《长江大学注水》PPT课件.ppt

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1、长江大学长江大学长江大学长江大学注水注水1 油田的开发实际是能量消耗的过程，随开发时间的延长，地层能量严油田的开发实际是能量消耗的过程，随开发时间的延长，地层能量严重不足，这时常常采用一些补充能量的措施确保石油产量高产、稳产，重不足，这时常常采用一些补充能量的措施确保石油产量高产、稳产，目目前采用最重要措施之一仍然是采用注水方法开发油田前采用最重要措施之一仍然是采用注水方法开发油田,该方法自该方法自4040年代以年代以来就得到了广泛的运用。据今统计在世界性的油田开发中，大部分油田属来就得到了广泛的运用。据今统计在世界性的油田开发中，大部分油田属于注水开发油田。在美国，有于注水开发油田。在美国，

2、有一半一半以上的原油被认为是由注水开采出来的，以上的原油被认为是由注水开采出来的，在前苏联油田，在前苏联油田，87%87%以上的原油产量是应用保持地层压力的方法采出的。尤以上的原油产量是应用保持地层压力的方法采出的。尤其在中国更是如此，其在中国更是如此，90%90%以上的油田属于注水开发油田以上的油田属于注水开发油田。国内外的许多油田。国内外的许多油田开发工作者在注水开发油田过程中，对注水时机、注水方式、注水强度以开发工作者在注水开发油田过程中，对注水时机、注水方式、注水强度以及各注水井的注水量等均做了大量的理论性和实践性的研究工作，为注水及各注水井的注水量等均做了大量的理论性和实践性的研究工

3、作，为注水开发油田提高水驱开发效果和水驱采收率作出了巨大的贡献。开发油田提高水驱开发效果和水驱采收率作出了巨大的贡献。适当的适当的注水时机注水时机、注水方式注水方式、注水强度注水强度是注水提高采收率成败的关键是注水提高采收率成败的关键因素。注水开发进行到一定时期之后，出现平面矛盾、层间矛盾和层内矛因素。注水开发进行到一定时期之后，出现平面矛盾、层间矛盾和层内矛盾加剧，含水急剧上升，或者地层压力大幅度下降等问题，这时，在注水盾加剧，含水急剧上升，或者地层压力大幅度下降等问题，这时，在注水方式一定的情况下，注水强度，尤其是各注水井的注水量配置显得非常重方式一定的情况下，注水强度，尤其是各注水井的注

4、水量配置显得非常重要。合理的单井配注量，可以有效地缓解平面、层间、层内矛盾，并保持要。合理的单井配注量，可以有效地缓解平面、层间、层内矛盾，并保持一定的地层压力，增加水驱波及体积，有效控制含水上升，提高水驱开发一定的地层压力，增加水驱波及体积，有效控制含水上升，提高水驱开发效果和水驱采收率。效果和水驱采收率。第五章第五章注水注水2第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析第三节第三节 分层注水技术分层注水技术第四节第四节 注水指示曲线分析与应用注水指示曲线分析与应用第五节第五节 注水井调剖技术简介注水井调剖技术简介主要内容主要内容3

5、第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统一、水源选择一、水源选择 水源选择要求：水量充足、水质稳定。水源选择要求：水量充足、水质稳定。油层采出水油层采出水水源类型水源类型 地面水源地面水源地面淡水水源地面淡水水源海水水源海水水源 来自河床等冲积层水源来自河床等冲积层水源 地层水水源地层水水源41.1.粘土膨胀粘土膨胀2.2.机械杂质机械杂质3.3.微粒运移微粒运移4.4.细菌堵塞细菌堵塞5.5.反应沉淀物反应沉淀物6.6.原油原油1.1.溶解氧溶解氧2.CO2.CO、COCO2 23.H3.H2 2S S4.4.细菌细菌1.1.无机垢无机垢2.2.有机垢有机垢二、水质要求二、水质

6、要求注水引起的油层损害主要类型：注水引起的油层损害主要类型：基本水质指标：基本水质指标：机械杂质浓度、粒径、膜滤系数；机械杂质浓度、粒径、膜滤系数；细菌含量（腐生菌、硫酸还原菌、铁菌）；细菌含量（腐生菌、硫酸还原菌、铁菌）；铁离子含量；铁离子含量；溶解氧含量；溶解氧含量；含油量；含油量；硫化物含量；硫化物含量；pHpH值；值；矿化度。矿化度。堵塞、腐蚀、结垢堵塞、腐蚀、结垢第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统5第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统1.1.水质的基本要求水质的基本要求 对对油油田田注注入入水水，除除要要求求水水量量稳稳定定、取取水水方方便便和和

