1、1,第七章 注 水,(1) 水源、水質(zhì)及注水系統(tǒng),主要內(nèi)容：,(2) 注水井吸水能力分析,(3) 分層注水技術(shù),(4) 注水指示曲線分析與應(yīng)用,(5) 注水井調(diào)剖技術(shù),2,第一節(jié) 水源、水質(zhì)及注水系統(tǒng),一、水源選擇,水源選擇要求：水量充足、水質(zhì)穩(wěn)定。,水源類型, 地面水源,地面淡水水源,海水水源, 地下水源,油層采出水(主要水源),各自特點(diǎn),3,1. 粘土膨脹 2. 機(jī)械雜質(zhì) 3. 微粒運(yùn)移 4. 細(xì)菌堵塞 5. 反應(yīng)沉淀物 6. 原油,1. 溶解氧 2. CO、CO2 3. H2S 4. 細(xì)菌,1. 無機(jī)垢 2. 有機(jī)垢,二、水質(zhì)要求,注水引起的油層損害主要類型：,基本水質(zhì)指標(biāo)：,機(jī)械雜質(zhì)濃

2、度、粒徑、膜濾系數(shù)；,鐵離子含量；,細(xì)菌含量：腐生菌、硫酸還原菌、鐵菌；,溶解氧含量；,硫化物含量；,含油量；,pH值；,堵塞、腐蝕、結(jié)垢。,礦化度。,4,三、注入水處理技術(shù),（1）沉淀,懸浮的固體顆粒借自身的重力而沉淀下來。,常用的聚凝劑,反應(yīng)沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖,硫酸鋁，,硫酸鐵,三氯化鐵,偏鋁酸鈉,5,（2）過濾,壓力式濾罐示意圖,重力式濾池：濾池中的水面與大氣接觸，利用濾池與底部水管出口，或水管相連的清水池水位標(biāo)高差進(jìn)行過濾。,壓力濾罐：濾池完全密封，水在一定壓力下通過濾池。,三、注入水處理技術(shù),6,常用的殺菌劑,（3）殺菌,（4） 脫氧,除去水中的氧氣、碳酸氣和硫化氫氣體。,脫氧方法,氯

3、及其化合物 如次氯酸、次氯酸鹽等；,甲醛 既有殺菌又有防腐作用。,化學(xué)脫氧法；,天然氣逆流沖刷法（氣提脫氧）；,真空脫氧法。,真空脫氧示意圖,三、注入水處理技術(shù),7,（5）曝曬(提高溫度),處理過飽和碳酸鹽(高溫下不穩(wěn)定，易產(chǎn)生沉淀)。,含油污水處理的措施。,污水回注的優(yōu)點(diǎn)：, 污水中含表面活性物質(zhì)，能提高洗油能力；, 高礦化度污水回注不會(huì)使粘土顆粒膨脹而降低滲透率；, 污水回注保護(hù)了環(huán)境，提高了水的利用率。,（6）除油,三、注入水處理技術(shù),8,四、注水系統(tǒng),注水系統(tǒng)是指從水源至注水井的全套設(shè)備和流程，包括水源泵站、水處理站、注水站、配水間和注水井。,1.注水站,主要作用：將來水升壓，以滿足注

4、水井對(duì)注入壓力的要求,工藝流程：來水進(jìn)站計(jì)量水質(zhì)處理儲(chǔ)水灌泵出,儲(chǔ)水罐：具有儲(chǔ)備作用、緩沖作用、分離作用,高壓泵組：給注入水增壓,流量計(jì)：計(jì)量水量,分水器：將高壓水分配給各配水間,主要設(shè)施：,9,2.配水間,主要作用： 用來調(diào)節(jié)、控制和計(jì)量各注水井的注水量,主要設(shè)施：,分類：配水間一般分為單井配水間和多井配水間兩種,3.注水井,主要作用：注入水從地面進(jìn)入地層的通道,主要設(shè)施：井口裝置和井下注水管柱,正常注水和旁通備用管匯,壓力表和流量計(jì),分水器,四、注水系統(tǒng),10,五、注水井投注程序,投注程序：注水井從完鉆到正常注水之間所需進(jìn)行的工作。它包括排液、洗井、預(yù)處理、試注、正常注水等幾個(gè)方面。,1.

