翟光麾

（中國石油長慶油田第二采油廠，甘肅慶陽 744100）

在油氣田開發(fā)過程中，統(tǒng)一注采井網(wǎng)下是油氣田開發(fā)層系設(shè)計的主要內(nèi)容，并且在縱向上涵括了所有油層。油氣田開發(fā)的不同油層有著各自不同的獨立性，而且在儲油體方面具備密閉性特征。油層在形成過程中，不同的地質(zhì)等環(huán)境條件的影響會使得油藏在油氣組分、厚度、溫度等方面有著較大的差異性。處于高滲透層的液量較高，也就導致了油井底部存在較高的流壓。在進行油井合采時，各層具備相同流壓，使得低滲透層的層壓較小，進而影響低滲透層生產(chǎn)壓差。因此，采取有效措施確保各個流程以既定的配注量進行均勻注水，有效提高油層水驅(qū)油效率，成為各個油田企業(yè)高度關(guān)注與重視的問題，此時分層注水技術(shù)應運而生，自然也受到了廣泛關(guān)注與重視。

1 油氣田開發(fā)分層注水工藝技術(shù)的具體應用

1.1 橋式偏心分層注水工藝

橋式偏心分層注水工藝是當前油氣田開發(fā)分層注水工藝中較為重要的技術(shù)工藝，這一方式在油氣田開發(fā)中的應用主要包括了偏心主體、配水堵塞器、連接結(jié)構(gòu)等。其中，配置器在傳統(tǒng)常規(guī)配置中的有效應用，使得橋式通道得到有效增加。在配水器內(nèi)部的主體結(jié)構(gòu)中，設(shè)置了一個直徑20 mm 的偏孔，與堵塞器形成互相影響、互相配合、互相幫助的作用，是堵塞管路的重要配置。同時，周邊配置了5個橋式流通通道，便于測試儀器進行管徑的測量。

1.2 鋼管電纜直讀測調(diào)技術(shù)

油田開采過程中的鋼管電纜直讀測調(diào)技術(shù)的應用，結(jié)合了對信息通信、電子計算機、傳感傳動等相關(guān) 技術(shù)的融合應用，實現(xiàn)了油田開采過程中的主要控制系統(tǒng)的有效結(jié)合，進而提高對開采流量的合理調(diào)節(jié)。這一技術(shù)的實際應用可以實現(xiàn)對流量、溫度、壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)的同時采集，并實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)內(nèi)容的實時監(jiān)測。借助對整個數(shù)據(jù)采集過程的有效控制，進而能夠有效控制各種設(shè)備儀器使用，提高油氣田的開采效率。

1.3 補償自驗封分層注水管柱

管柱系統(tǒng)的主要組成部分，包括有自驗封封隔器、補償器等專業(yè)設(shè)備。其中，補償器的應用可以實現(xiàn)對坐封壓力作用下導致的管柱伸長情況的有效補償。對于注水壓力偏低、間壓差較小、油層出砂較小的注水井的管柱伸長補償。

1.4 長效防蠕動管柱

長效防蠕動管柱應用過程中，主要包括了防蠕動器、沉砂式底球、空心配水器等組成部分。借助這一技術(shù)的應用特點，能夠在池管柱的作用下，有效降低壓力、溫度變化導致的管柱伸縮問題，有效改善管柱的受力情況，使得封隔器、井下作業(yè)工作等的器械設(shè)備使用壽命有效延長。

1.5 分層防砂注水一體化管柱

分層防砂注水一體化管柱的組成部分主要包括補償器、液壓扶正器等。在一體化管柱中，設(shè)置了單項注水閥，能實現(xiàn)對地層反吐砂問題的有效防范，同時還可以有效滿足注水、洗井、防砂等工藝的應用要求。