7、经经济济合合理理外外，还必须符合以下要求：还必须符合以下要求：1)1)水质稳定与油层水相混不产生沉淀；水质稳定与油层水相混不产生沉淀；2)2)水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊；水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊；3)3)不得携带大量悬浮物，以防注水井渗滤端面堵塞；不得携带大量悬浮物，以防注水井渗滤端面堵塞；4)4)对注水设施腐蚀性小；对注水设施腐蚀性小；5)5)当当一一种种水水源源量量不不足足，需需要要第第二二种种水水源源时时，应应首首先先进进行行室室内内实实验，证实两种水的配合性好，对油层无伤害验，证实两种水的配合性好，对油层无伤害。6第一节第一节 水源、水质及注水系统水源

8、、水质及注水系统硫酸盐还原菌(SRB)7第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统2.2.水质推荐指标水质推荐指标1 1)悬悬浮浮物物固固体体含含量量及及颗颗粒粒直直径径、腐腐生生菌菌、硫硫酸酸盐盐还还原原菌菌、膜膜滤滤系系数数(MF)(MF)值见上表。值见上表。2)2)含含油油量量指指标标，当当地地层层渗渗透透率率0.1m0.1m2 2 时时,含含油油量量5.0 5.0 mg/l mg/l；当当地层渗透率地层渗透率0.1m0.1m2 2 时时,含油量含油量10.0 mg/l 10.0 mg/l；3)3)总铁含量应小于总铁含量应小于0.5 mg/l 0.5 mg/l；4)4)溶溶解

9、解氧氧含含量量地地层层水水总总矿矿化化度度5000 5000 mg/l mg/l 时时溶溶解解氧氧0.05 0.05 mg/l mg/l；总矿化度；总矿化度5000 mg/l 5000 mg/l 时溶解氧时溶解氧0.5 mg/l 0.5 mg/l；5)5)平均腐蚀率应小于或等于平均腐蚀率应小于或等于0.076mm/a 0.076mm/a；6)6)游离二氧化碳含量应小于或等于游离二氧化碳含量应小于或等于10.0 mg/l 10.0 mg/l；7)7)硫化物硫化物(指二价硫指二价硫)含量应小于等于含量应小于等于10.0 mg/l 10.0 mg/l。8第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及

10、注水系统 目前矿场常用膜滤系数（目前矿场常用膜滤系数（MFMF）分析来衡量水对滤膜的细）分析来衡量水对滤膜的细微孔道堵塞程度，借以分析水对岩石孔道的堵塞。微孔道堵塞程度，借以分析水对岩石孔道的堵塞。MF MF值是在一定的滤膜直径、平均孔径、过滤压力和过滤值是在一定的滤膜直径、平均孔径、过滤压力和过滤水体积的条件下，水通过滤膜所需时间的函数。定义为单位水体积的条件下，水通过滤膜所需时间的函数。定义为单位时间、单位压力下过滤的水量，单位为时间、单位压力下过滤的水量，单位为ml/MPa.Min.ml/MPa.Min.测定方法测定方法：用：用0.450.45微米的滤膜，把微米的滤膜，把2000ml20

11、00ml的水装入容器内，的水装入容器内，用氮气加压至用氮气加压至0.14MPa,0.14MPa,记下开始过滤的时间，直到滤完记下开始过滤的时间，直到滤完1000ml1000ml为止。为止。9第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统 在在SY5329-88SY5329-88标准规定的条件下，使标准规定的条件下，使1000 ml1000 ml水通过滤膜水通过滤膜所需的时间为所需的时间为MFMF值，用下式计算值，用下式计算:MF=1000/20t;MF=1000/20t;式中式中 t t过滤过滤1000 ml 1000 ml 水样所需时间，水样所需时间，minmin；MF MF膜滤系数

12、，无量纲。膜滤系数，无量纲。相相同同条条件件下下测测定定水水的的MFMF值值，若若MFMF值值降降低低说说明明水水质质变变差差了。了。10四四、注水水源与地层适应性的评价、注水水源与地层适应性的评价第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统1.1.分析资料分析资料 分析注入水与油层水各种离子浓度的主要分析项目有：分析注入水与油层水各种离子浓度的主要分析项目有：阳阳离离子子：钠钠、钾钾(或或钠钠与与钾钾总总量量)、钙钙、镁镁、钡钡、锶锶、三三价价铁铁、二价铁、铝等；二价铁、铝等；阴离子阴离子：氯、碳酸根、重碳酸根、二价硫、硫酸根等；：氯、碳酸根、重碳酸根、二价硫、硫酸根等；其其它它：