5、排液, 清除油層內(nèi)的堵塞物；, 在井底附近造成低壓帶，為注水創(chuàng)造有利條件；, 采出部分彈性儲(chǔ)量，減少注水井排或注水井附近的能量損失，有利于注水井排拉成水線。,11,2.洗井,洗井目的：把井筒內(nèi)的腐蝕物、雜質(zhì)等污物沖洗出來，避免油層被污物堵塞影響注水。,洗井方式：一種是正洗，水從油管進(jìn)井，從油套環(huán)形空間返回地面；另一種是反洗，水從油套環(huán)形空間進(jìn)井，從油管返回地面。,3.預(yù)處理,預(yù)處理目的：為防止粘土顆粒的膨脹和運(yùn)移，在注水井投注或油井轉(zhuǎn)注前需進(jìn)行防膨處理。,五、注水井投注程序,12,4.試注,試注目的：確定能否將水注入油層并取得油層吸水啟動(dòng)壓力和吸水指數(shù)等資料，根據(jù)要求注入量選定注入壓力。,5.

6、 正常注水,注水井通過排液、洗井、試注，取全取準(zhǔn)試注的資料，再經(jīng)過配水就可以轉(zhuǎn)為正常注水。,五、注水井投注程序,13,第二節(jié) 注水井吸水能力分析,一、注水井吸水能力,注水井指示曲線：,穩(wěn)定流動(dòng)條件下，注入壓力與注水量之間的關(guān)系曲線。,注水井指示曲線,吸水指數(shù)：,單位注水壓差下的日注水量。,（正常注水不可能經(jīng)常關(guān)井測靜壓）,14,比吸水指數(shù)或每米吸水指數(shù)：,地層吸水指數(shù)除以地層有效厚度所得的數(shù)值。,一米厚地層在一個(gè)兆帕注水壓差下的日注水量。,視吸水指數(shù)：,日注水量除以井口壓力；,油管注水，井口壓力取套管壓力 套管注水，井口壓力取油管壓力,一、注水井吸水能力,實(shí)際生產(chǎn)中，為了及時(shí)掌握吸水能力變化，

7、采用井口壓力,15,二、影響吸水能力的因素,(1) 與注水井井下作業(yè)及注水井管理操作等有關(guān)的因素,(2) 與水質(zhì)有關(guān)的因素,(3) 組成油層的粘土礦物遇水后發(fā)生膨脹,(4) 注水井地層壓力上升,產(chǎn)生堵塞的原因,(1) 鐵的沉淀,氫氧化鐵,硫化亞鐵,(2) 碳酸鹽沉淀,(3) 細(xì)菌堵塞,(4) 粘土膨脹,16,三、改善吸水能力的措施,(1) 加強(qiáng)注水井日常管理, 及時(shí)取水樣化驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)不合格時(shí)，應(yīng)立即采取措施，保證不把不合格的水注入油層；, 按規(guī)定沖洗地面管線、儲(chǔ)水設(shè)備和洗井，保證地面管線、儲(chǔ)水設(shè)備和井內(nèi)清潔；, 保證平穩(wěn)注水，減少波動(dòng)，以免破壞油層結(jié)構(gòu)和防止管壁上的腐蝕物污染水質(zhì)和堵塞油

8、層。,17,(2) 壓裂增注,普通壓裂：,分層壓裂：,吸水指數(shù)低，注水壓力高的低滲地層和嚴(yán)重污染地層,油層較厚、層內(nèi)巖性差異大或多油層層間差異大,三、改善吸水能力的措施,18,(3) 酸化增注,解除井底堵塞物，,提高中低滲透層的絕對(duì)滲透率,無機(jī)物堵塞,有機(jī)堵塞物,CaCO3、FeS、Fe(OH)3以及泥質(zhì)等,鹽酸或土酸處理,藻類和細(xì)菌,甲醛水溶液、鹽酸或土酸處理,三、改善吸水能力的措施, 稀酸活性液不排液法, 醋酸緩沖稀酸活性液增注, 逆土酸增注法, 膠束（活性柴油）逆土酸增注法,19,(4) 粘土防膨（防膨劑）,無機(jī)鹽類,KCl、NH4Cl,有效期短,無機(jī)物表面活性劑,鐵鹽類,施工條件要求嚴(yán)

