2010年安全工程师《安全生产技术》复习资料（34）

　　一、油田注水生产概述

　　（一）油田注水的意义和方式

　　1.油田注水的意义

　　油田投入开发后，如果没有相应的驱油能量补充，油层压力将随着开发时间，逐渐下降，引起产量下降，使油田的最终采收率下降。通过油田注水，可以使油田能量得到补充，保持油层压力，达到油田产油稳定，提高油田最终采收率的目的。

　　2.油田注水方式简介

　　根据油田面积大小，油层连通情况，油层渗透性及原油粘度等情况，可选择不同的注水方式。

　　（1）边外注水

　　在含油层外缘以外打注水井，即在含水区注水。注水井的分布平行于含油层外缘，采油井在含油层内缘的内侧，并平行于含油内缘。边外注水对于面积不太大、油层连通情况好、油层渗透性好、原油粘度不大的油藏比较合适。

　　（2）边内注水

　　鉴于边外注水不适合大油田，提出边内注水方式，即在含油范围内，按一定方式布置注水井，进行油田开发。边内注水又分以下形式：

　　①行列式内部切割注水：即用注水井排将油藏人为地分割成若干区，每个区是一个独立的单元，在两排注水井之间布置成排的油井。

　　②环状注水或中央注水：注水井呈环状布置在油藏的腰部，所以又称腰部注水，适用于面积不太大，油藏外围渗透性变差，不宜边外注水的油藏。如边外渗透性好，也可以同时配合以边外注水。

　　③面积注水：注水井和生产井按一定几何形状均匀分布方法为面积注水。它是一种强化注水的方法。

　　按注水井与生产井的井数比例和相互配布位置的不同，可构成不同的注水系统，如三点法、四点法、五点法、九点法等等，这种方法注水可使一口生产井受多口注水井的影响，采油速度比较高。

　　（二）注水井布井方法及井身结构

　　1.注水井布井方法。根据油田开发方式及注水方式，选择最合适的布井系统。

　　（1）网状布井。网状布井分为三角形井网和正方形井网两种。两种形式比较，在同样面积上，用同样大小的井距布井，三角形井网的井数比正方形井网多15.4％。

　　（2）排状或环状布井系统。这种布井系统适合用于水压驱动方式的油藏，水、气混合驱动方式的油藏，油层倾斜角陡的重力驱动方式的油藏以及采用排状或环状注水及顶部注气的油藏。网状和排状布井系统有时也结合起来用。

　　2.注水井井身结构

　　注水井井身主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管等组成。导管用来保护井口附近的地层，一般采用螺纹管，周围用混凝土固定。表层套管用以封隔上部不稳定的松软地层和水层。技术套管用以封隔难以控制的复杂地层，保证钻井工作顺利进行。油层套管的作用是保护井壁，造成油气通路，隔绝油、气、水层，下人深度视生产层层位和完井的方法来决定。一般采用4″～6″套管。

　　二、注水井生产安全技术

　　（一）注水井投注及安全技术

　　注水井从完钻到正常注水，一般要经过以下几个步骤。

　　1.排液：排液的目的是为了清除井地周围和油层内的“赃物”；在井地附近造成适当低压带，另外靠弹性驱动可采用一定的油量。排液时应做到以下几条：

　　（1）排液的程度以不破坏油层结构为原则，含砂量应控制在0.2％以内。

　　（2）排液前，必须测井压及井温以便为试注提供依据。

　　（3）油水边界外的注水井排液时，要求定时取水样和计算产水指数。

　　（4）应以排净井底周围的“污物”为目的，同时，还要确定注水的排液时间。

　　2.洗井：注水并排液结束后，在试注之前，应进行洗井。目的是为了把井底的腐蚀物、杂物等冲洗出来。避免油层被脏物堵塞，影响试注和注水效果。

　　2.注水井洗井

　　（1）注水井洗井：新注水井排液后，试注前要进行洗井。注水井注一段时间，也要进行洗井，通过洗井，使水井、油层内的腐蚀物、杂质等赃物被冲洗出来，带出井外。避免油层被赃物堵塞，影响试注和注水效果。一般在以下几种情况下，必须洗井：

　　①排液井转入注水前（试注前）；

　　②正常注水井、停注24h以上的；

　　③注入水质不合格时；

　　④正常注水井，注入量明显下降时；

　　⑤动井下管注后。

　　洗井方法一般分正循环和反循环或称正洗和反洗。即洗井水由油管进入，从套管返出地面为正洗，反之，为反洗。对于下封隔器的注水井只能反洗。

　　（2）洗井水对环境的影响：注水井洗井用水量一般需几十立方米，洗井放出的污水，对没有洗井水回收管线的油田，通常直接排放流人大地，或放进水池里，对环境影响很大，特别是人口密集区或农田，情况更为严重。近年来，油田洗井研究出专门用于注水井洗井处理装置，由水处理车将洗井出口的污水直接处理，循环洗井，直到出口水水质合格为止，这样避免了洗井水外排对环境的污染，并减少水资源的浪费。

　　3.注水井增注

　　在一个注水系统中，由于地质情况的差异，注水井洗水能力各不相同，注水压力相差较大时，一般采用提高注水泵泵压，调整注水井阀门，控制注水井的注水压力和排量。当少数井需要高压时，在满足多数井的压力需要情况下，对高压注水井则采用单井或几口井增压方法解决，这样可提高注水系统效率，减少能耗。

　　根据注水井压力和排量，选择合适的增压泵，将注水站提供的已具有相当压力的水，再次升压，保证注水井的需要。

　　4.注水系统设备腐蚀和防腐

　　（1）注水井对设备的腐蚀：任何金属设备都存在腐蚀问题，而在注水系统中，金属设备直接同注入的水接触，腐蚀尤为严重。注水系统的金属设备腐蚀，主要形式为电化学腐蚀。电化学腐蚀有可分为全面腐蚀和局部腐蚀，不论那种腐蚀，都减弱了金属的机械性能，都将给设备带来危害。在注水系统中，水中溶解氧、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类等含量，直接影响金属设备的腐蚀，还和水的温度和流量有关。

　　（2）注水系统的防腐技术：解决注水系统腐蚀的主要技术有以下几种。

　　①设备合理选材或进行特殊处理。例如，可以采用耐腐蚀的合金材料或非金属材料，如不锈钢，工程塑料和玻璃钢等，代替一般的碳钢。同时，对碳钢材料采用防腐处理法，如水泥砂浆衬里，玻璃钢衬里或其他防腐涂料等方法，都可以有效的缓解水对设备的腐蚀。

　　②改变介质状态。可采用各种方法降低注入水中溶解气体（如H2S、CO2，O2等）的含量，改变pH值，使其更接近中性，使注水水质达到规定的标准，同时，应尽可能降低水的温度。

　　③阴极保护。应用电化学原理，使足够量的电流通过浸于水中的金属，以阻止设备的腐蚀。

　　④投化学药剂。即在注入水中，投加缓蚀剂，以抑制腐蚀。