13、可可溶溶性性二二氧氧化化硅硅、游游离离二二氧氧化化碳碳、硫硫化化氢氢；pHpH值值及及水水的的总矿化度；总矿化度；11第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统2.2.一般储层的评价方法一般储层的评价方法1 1）硫硫酸酸盐盐结结垢垢问问题题：含含钡钡、锶锶、钙钙离离子子的的水水与与含含有有硫硫酸酸根根离离子子的的水水混混合合注注入入时时，必必必必须须须须考考考考虑虑虑虑。经经试试验验或或计计算算认认为为不不能能生生成成沉沉淀淀时时才才可可注注入入，否否则则应应进进行行处处理。理。2)2)硫硫化化亚亚铁铁结结垢垢的的问问题题：二二价价硫硫离离子子含含量量高高的的水水与与含含有有二二价

14、价铁铁离离子子的的水水混混注注时时，应考虑应考虑应考虑应考虑。应经处理才可注入。应经处理才可注入。3)3)碳酸盐结垢的问题：碳酸盐结垢的问题：当碳酸氢根和碳酸根离子含量较高的水与钙、镁、钡、当碳酸氢根和碳酸根离子含量较高的水与钙、镁、钡、锶、二价铁等离子含量较高的水相混合时，锶、二价铁等离子含量较高的水相混合时，应考虑应考虑应考虑应考虑 。若水中有游离二氧化碳逸出时往往使水的若水中有游离二氧化碳逸出时往往使水的pHpH值升高，易产生碳酸盐沉淀，值升高，易产生碳酸盐沉淀，故用此种水源时，必须重视故用此种水源时，必须重视 。4)4)初步判断各种离子在水中的稳定性初步判断各种离子在水中的稳定性。5)

15、CEC5)CEC值大于值大于0.09 (0.09 (按一价离子计算按一价离子计算)时，就不能忽略粘土的水化膨胀问题。时，就不能忽略粘土的水化膨胀问题。6)6)室内进行天然岩心注水试验，一般情况下，水测渗透率下降值应小于室内进行天然岩心注水试验，一般情况下，水测渗透率下降值应小于20%20%。阳离子交换容量的英文名称为阳离子交换容量的英文名称为CationExchangeCapacity，简称为，简称为CEC。膨润土的。膨润土的CEC值愈值愈大表示其带负电量愈大，其水化、膨胀和分散能力愈强；反之，其水化、膨胀和分散能力愈差。大表示其带负电量愈大，其水化、膨胀和分散能力愈强；反之，其水化、膨胀和分

16、散能力愈差。目前测定目前测定CEC的方法分为两大类：一类是定氮蒸镏法，另一类是氯化钡的方法分为两大类：一类是定氮蒸镏法，另一类是氯化钡-硫酸法。单位为硫酸法。单位为mmol/100g12三、注入水处理技术三、注入水处理技术（1 1）沉淀）沉淀悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。常常用用的的聚聚凝凝剂剂图5-1 反应沉淀池结构示意图硫酸铝硫酸铝硫酸铁硫酸铁三氯化铁三氯化铁偏铝酸钠偏铝酸钠第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统13（2 2）过滤）过滤图5-2 压力式滤罐示意图重力式滤池重力式滤池：滤池中的水面与大：滤池中的水面与大气接触，利用

17、滤池与底部水管出气接触，利用滤池与底部水管出口或水管相连的清水池水位标高口或水管相连的清水池水位标高差进行过滤。差进行过滤。压力式滤罐压力式滤罐：滤池完全密封，：滤池完全密封，水在一定压力下通过滤池。水在一定压力下通过滤池。第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统14常用常用的杀的杀菌剂菌剂（3 3）杀菌）杀菌（4 4）脱氧脱氧除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。脱氧脱氧方法方法氯及其化合物：如次氯酸、氯及其化合物：如次氯酸、次氯酸盐等；次氯酸盐等；甲醛：既有杀菌又有防腐作用。甲醛：既有杀菌又有防腐作用。化学脱氧法；化学脱氧法；NaNa2 2S

