2MPa左右。左右。