1.6 在復雜情況之下的分層注水工藝

在進行油氣田開發(fā)過程中，想要實現(xiàn)對復雜油層特點與油田問題的有效解決，需要加強對新工藝、新技術(shù)的開發(fā)應用，合理運用分層注水工藝，結(jié)合油田實際情況對分層注水工藝技術(shù)的應用進行合理設(shè)計。一是注聚轉(zhuǎn)后續(xù)水驅(qū)油藏。結(jié)合對油田種類的分析，剖析其在油藏出砂、反吐吐聚等方面存在的問題。在整個過程中加強對高耗水層流量的識別以及分層防砂技術(shù)的應用至關(guān)重要，采用這一集成工藝技術(shù)妥善解決油氣田分層開發(fā)的問題。二是斷塊油藏。這種類型的油田一般有著細分后層間差異的問題，以及在開采過程中大壓差井會逐漸增多。借助對密閉式錨定管柱、小流量大壓差配水等技術(shù)的有效應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對這些問題的妥善解決。

2 油氣田開發(fā)分層注水技術(shù)應用現(xiàn)狀分析

在油田的實際開發(fā)過程中，通過對以上這些技術(shù)的有效結(jié)合與應用，能夠有效提高分層注水技術(shù)的視覺應用效果，同時經(jīng)過不斷的實際應用，各項技術(shù)的應用也在不斷完善，進一步提高了油氣田的開采效益。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）在傳統(tǒng)的注水施工中，井口的密封效果不理想，使得原油的開采質(zhì)量受到較大影響。采用鋼管電纜來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鎧甲電纜后，大幅降低了具體測試施工中的井噴等。尤其是許多油田開發(fā)作業(yè)過程中加強了對雙滾筒絞車的應用，同時配備雙重新型電纜，使得整個作業(yè)過程中施工人員能夠?qū)崿F(xiàn)對不同井深、不同力況條件下的有效測試。

2）在傳統(tǒng)分層注水技術(shù)的應用下，實際測量得到的數(shù)據(jù)與儀器設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)有著較大差異，嚴重限制了分層注水技術(shù)實際應用效果的全面提升。而雙流量電纜測調(diào)儀等的全面使用，推動了油田測量目標的分層調(diào)試施工，以及能夠針對單層實施測試測量，進一步提高了油田實際開發(fā)效率與測量精度。

3）為有效、全面提高油田注水施工實際測量效率，一般選擇采用大量傳感設(shè)備來監(jiān)控各種儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)情況，進而使得作業(yè)人員得以按照作業(yè)設(shè)備的運行參數(shù)進行針對的跟蹤維護，更好地保障井下測量數(shù)據(jù)的高度準確。這些技術(shù)的有效應用推動了我國油氣田開采分層注水技術(shù)應用水平的提升。

3 油氣田開發(fā)分層注水工藝技術(shù)發(fā)展的趨勢

3.1 分層注水防砂專業(yè)技術(shù)

在實際采油過程中，出水較大的油藏較為常見。這就導致了在進行地層注水、泄壓時會較為頻繁地出現(xiàn)出砂、返土等問題，使得水嘴喪失作用，不能實現(xiàn)有效排水，繼而使得管柱遭到砂體的淹沒，不能實現(xiàn)良好的運行。目前，分層注水防砂技術(shù)通常應用于海上油田的作業(yè)施工，而在陸地上的油田開采應用較少。陸上油田的開采往往將偏心注水工藝作為分層注水的應用重點。當前我國在分層注水防砂技術(shù)應用方向主要朝著適應偏心注水管柱防砂工藝發(fā)展。通過對偏心配水器進行設(shè)計、升級，在工作筒內(nèi)設(shè)置一個單流閥結(jié)構(gòu)，能夠發(fā)揮較好的防砂效果。當進行注水作業(yè)時，彈簧在壓力的作用下呈現(xiàn)收縮狀態(tài)，水則緩慢經(jīng)過單流閥進入地層。當停止注水之后，地層液流也不會產(chǎn)生回流現(xiàn)象。在對井筒進行清潔、整理時，經(jīng)常發(fā)生短路等問題，此時由于在注水管內(nèi)設(shè)置了單流閥結(jié)構(gòu)，大幅降低了短路問題發(fā)生的概率，并且可以使得洗井效果得到進一步提升。除此之外，油氣井開發(fā)過程中，還需要加強對出砂注水井管理的高度重視，尤其是要針對極易發(fā)生出砂的注水井，需結(jié)合實際情況制定和落實有效的預防措施，強化注水管理效果，采用正確的、規(guī)范的操作方法，提高注水操作的平穩(wěn)性，盡可能地避免注水層返吐現(xiàn)象。