18、OSO3 3 N N2 2H H4 4（联氨）（联氨）天然气逆流冲刷法（气提脱氧）；天然气逆流冲刷法（气提脱氧）；真空脱氧法。真空脱氧法。图5-3 真空脱氧示意图第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统15（5 5）曝晒）曝晒处理过饱和碳酸盐。处理过饱和碳酸盐。含油污水处理的措施。含油污水处理的措施。污水回注的优点：污水回注的优点：污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；污水回注保护了环境，提高了水的利用率。污水回注保护了环境，提高了水的利用

19、率。（6 6）除油）除油污水回注应注意的问题：污水回注应注意的问题：水质要达标！水质要达标！第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统16四、注水系统四、注水系统注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源泵站、水处注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程，包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间、注水井和管网系统。理站、注水站、配水间、注水井和管网系统。1 1、注水站、注水站主要作用主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求工艺流程工艺流程：来水进站：来水进站计量计量水质处理水质处理储水灌储水灌泵出泵出储水罐：具有储备作用

20、、缓冲作用、分离作用储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用高压泵组：给注入水增压高压泵组：给注入水增压流量计：计量水量流量计：计量水量分水器：将高压水分配给各配水间分水器：将高压水分配给各配水间主要设施主要设施：第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统172 2、配水间、配水间主要作用主要作用：用来调节、控制和计量各注水井的注水量用来调节、控制和计量各注水井的注水量主要设施主要设施：分类分类：配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种：配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种3 3、注水井、注水井主要作用主要作用：注入水从地面进入地层的通道：注入水从地面进入地层的通道主要设施主要

21、设施：井口装置和井下注水管柱：井口装置和井下注水管柱正常注水和旁通备用管汇正常注水和旁通备用管汇压力表和流量计压力表和流量计 分水器分水器第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统18五、注水井投注程序五、注水井投注程序投注程序投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括排：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。1 1、排液、排液 清除油层内的堵塞物；清除油层内的堵塞物；在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；采出部分弹性储量

22、，减少注水井排或注水井附近的能量损失，采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于注水井排拉成水线。有利于注水井排拉成水线。第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统192 2、洗井、洗井洗井目的洗井目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞影响注水。堵塞影响注水。洗井方式洗井方式：一种是：一种是正洗正洗，水从油管进井，从油套环形空间返回地面；另，水从油管进井，从油套环形空间返回地面；另一种是一种是反洗反洗，水从油套环形空间进井，从油管返回地面。，水从油套环形空间进井，从油管返回地面。3 3、

23、预处理、预处理预处理目的预处理目的：为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投注或油井转注：为防止粘土颗粒的膨胀和运移，在注水井投注或油井转注前需进行防膨处理。前需进行防膨处理。第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统204 4、试注、试注试注目的试注目的：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指：确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数等资料，根据要求注入量选定注入压力。数等资料，根据要求注入量选定注入压力。5 5、正常注水、正常注水注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，再经过配水就可注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，再经过配水就可以转

24、为正常注水。以转为正常注水。第一节第一节 水源、水质及注水系统水源、水质及注水系统21第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析一、注水井吸水能力一、注水井吸水能力注水井指示曲线：注水井指示曲线：稳定流动条件下，注入压力与注水量之间稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线。的关系曲线。图5-7 注水井指示曲线吸水指数：吸水指数：单位注水压差下的日注水量。单位注水压差下的日注水量。22比吸水指数或每米吸水指数：比吸水指数或每米吸水指数：地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量。一米厚地层在一个兆帕注水压

25、差下的日注水量。视吸水指数：视吸水指数：日注水量除以井口压力日注水量除以井口压力油管注水，井口压力取套管压力油管注水，井口压力取套管压力套管注水，井口压力取油管压力套管注水，井口压力取油管压力第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析23二、影响吸水能力的因素二、影响吸水能力的因素(1)(1)与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素(2)(2)与水质有关的因素与水质有关的因素(3)(3)组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀(4)(4)注水井地层压力上升注水井地层压力上升产生堵塞的原因产生堵塞的原因(1)(1)铁

26、的沉淀铁的沉淀氢氧化铁氢氧化铁硫化亚铁硫化亚铁(2)(2)碳酸盐沉淀碳酸盐沉淀(3)(3)细菌堵塞细菌堵塞(4)(4)粘土膨胀粘土膨胀第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析24三、改善吸水能力的措施三、改善吸水能力的措施(1)(1)加强注水井日常管理加强注水井日常管理 及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采取措施，保及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采取措施，保证不把不合格的水注入油层；证不把不合格的水注入油层；按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保证地面管线、储水设按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保证地面管线、储水设备和井内清洁；备和井内清洁；保证平稳注水，

