1、2023 年 第 2 期 化学工程与装备 2023 年 2 月 Chemical Engineering&Equipment 103 井口平台注水系统分析及管理 井口平台注水系统分析及管理 李铭涵，徐 铭，王 钢，陆 群（中海石油（中国）有限公司渤中作业公司，天津 300450）摘 要：摘 要：渤海油田在投入开采利用后，如果没有得到相应的驱油能量补充，油层压力将会随着开采时间的推进，逐渐开始降低，引起产量下降，影响渤海油田的最终采收率。在开采过程中，可以通过油田进行注水，使油田地层能量得到补充，从而保持油层压力，达到或延长油田产油稳定性，提高渤海油田最终采收率。本文通过遵循“早注水、注够水、注
2、好水、有效注水”的注水原则，从提出问题，分析问题，解决问题的角度，针对油田目前注水现状进行分析，并提出合理化建议。关键词：关键词：能量；油层压力；采收率；“早注水、注够水、注好水、有效注水”1 概 述 1 概 述 1.1 油田注水的意义 渤海油田附近的油藏储集层特性为非均质性，采用注水开发方式进行开发，在注水开采过程中我们总结了较为详细的数据资料，通过开展一系列的现场实验，对相关问题进行验证分析，对油藏注水开发的特点有了比较明晰和深刻的理解1。在实验过程，通过不同驱替进行效果对比，总结出水具有价廉、获取方便、驱油效率高等一系列优点。故在渤海地区，90%以上的油田均使用注水开发的方式进行开采。1
3、.2 油田注水的目的2 渤海油田在投入开采利用后，如果没有得到相应的驱油能量补充，油层压力将会随着开采时间的推进，逐渐开始降低，引起产量下降，影响渤海油田的最终采收率。在开采过程中，可以通过油田进行注水，使油田地层能量得到补充，达到或延长油田产油稳定性，提高渤海油田最终采收率。2 平台注水现状 2 平台注水现状 2.1 平台注水流程 目前渤海油田某井口平台使用生产污水回注，平台注水流程在水处理上大致相同，使用水源井注水的平台需在水源井出口增加换热器给水源井水降温至 50-60并加装出气装置出去产气，使用 FPSO 生产水的平台直接进入超声波滤器进行水质的处理，它可除去超 98%的粒径小于 1
4、微米的机械杂质,处理后的注水水中含油值可降至 3 mg/l,除油除杂效果显著。2.2 平台注水管理 2.2.1 从思想上重视注水井 管理好注水井是为油井稳产高产服务的，水井停注的负面影响比油井还要可怕，因为一口注水井往往对数口油井同时起着驱油作用。2.2.2 加强巡检力度 每日定期巡检是日常工作中必不可少的，在巡检过程中，对平台上的各种管线要细心检查，观察是否有跑、冒、滴、漏的现象，并且在冬季还应对管线和设备的电伴热和电加热器的关注，确定其是否处于正常的工作状态。2.2.3 及时录取现场数据 在井口区巡检时，要密切关注每一口井的各项参数边变化，包括注水井的油压，日注水量，瞬时流量，大注水泵出入
5、口压力等。现场工作人员应当从看压力，摸温度，听声音上去综合进行判断。2.2.4 合理的控制注水井 保证合理的注入压力，使其小于地层的破裂压力，防止地层破裂。时刻关注瞬时注入量，与配注量进行对比，在确保合理的注入压力的条件下，保证每天的实际注入量。2.3 注水方式简介3 渤海油田的注水方式，即注水井在区域油藏中所处的位置和生产井和注水井之间的排列关系。注水开发油田的注水方式一般分为四种：边缘注水，切割注水、面积注水和交错式排状注水。2.3.1 边缘注水 边缘注水即将油田内部的注水井按一定的方式在油与水的边缘附近布置。目前该种注水不太适用于渤海油田的开采地址特性。2.3.2 切割注水 切割注水方式
