注入井

注入井

注入井是在油田開發過程中,為保持或恢復油層壓力,在油田邊緣或內部鑽鑿的往油層中注水或注氣的井。注入井為油藏流體的產出提供了能量來源。典型的是,水被注入到油藏中,而氣體被用在氣體回注和維持氣頂狀況中,其他的流體像聚合物、二氧化硫和蒸氣也被利用。

基本介紹

  • 中文名:注入井
  • 外文名:injection well
  • 學科:採油工程
  • 領域:化石能源開發
  • 作用1:注入井不斷地補充油層能量
  • 作用2:注入的水作為油的排驅劑
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注入井概述

注入井在油田生產中的作用至關重要,一方面注入井不斷地補充油層能量,保持地層壓力,使油井保持旺盛的生產能力;另一方面是注入的水也作為油的排驅劑,將油向生產推進二因此注入井的平穩注入有利於油田的平穩可持續發展。

注入井管柱

注入井管柱是聚合物溶液從井1:3進入地層的通道。油田上所用的注入井管柱主要有兩種,一種是籠統注入管柱,一種是分層注入管柱。用的最多的是籠統注入管柱,分層注入管柱是近年來針對聚合物溶液注入時的層間矛盾而發展起來的一項新工藝。注入井管柱的設計主要是考慮防止聚合物溶液的降解,下面分別就兩種管柱的結構和防降解措施加以介紹。

籠統注入管柱

所有聚合物溶液都是在流速非常高的情況下發生降解的,但是水解聚丙烯醯胺在正常操作條件下也很敏感,尤其是在鹽水的含量或硬度很高的情況下更是如此,其中對高價陽離子尤為敏感,因為這些陰離子化的分子其離子的耦合相對來說是很脆弱的,此外,伸展應力同剪下應力一樣對聚合物溶液具有破壞性,而這二者通常又是伴生的。因此,在注入井管柱中,主要防止鐵離子(可發生絡合反應而導致降解)和節流現象的發生。故籠統注入管柱使用了光油管,其基本結構為:油管+喇叭口(如圖1)。
圖1 籠統注入管柱圖1 籠統注入管柱

分層注入管柱

分層注入管柱主要是解決籠統注入時出現的層間、層內矛盾及利用常規分層配水管柱配注聚合物出現的剪下降解問題,從而達到分層注入,提高聚合物驅油效果。
同心雙管、井下工具與兩種永久式封隔器通過不同的密封形式組合,形成兩條相互獨立的注入通道。雙層注入時,由內管注下層,內外管環空註上層,雙層分注量在地面控制。上層洗井由內管下入新型移位器將滑套開關打開後直接進行,下層可下入連續油管完成洗井,管柱內徑可滿足下層測靜壓、吸入剖面的要求。整套管柱主要由兩部分組成:一是可鑽式丟手部分;二是插入管柱部分。

注入井常用井下工具

注水井井下工具作為分層注水工藝的主要組成部分,在近十幾年來有了很大的發展。新型封隔器、恆流配水堵塞器、磁性雙作用投撈器、注水井除垢器、免投撈式射流洗井器、注聚合物井大通徑封隔器工藝管柱等技術的現場試驗、推廣,為注水井的分層注水提供了可靠的技術保證。

井下封隔器

所謂封隔器,即是為了滿足油水井某種工藝技術目的或油層技術措施的需要,由鋼體、膠皮封隔件部分與控制部分構成的井下分層封隔的專用工具。試油、採油、注水和油層改造都需要相應類型的封隔器。有的封隔器可用於試油、採油、注水和油層改造;有的主要用於試油、採油、注水;有的僅用於採油、注水和堵水等;有的適用於常溫,有的適用於高溫。按封隔器的封隔件實現密封的方式進行分類,可分出以下4種:
(1)自封式:靠封隔件外徑與套管內徑的過盈和工作壓差實現密封的封隔器。
(2)壓縮式:靠軸向力壓縮封隔件,封隔件外徑變大實現密封的封隔器。
(3)擴張式:靠徑向力作用於封隔件內腔,使封隔件外徑擴大實現密封的封隔器。
(4)組合式:由自封式、壓縮式、擴張式任意組合實現密封的封隔器。

井下配注器

井下配注器是分層注入管柱向各層段定量注入的主要井下工具。油田注入井的分層注入管柱已有多種形式,與其配套使用的井下配注器也有多種形式。
同心集成式分層注水管柱配水封隔器
配水封隔器中心管是原來井下配水器的工作筒(內徑分φ55mm、φ52mm兩種規格):在封隔器的密封膠筒上下兩邊分別開有相對應的注水通道,並與封隔器中心管相通,這兩個注水通道的距離為243mm。封隔器的密封膠筒將地層分隔成上下兩個層段,注水通道分別與兩個層段相連通,注入水通過這兩個注水通道分別進入地層,實現分層注水。
KPX型橋式偏心配水器
KPX型橋式偏心分層注水管柱是在普通偏心分層注水管柱的基礎上改進而成的。主要是在配水器裝配偏心堵塞器的同一圓周線上的聚合物驅部位鑽有過水孔,以便在測試、測壓時不影響聚合物驅層的正常注水。
偏心集成式細分注水管柱井下配水封隔器
偏心集成式細分注水管柱的井下配水器主要由三部分組成,即配水機構、洗井機構、坐封機構:其配水機構有上下兩個進水孔、兩個注水槽,分別向兩個層段配水;洗井機構與可洗井封隔器基本相同;坐封機構就是一個獨立的封隔器。
同心式分層注聚合物管柱配注器
同心式分層注聚合物管柱配注器的配注芯坐入井下工作筒後與其內表面形成環形空間過流通道,在過流面積一定的情況下,節流壓差與配注芯長度成正比。配注芯越長,即環形槽數量越多,節流壓差越大;配注芯越短,即環形槽數量越少,節流壓差越小。通過調節配注芯長度來改變注入壓力,調節注入量,達到分層配注的目的。

配水堵塞器

實現層段定量注入的主要井下工具是配注堵塞器,與管柱的配注器配套使用。不同的分層注入管柱的配注器不同,配注堵塞器也不同。

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