9、，成本高，有效期短,離子型表面活性劑,聚季胺,有效期長，成本較低，施工容易,三、改善吸水能力的措施,20,第三節(jié) 分層注水技術(shù),一、分層吸水能力及測試方法,相對(duì)吸水量：,在同一注入壓力下，某一層吸水量占全井吸水量的百分?jǐn)?shù),分層注水指示曲線：,注水層段注入壓力與注入量的相關(guān)曲線,某井分層指示曲線,21,一、分層吸水能力及測試方法,測定注水井的吸水剖面：,直接進(jìn)行分層測試：,用各層的相對(duì)吸水量來表示分層吸水能力的大小。,用分層測試整理分層指示曲線，求出分層吸水指數(shù)來表示分層吸水能力的好壞。,(一) 放射性同位素載體法測吸水剖面,吸水剖面：,一定注入壓力下各層段的注入量(吸水量)的分布。,22,放射

10、性同位素載體法測吸水剖面的基本原理與測試過程。,一、分層吸水能力及測試方法,載體法測吸水剖面曲線,23,(二) 投球法分層測試,(1) 測全井指示曲線,(2) 測分層指示曲線,(3) 資料整理,第層段注水量=投最后一個(gè)球后測得的注水量,第層段注水量=(投第一個(gè)球后的注水量)(投第二個(gè)球后的注水量),第層段注水量=(全井注水量)(投第一個(gè)球后的注水量),一、分層吸水能力及測試方法,投球測試管柱示意圖,24,(三) 井溫測井法,各種情況下的井溫曲線,井溫分布曲線,一、分層吸水能力及測試方法,25,第四節(jié) 注水指示曲線的分析和應(yīng)用,一、指示曲線的幾種形狀,幾種指示曲線的形狀,（1）直線型指示曲線,由

11、指示曲線求吸水指數(shù),遞增式,26,幾種指示曲線的形狀,垂直式, 油層性質(zhì)很差，雖然泵壓增加了，但注水量沒有增加；, 儀表不靈或測試有誤差；, 井下管柱有問題，如水嘴堵死等。,遞減式,不正常的曲線,儀表、設(shè)備等有問題（曲線3）,（2）折線型指示曲線,曲拐式,儀器設(shè)備有問題，不能應(yīng)用（曲線4）,上翹式,儀表、操作、設(shè)備、油層性質(zhì)有關(guān),油層條件差、連通性不好或不連通油層（曲線5）,折線式,新油層開始吸水或油層產(chǎn)生微小裂縫(曲線6),一、指示曲線的幾種形狀,27,曲線平行上移、 吸水能力不變,二、用指示曲線分析油層吸水能力的變化,（1）幾種典型曲線變化,曲線右移、斜率變小，吸水能力增強(qiáng),曲線平行下移、

12、吸水能力不變,曲線左移、斜率變大，吸水能力下降,28,第五節(jié) 注水井調(diào)剖,注水井調(diào)剖,由于油層的不均質(zhì)，注入的85%的水都被高滲透層吸收，為了調(diào)整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系數(shù)，改善水驅(qū)效果，向地層中的高滲透層注入化學(xué)藥劑，藥劑凝固或膨脹后，降低油層的滲透率，迫使注入水增加對(duì)低含水部位的驅(qū)油作用的工藝措施。,29,一、調(diào)剖方法,(一) 單液法,向油層注入一種液體，液體進(jìn)入油層后，依靠自身發(fā)生反應(yīng)，隨后變成的物質(zhì)可封堵高滲透層，降低滲透率，實(shí)現(xiàn)堵水。,常用堵劑, 石灰乳Ca(OH)2, 硅酸溶膠（膠凝）, 鉻凍膠, 硫酸(生成CaSO4), 水包稠油（乳狀液）,30,(二) 雙液法,向油層注入由隔離液隔開的兩種可反應(yīng)（或作用）的液體。當(dāng)將這兩種液體向油層內(nèi)部推至一定距離后，隔離液將變薄