6、，即利用油田的注水井排将开采的油藏切割成小区域，每一块小区域可以看成是一个独立油藏的开发单元，独立进行开发。2.3.3 面积注水 面积注水开采方式是指把注水井和生产井按一定的几何形状相对均匀地布置在整个开发区上。目前该种注水方式适用于渤海海域的各种类型的油田，各种情况。2.3.4 点状注水 所谓几点法注水系统是指以油井为中心，周围的几口注DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.030104 李铭涵：井口平台注水系统分析及管理 水井两两相连，构成一个注采单元，单元内的总井数为 n，便为 n 点系统。目前渤海海域的开采油田很多就是采用反九点注水方式。3 平台注水不稳定性分析
7、 3 平台注水不稳定性分析 超声波滤器造成注水水质不达标 对于渤海海域的开发油田注入水，除了要求水量需要保持稳定，注水水源方便和经济合理外，还必须符合以下几个要求：（1）注入水与油层水相混不产生沉淀（2）水注入地层后不能跟粘土产生水化膨胀或产生混浊（3）注入水不可以夹杂有大量悬浮物，以防止注水井渗滤端面被堵塞（4）对注水设施腐蚀性小 超声波滤器是某平台注水系统中唯一对生产水进行过滤作用的设备，也是平台注水处理系统的核心。其可除去98%的精度小于 1 微米的机械杂质,除油后的注水中油含量可降至 3 mg/l,除油除杂效果显著。该系统由三部分组成4：第一部分：首级旋液分离系统,由两台双旋液分离器组
8、成，可以将分离粒径大于 60 微米的砂子去除，除砂效率约97%，通过对排污阀进行设置时长，利用编程方式控制，设置自动排放时长和间隔时长。第二部分:次级过滤系统,由二台超声波滤器组成，为一用一备。对于粒径在 15 微米的砂子有较好的去除率，除砂效率超 99%，并且附带除去部分油污，压降较小。通过微程序控制可以实现滤器自动清洗，根据清洗效果，判断是否进行三级过滤器出口的净水自动反冲清，以保证最终的冲洗效果。第三部分:三级除油除杂过滤系统，由两台超声波滤器组成，为一用一备。可以去除粒径在一微米左右，除油效果为 3.0mg/l，出去效率超过 99%，压降较小。滤器通过微电脑程序控制实现自动冲洗，当冲洗
9、效果不好时，再利用备用过滤器出口的净水自动反冲清，以保证最终的清洗效果。按照超声波滤器的计划作用，完全可以达到明化镇注水水质要求，然而实际情况却不令人满意，目前超声波滤器处于未工作状态，原因有两点：一是设备长时间长期未进行反洗，内部污油长期积累，过滤效果极差；二是由于设备反洗管线排海，从保护环境的角度出发，不能进行设备的反洗作业。目前油田群其他平台，成功地进行了超声波滤器管线改造，将反洗的污水排放至闭排罐中，水质效果较以前相比改善很多，既能保证设备的有效工作，又不对环境造成恶劣影响。为提高注水水质提出以下建议：（1）尽快实施平台超声波滤器改造（2）定期进行反洗作业（3）随着使用时间的增加，设备
10、老化不容忽视，检查设备内部滤芯等部件的可使用性（4）海上各平台定期进行水质化验（5）在允许的情况下，提高油田处理水能力，改善整个油田水处理能力及水质的保证 随着油田的不断开采，地层能量下降，油井转为注水井会越来越多，注水量也越来越大，同时油田整体生产水量不能满足配注要求，对于启用水源井注水的平台，只有依靠超声波滤器进行处理。还有由于沙河街地层不断开采，现也需要注水，沙河街地层是高压低渗透率地层，对水质要求更高。4 改变油田注水效果措施 4 改变油田注水效果措施 4.1 酸化作业 目前油田注水现状很严峻，总体成欠注状况，是由于注入水水质较差和注入水水质稳定较差导致地层污染，吸水指数下降，造成单井