27、减少波动，以免破坏油层结构和防止管壁上的保证平稳注水，减少波动，以免破坏油层结构和防止管壁上的腐蚀物污染水质和堵塞油层。腐蚀物污染水质和堵塞油层。第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析25(2)(2)压裂增注压裂增注普通压裂：普通压裂：分层压裂：分层压裂：吸水指数低、注水压力高的低渗地层和严重污染地吸水指数低、注水压力高的低渗地层和严重污染地层层油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间差异大油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间差异大(3)(3)酸化增注酸化增注解除井底堵塞物；解除井底堵塞物；提高中低渗透层的绝对渗透率提高中低渗透层的绝对渗透率无机物堵塞无机物堵塞有机堵塞物有机堵塞物Ca

28、CO3CaCO3、FeSFeS、Fe(OH)3Fe(OH)3以及泥质等以及泥质等盐酸或土酸处理盐酸或土酸处理藻类和细菌藻类和细菌甲醛水溶液、盐酸或土酸处理甲醛水溶液、盐酸或土酸处理第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析26 稀酸活性液不排液法稀酸活性液不排液法 醋酸缓冲醋酸缓冲稀酸活性液增注稀酸活性液增注 逆土酸增注法逆土酸增注法 胶束（活性柴油）逆土酸增注法胶束（活性柴油）逆土酸增注法(4)(4)粘土防膨粘土防膨无机盐类无机盐类KClKCl、NH4ClNH4Cl有效期短有效期短无机物表面活性剂无机物表面活性剂铁盐类铁盐类施工条件要求严，成本高，有效施工条件要求严，成本高，有效期短

29、期短离子型表面活性剂离子型表面活性剂聚季胺聚季胺有效期长，成本较低，施工有效期长，成本较低，施工容易容易无机盐和有机物混合的处理剂无机盐和有机物混合的处理剂第二节第二节 注水井吸水能力分析注水井吸水能力分析注低浓度的注低浓度的HCLHCL和和HFHF混合液，注后不排，产物挤混合液，注后不排，产物挤入地层深部扩散（有效期短，增注幅度不大）入地层深部扩散（有效期短，增注幅度不大）先注入由醋酸先注入由醋酸+烧碱配制成的烧碱配制成的PH=4PH=4溶液做前缘缓溶液做前缘缓冲液，接着注入冲液，接着注入HCl+HF+HCl+HF+甲醛甲醛+活性剂配成的稀活性剂配成的稀酸活性液。酸活性液。低低K K泥质胶结

30、地层（泥质胶结地层（HFHF浓度浓度HClHCl浓度）浓度）稠油、低稠油、低K K（先用胶束或活性柴油溶解和驱替稠（先用胶束或活性柴油溶解和驱替稠油，解除稠油堵塞，然后用逆土酸溶解泥质，油，解除稠油堵塞，然后用逆土酸溶解泥质，提高提高K K）27第三节第三节 分层注水技术分层注水技术一、分层吸水能力及测试方法一、分层吸水能力及测试方法相对吸水量：相对吸水量：在同一注入压力下，某一层吸水量占全井吸水量的百在同一注入压力下，某一层吸水量占全井吸水量的百分数分数分层注水指示曲线：分层注水指示曲线：注水层段注入压力与注入注水层段注入压力与注入量的相关曲线量的相关曲线图5-8 某井分层指示曲线28分层吸

31、水能力测试方法：分层吸水能力测试方法：测定注水井的吸水剖面：测定注水井的吸水剖面：直接进行分层测试：直接进行分层测试：用各层的相对吸水量来表示分层吸水用各层的相对吸水量来表示分层吸水能力的大小。能力的大小。用分层测试整理分层指示曲线，求出分层用分层测试整理分层指示曲线，求出分层吸水指数来表示分层吸水能力的好坏。吸水指数来表示分层吸水能力的好坏。(一一)放射性同位素载体法测吸水剖面放射性同位素载体法测吸水剖面吸水剖面：吸水剖面：一定注入压力下沿井筒各层段注入量一定注入压力下沿井筒各层段注入量(吸水量吸水量)的分布情况。的分布情况。第三节第三节 分层注水技术分层注水技术29第三节第三节 分层注水技