3.2 大斜度井分層注水作業(yè)技術(shù)

在油井實際開采過程中，有許多油井與底面并非處于絕對的垂直狀態(tài)，甚至有些存在較為明顯的斜度。油井斜度越大，其對于注水操作產(chǎn)生的效果越發(fā)明顯。在井斜的影響下，注水的時間較短，操作人員也未能順利進行測試作業(yè)，造成了調(diào)試、測試效果不高的現(xiàn)象。在實際注水作業(yè)過程中，若是油井與底面的斜度小于50°，此時施工人員可借助對偏心分層注水技術(shù)的有效應用，來進行專業(yè)的測量作業(yè)。在測量過程中采用雙導向錨定的方式對固定偏心定量分配注水水管，并扶正管柱位置，避免管柱在井中發(fā)生震動、晃動，而影響作業(yè)安全。

除此之外，若是在進行專業(yè)分析后，發(fā)現(xiàn)油井斜度較大，采用普通的工具與普通的處理方式無法達到指定位置，影響工作人員操作效率。因此，偏心注水工藝技術(shù)在大斜度油井中并不適用。所以，同心向的方向也是大斜度井分層注水技術(shù)的應用與發(fā)展的重要方向。同時，還需要配合橋式通道的設(shè)置來使得調(diào)試過程注水流通能力得到進一步提升。對此，必須加強以下幾個方面的研究，以達到提高大斜度油井分層注水工藝的適用性的目的。

（1）應用同心對接的方式使得橋式同心配水器和井下測調(diào)聯(lián)動儀實現(xiàn)完美融合。較之偏心注水技術(shù)，這種融合的對接方式能夠使得測調(diào)聯(lián)動儀器和配水器連接便捷化、簡單化，提高了大斜度油井注水施工的便捷性。

（2）設(shè)計人員可將橋式通路設(shè)計應用于配水器中，此時橋式通道能夠在測量與調(diào)試時發(fā)揮其重要作用，提高注水流通性能，也有助于提高分層參數(shù)的在線監(jiān)測工作效率。

（3）合理縮減測調(diào)儀實際長度使其在油井作業(yè)中具備更好的靈活性，更好地滿足大斜度油氣井的分層測試要求。

3.3 深井與高溫高壓井分層注水專業(yè)技術(shù)

在科學技術(shù)不斷提升發(fā)展的推動作用下，我國在深井與高溫井、高壓井等方面的開發(fā)數(shù)量、深度等都在不斷增加。當前，我國油氣田開采過程中所運用的專業(yè)儀器、管柱工作等已然無法滿足現(xiàn)階段的深井、高溫井、高壓井的測量控制要求。這就要求相關(guān)專業(yè)人員必須加強對先進技術(shù)、經(jīng)驗的學習、掌握，結(jié)合深井、高溫井、高壓井等實際特點與開采要求，對相適應的分層注水專業(yè)技術(shù)進行有效開發(fā)、應用。目前，我國在進行深井、高壓井等開采過程中，往往會遇到許多問題，例如深井與高壓深井分層注水程度較低。分層注水層通常在三層以下，作業(yè)人員主要采用鋼絲進行測試、調(diào)試作業(yè)，這樣的方式大幅增加了調(diào)試與測量難度，也降低了調(diào)試與測量工作效率，同時分層注水的應用也存在規(guī)模限制，由此可見，我國的分層注水的作業(yè)方式在實際應用過程中仍然存在較大限制。缺乏完善的技術(shù)體系，要求設(shè)計人員結(jié)合實際要求設(shè)計出具備較高耐高溫性的電纜直讀測調(diào)專業(yè)儀器設(shè)備，并且確保這些儀器設(shè)備能夠耐受150℃的高溫環(huán)境，進而提高油氣井的測量與調(diào)試工作水平。

3.4 分層注水實時監(jiān)測與控制技術(shù)