11、欠注或者根本注不进去，我们一般选择利用酸化作业来进行处理。酸化过程就是利用配好酸液的化学溶蚀作用，以及向地层挤酸时的水力推进作用，溶蚀地层中存在的堵塞物和部分地层矿物，扩大、延伸、沟通地层缝洞，或在地层中造成具有较高导流能力的人工裂缝，以恢复和提高地层渗透性，减少油气流入井底的阻力和提高注水井注入能力，从而达到油井增产、注水井增注的目的。渤海海域开发油田进行的酸化作业，基本上采用砂岩低伤害缓速深部酸化技术，该技术是通过应用依靠水解作用在地下缓慢生成 HF 体系的氟硼酸体系或通过使酸液中活性离子逐渐释放及在地层表面产生吸附阻碍 H+与砂岩接触等措施，延缓酸岩反应速度，实现深部酸化。某采油平台 E
12、35 井 2020 年 7 月，E05 井 2020 年 8 月分别进行酸化作业。以下是该两口注水井的酸化前后的数据对照：E35 井酸化前注入量 井号 井口压力 实际日注入量 日配注量 E35a 11.5 33 55 E35b 12.2 75 85 E35c 11.6 11 25 E35 井酸化后注入量 井号 井口压力 实际日注入量 日配注量 E35a 2.1 52 55 E35b 2.4 86 85 E35c 2.6 27 25 E05 井酸化前注入量 井号 井口压力 实际日注入量 日配注量 E05a 13 29 60 李铭涵：井口平台注水系统分析及管理 105 E05b 12.9 61 8
13、5 E05c 12.7 17 30 E05 井酸化后注入量 井号 井口压力 实际日注入量 日配注量 E05a 3.5 61 60 E05b 3.2 88 85 E05c 2.9 34 30 从表中很容易发现酸化前后 E35，E05 井口压力，实际日注入量变化。在酸化前，井口压力高，实际注入量不能满足日配注量，酸化后，井口压力下降，实际注入量基本能够满足油藏要求的日配注量。4.2 调剖作业 调剖技术就是从注水井上封堵高渗透层，来调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数。减少注入水沿高渗透层突入油井，充分发挥中，低渗透层的作用，从而改善注水开发效果，提高油井产量5。注水井调剖选井原则：（1）开采
14、油田综合含水高，采出程度比较低，剩余饱和度较高的开发区块的注水井；（2）开采油田的油水连通性好。（3）吸水和注水良好的注水井：（4）吸水剖面纵向差异大的注水井：（5）油田注水井固井质量好，无窜槽和层间窜漏现象。E11 井 2009 年 6 月，实施分层注水：上段为第一防砂段，因与油井不连通，停注；中段为第二防砂段；下段为第三、第四防砂段。E11 井注水后，周围对应油井 E12、E15h、E17、E18 均见到了注水效果，产量、流压(动液面)上升。决定对 E11c 井第三注水层（第三、第四防砂段）层进行深部调剖作业，提高井组水驱开发效果。以改善 E11 注水井纵向及平面上的非均质性，提高该井注入
15、水的波及效率，增大水驱效果，提高最终的水驱采收率。5 总 结 5 总 结（1）深入了解油田注水意义及目的，明确注水系统对于整个油田的重要性。（2）了解油田注水方式，熟知平台注水流程，提高对于注水系统管理的重视，加强日常的巡检力度，对于不稳定井，采取合理的措施，保证其生产。（3）针对平台注水的不稳定性，分析其原因，提出个人建议。（4）对于注水井异常现象，分析其具体原因，选择合理的注水措施，以保证油藏要求的日配注量。参考文献 参考文献 1 庞霄.油田注水开发效果评价方法研究水J.油气田开发工程,2009,37(3):11-12.2 管飞.川口油田北部注水区开发现状及对策研究J.科技创新与应用,2011,19(2):17-18.3 张颖慧.复杂窄小断块油藏开发井网优化研究J.科技与生活,2011,20(6):213-214.4 李嘉,马兆峰.量子阻垢器在渤海油田的应用J.油气田地面工程,2016,7(9):111-112.5 姚立超,舒坤,张媛媛,等.罗 27 长 4+5 油藏水淹井调剖治理效果评价J.化工设计通讯,2019,4(15):241-242.