32、术分层注水技术1.1.基本原理及测试工艺基本原理及测试工艺 用固相载体用固相载体(如：医用骨质活性炭、氢氧化锌或二者的混如：医用骨质活性炭、氢氧化锌或二者的混合物合物)吸附已溶解好的放射性同位素吸附已溶解好的放射性同位素(如：如：、等等)离离子，再与水配制成一定浓度带放射性的活化悬浮液。将悬浮液子，再与水配制成一定浓度带放射性的活化悬浮液。将悬浮液按正常注水注入井内后，利用放射性仪器在井筒内沿吸水剖面按正常注水注入井内后，利用放射性仪器在井筒内沿吸水剖面测量放射性强度。吸水量越大的层段，岩层表面滤积固相载体测量放射性强度。吸水量越大的层段，岩层表面滤积固相载体的量就越多。因岩石本身具有不同的自

33、然放射性，在注入活化的量就越多。因岩石本身具有不同的自然放射性，在注入活化悬浮液前，必须先测出岩石本身的自然伽马曲线作为基线。悬浮液前，必须先测出岩石本身的自然伽马曲线作为基线。30第三节第三节 分层注水技术分层注水技术2.2.吸水剖面资料解释吸水剖面资料解释1)1)曲曲线线深深度度校校正正。由由于于放放射射性性测测井井曲曲线线的的滞滞后后及及电电缆缆的的误误差差，将将引引起起放放射射性性曲曲线线深深度度与与地地层层实实际际深深度度有有误误差差，所所以以必必须须进进行行校校正正，尽尽可可能能使使曲曲线线深深度度与与地地层深度相符，曲线的放射性异常与地层相对应。层深度相符，曲线的放射性异常与地层

34、相对应。2)2)消消除除污污染染、确确定定叠叠合合线线。凡凡是是活活化化悬悬浮浮液液经经过过的的井井段段均均有有不不同同程程度度的的放放射射性沾污，它使同位素曲线的基值抬高甚至造成假异常，影响资料的准确性。性沾污，它使同位素曲线的基值抬高甚至造成假异常，影响资料的准确性。3)3)绘绘制制叠叠合合图图。先先绘绘出出自自然然伽伽马马曲曲线线(基基线线)，然然后后把把经经过过深深度度、幅幅度度校校正正的的同同位位素素曲曲线线与与自自然然伽伽马马曲曲线线进进行行叠叠合合，使使泥泥岩岩段段及及不不吸吸水水井井段段重重叠叠在在一一起起，即即得到了叠合图。得到了叠合图。4)4)确定吸水层位确定吸水层位。凡吸

35、水层段在叠合图上均有明显的异常，曲线异常超过泥。凡吸水层段在叠合图上均有明显的异常，曲线异常超过泥岩井段叠合图的岩井段叠合图的1.51.5倍都为吸水段。同时参考其它电测曲线，如自然电位曲线。倍都为吸水段。同时参考其它电测曲线，如自然电位曲线。5)5)确定相对吸水量。确定相对吸水量。由于对应于各层的自然由于对应于各层的自然曲线与同位素曲线未重叠部分曲线与同位素曲线未重叠部分所包围的面积所包围的面积(图中阴影部分图中阴影部分)与各层吸水量成正比，因此各层相对吸水量与各层吸水量成正比，因此各层相对吸水量 为：为：31图5-9 载体法测吸水剖面曲线第三节第三节 分层注水技术分层注水技术式中：第i层段的

36、相对吸水量；第i层段同位素曲线异常面积。32(二二)投球法分层测试投球法分层测试图5-10 投球测试管柱示意图(1)(1)测全井指示曲线测全井指示曲线(2)(2)测分层指示曲线测分层指示曲线(3)(3)资料整理资料整理第第层段注水量层段注水量=投最后一个球后测得的注水量投最后一个球后测得的注水量第第层段注水量层段注水量=(=(投第一个球后的注水量投第一个球后的注水量)(投第二个球后的注水量投第二个球后的注水量)第第层段注水量层段注水量=(=(全井注水量全井注水量)(投第一个球投第一个球后的注水量后的注水量)第三节第三节 分层注水技术分层注水技术33(4)(4)分层指示曲线的压力校正分层指示曲线

37、的压力校正有效井口压力：有效井口压力：PefPpmPfrPzfPvPp真实流压：真实流压：PewfPefPw表表5-3 5-3 分层测试成果表分层测试成果表第三节第三节 分层注水技术分层注水技术实测井口注水压力注入水通过油管摩阻嘴损注入水通过配水器节流凡尔射孔孔眼水柱静压34(三三)流量计法流量计法(四四)井温测井法井温测井法图5-11 各种情况下的井温曲线图5-12 井温分布曲线第三节第三节 分层注水技术分层注水技术出现负异常是判断吸水层标志（停注若干时间后）注水过程中出现的温度分布曲线地温曲线35二、分层注水管柱二、分层注水管柱油、套管分层注水、油、套管分层注水、单管分层配水、单管分层配水