目前，我國一些具備較好注水基礎(chǔ)的油氣田普遍存在注水量變化較快的問題，例如已分注并達到油藏配注標準的井（層），由于層間存在差異，造成注水量不大穩(wěn)定，動態(tài)合格率也較低的現(xiàn)象。由于分層流量、嘴后壓力等關(guān)鍵參數(shù)難以做到持續(xù)監(jiān)測，獲得的數(shù)據(jù)也較為有限，使得油藏動態(tài)模擬的準確性得不到保證。因此，分層注水需要向井下實時監(jiān)測和自動控制方向轉(zhuǎn)變。智能配水器作為實時監(jiān)測與控制技術(shù)應用的核心，其主要由電池、控制器、溫度監(jiān)測、壓力監(jiān)測、流量監(jiān)測、執(zhí)行器、天線等部件組成，它能夠?qū)崟r監(jiān)測和儲存井下溫度、壓力與流量數(shù)據(jù)，同時也可以按照預設(shè)配注方案實時監(jiān)測分層流量的最終結(jié)果，借助計算機軟件指令進行配注閥開度的周期性調(diào)節(jié)，達到對配注量進行自動控制的效果。油氣田井下智能配水器存儲的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，在相關(guān)傳感器的收集與傳輸作用下輸送至地面，為地質(zhì)研究提供了有效依據(jù)。對于智能配水器電量耗盡、故障等問題，可采用人工投勞的方式進行智能配水器的投勞操作。在進行分層注水過程中，實時監(jiān)測與控制系統(tǒng)在深井下發(fā)揮著“眼睛”作用，可以實現(xiàn)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的大量獲取，為提高對油藏探索、開發(fā)方案優(yōu)化提供有效依據(jù)。同時，結(jié)合對注水合格率變化情況對水嘴進行合理調(diào)整，能夠有效提升分層注水動態(tài)合格率。目前，分層注水實時監(jiān)測與控制技術(shù)已經(jīng)列入了我國的高新技術(shù)研發(fā)計劃（“863”計劃）當中，并在井下信號無線傳輸、流量監(jiān)測、動態(tài)水嘴調(diào)節(jié)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)取得了較大進展，為注水井井下自動化、智能化發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

3.5 分層注水工藝技術(shù)未來發(fā)展方向

隨著油氣田的注水開發(fā)工作進入后期環(huán)節(jié)，一些流層已然具備了較高的含水量。對于設(shè)計人員與實際作業(yè)人員而言，都必須設(shè)法結(jié)合油氣井流水層的實際情況，運用有效的方法滿足油氣田注水開發(fā)需求，實現(xiàn)持續(xù)注水，保持地層的合理壓力，進而提高分層注水工藝的開發(fā)與利用水平，同時這也是每一個工作人員必須慎重思考與解決的問題。首先，需要加強對注水水質(zhì)與處理工藝的高度重視與研究，避免由于水質(zhì)不達標而使得井下管柱發(fā)生腐蝕、結(jié)垢，能夠?qū)崿F(xiàn)對洗井解堵時間的有效延長。其次，加強對分層注水工藝技術(shù)的深入分析、研究，尤其是要加強對高壓低滲透油藏等較為特殊油層的分層注水技術(shù)的研究、分析，實現(xiàn)對水管柱結(jié)構(gòu)的單一問題的有效解決。此外，還應加大對采油井的科學研究與合理調(diào)整，實現(xiàn)對單井注水量的有效調(diào)整，達到節(jié)約用水的目的，更好地提高原油開采效率。

4 結(jié)束語

在油氣田開采過程中加強對分層注水工藝技術(shù)的應用分析、研究，對于提高油田生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定，有著至關(guān)重要的作用。加強對油氣田開發(fā)分層注水工藝技術(shù)得以經(jīng)營至關(guān)重要，是確保油氣田實現(xiàn)有序、順利開展的重要技術(shù)保障。因此，必須加強對油氣田開發(fā)分層技術(shù)工藝的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析，有效規(guī)避和解決油氣田開采過程中遇到的問題，更好地保障油氣田的開發(fā)效益。