38、、多管分层注水多管分层注水单管配水器多层段配水方式单管配水器多层段配水方式井中只下一根管柱，利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互井中只下一根管柱，利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段，每个层段都装有配水器。注入水从油管入井，不相通的层段，每个层段都装有配水器。注入水从油管入井，由每个层段配水器上的水嘴控制水量，注入到各层段的地层中。由每个层段配水器上的水嘴控制水量，注入到各层段的地层中。单管分层注水管柱结构按配水器结构分类：单管分层注水管柱结构按配水器结构分类：固定配水管柱固定配水管柱活动配水管柱活动配水管柱偏心配水管柱偏心配水管柱第三节第三节 分层注水技术分层注水技术36图5-1

39、3 活动配水管柱图图5-14 偏心配水管柱图()图5-15 偏心配水管柱图()分层配水管柱设计的主要依据：分层配水管柱设计的主要依据：注水层的注水指示曲线注水层的注水指示曲线配水嘴的嘴损曲线配水嘴的嘴损曲线第三节第三节 分层注水技术分层注水技术37第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用一、指示曲线的几种形状一、指示曲线的几种形状图5-16 几种指示曲线的形状（1 1）直线型指示曲线）直线型指示曲线图5-17 由指示曲线求吸水指数递增式（递增式（1）38垂直式（垂直式（2）油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加；油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加；仪表

40、不灵或测试有误差；仪表不灵或测试有误差；井下管柱有问题，如水嘴堵死等。井下管柱有问题，如水嘴堵死等。递减式（递减式（3）不正常的曲线不正常的曲线仪表、设备等有问题仪表、设备等有问题（2 2）折线型指示曲线）折线型指示曲线曲拐式（曲拐式（4）仪器设备有问题，不能应用仪器设备有问题，不能应用上翘式（上翘式（5）图5-16 几种指示曲线的形状仪表、操作、设备、油层性质仪表、操作、设备、油层性质有关有关油层条件差、连通性不好或不连通油层油层条件差、连通性不好或不连通油层折线式（折线式（6）新油层开始吸水或油层产生微小裂缝新油层开始吸水或油层产生微小裂缝第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线

41、的分析和应用39注水量很大而配水嘴直径很小，可能产生汽穴现象注水量很大而配水嘴直径很小，可能产生汽穴现象图5-18 嘴后有回压出现汽穴的嘴损曲线在一定的嘴前压力下，当嘴前与嘴后的压差在一定的嘴前压力下，当嘴前与嘴后的压差PPPcrPcr时，注水量时，注水量Q Q将保持为常数，其值等于将保持为常数，其值等于QcrQcr。第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用40图图5-20 5-20 曲线左移、斜率变大，曲线左移、斜率变大，吸水能力下降吸水能力下降图图5-19 5-19 曲线右移、斜率曲线右移、斜率变小，吸水能力增强变小，吸水能力增强二、用指示曲线分析油层吸水能力的变化二

42、、用指示曲线分析油层吸水能力的变化（1 1）几种典型曲线变化）几种典型曲线变化第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用41图图5-21 5-21 曲线平行上移、曲线平行上移、吸吸水能力不变水能力不变图图5-22 5-22 曲线平行下移、吸曲线平行下移、吸水能力不变水能力不变第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用42(2)(2)注意事项注意事项分析油层吸水能力的变化必须用有效压力来绘制油层真实指示曲分析油层吸水能力的变化必须用有效压力来绘制油层真实指示曲线；线；用指示曲线对比来分析油层吸水能力时，应考虑井下工具工作状况用指示曲线对比来分析油层吸水能力

43、时，应考虑井下工具工作状况的改变对指示曲线的影响。的改变对指示曲线的影响。三、井下配水工具工作状况的判断三、井下配水工具工作状况的判断（一）封隔器失效（一）封隔器失效封隔器失效原因封隔器失效原因封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封；封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封；配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外压差达不到封配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外压差达不到封隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用43主要表现主要表现油套压平衡油套压平衡注水压力不变（或下降）而注入量上升注水压力不变（或下

44、降）而注入量上升第一级封隔器失效的判断第一级封隔器失效的判断油、套压及注水量变化油、套压及注水量变化正注井正注井：油、套压平衡；注水量突然增加，油压相应下降，套压上升油、套压平衡；注水量突然增加，油压相应下降，套压上升合注井合注井：油、套压平衡；改正注后，套压随油压变化而变化油、套压平衡；改正注后，套压随油压变化而变化第一级以下各级封隔器密封性的判断第一级以下各级封隔器密封性的判断油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用44水嘴堵塞水嘴孔眼刺大掉水嘴前后指示曲线底部阀不密封（二）配水嘴故障（二

45、）配水嘴故障第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用45四、配注准确程度和分配层段注水量检查四、配注准确程度和分配层段注水量检查1.1.检查配注准确程度的方法检查配注准确程度的方法配注误差为配注误差为“正正”说明未达到注入量，称说明未达到注入量，称欠注欠注配注误差为配注误差为“负负”则说明注入量超过配注量，称则说明注入量超过配注量，称超注超注2.2.分配层段注水量分配层段注水量(1)(1)用分层测试资料整理成层段指示曲线用分层测试资料整理成层段指示曲线(2)(2)在曲线上求出目前正常注水压力下各层注水量及全井注水量在曲线上求出目前正常注水压力下各层注水量及全井注水量第四节

46、第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用463)3)计算相应注入压力下各层段的相对注水量计算相应注入压力下各层段的相对注水量4)4)把目前实测全井注水量按上式计算的比例分配给各层段把目前实测全井注水量按上式计算的比例分配给各层段目前某层段注水量目前某层段注水量=某层段相对注水量某层段相对注水量全井实测注水量全井实测注水量 图5-27 某井实测层段指示曲线表5-4 各层段相对注水量第层段日注水量=23039.9=91.7 m3/d第层段日注水量=23023.1=53.2 m3/d第层段日注水量=23037.0=85.1 m3/d第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的

47、分析和应用47五、嘴损曲线与配水嘴的选择五、嘴损曲线与配水嘴的选择配水嘴尺寸、配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的配水嘴尺寸、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定量关系曲线嘴损曲线：嘴损曲线：图5-28 KGD-110配水器嘴损曲线第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用48油层无控制（不装水嘴）注水油层无控制（不装水嘴）注水Q=KPP=PtPHPfrPeP=PtPHPfr油层控制（装上水嘴）注水油层控制（装上水嘴）注水Qd=KPdPd=PtPHPfrPcfPePd=PtPHPfr第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用井口注入压力

48、井筒静液柱压力注水时油管内摩阻油层开始吸水时井底压力注水时配水嘴造成的压力损失49 新投注井进行水嘴选择步骤如下：新投注井进行水嘴选择步骤如下：1)1)下下入入分分层层测测试试管管柱柱，并并进进行行分分层层测测试试。根根据据分分层层测测试试资资料料整理出分层与全井指示曲线整理出分层与全井指示曲线(按实测井口注入压力绘制按实测井口注入压力绘制)。2)2)用用各各分分层层段段配配注注量量 在在分分层层指指示示曲曲线线上上查查得得各各层层的的配配注注压力压力 。（一）新投注井水嘴选择方法（一）新投注井水嘴选择方法第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用503)3)确定井口注入压

49、力确定井口注入压力 。4)4)求求层层段段井井口口嘴嘴损损。用用已已确确定定的的井井口口注注入入压压力力 减减去去各各层层段段达达到到配配注注量量时时井井口口配配注注压压力力 ，得得各各层层段段的的井口嘴损压力井口嘴损压力 。5)5)根根据据各各层层段段所所需需的的配配注注量量 与与井井口口嘴嘴损损 ，在在相应嘴损曲线版相应嘴损曲线版(上图上图)上查得应选水嘴的大小及个数。上查得应选水嘴的大小及个数。第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用51指示曲线法：指示曲线法：1)1)按按井井下下配配水水管管柱柱(常常用用偏偏心心管管柱柱)进进行行分分层层测测试试，并并整整理理测测

50、试试资资料料，实实测测井井口口压压力力绘绘制制各层段指示曲线；各层段指示曲线；2)2)根根据据分分层层配配注注量量 要要求求，在在层层段段指指示示曲曲线线上上求求出出相相应应的的井井口分层配注压力口分层配注压力 ；3)3)按实际情况确定井口注入压力按实际情况确定井口注入压力 ；（二）带有水嘴井的水嘴调配（二）带有水嘴井的水嘴调配第四节第四节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用524)4)求出井口水嘴损失求出井口水嘴损失5)5)由嘴损曲线求需新调配水嘴由嘴损曲线求需新调配水嘴直径与个数，方法如图所示，直径与个数，方法如图所示，在嘴损曲线上，先由目前注水在嘴损曲线上，先由目前注水量量