高含水率斷塊油田同井井下采油注水設(shè)計及應(yīng)用

魏星（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西西安 710000）

高含水率斷塊油田同井井下采油注水設(shè)計及應(yīng)用

魏星（長慶油田分公司第十一采油廠，陜西西安 710000）

油田開采深度的增加使老油田相繼進(jìn)入到水多油少的深開采階段，傳統(tǒng)的開采技術(shù)和分離技術(shù)生產(chǎn)效率低，對環(huán)境污染嚴(yán)重，應(yīng)對其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。本文將對高含水率斷塊油田同井井下采油注水技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行相關(guān)設(shè)計，通過實際驗證，改進(jìn)后的分離設(shè)備達(dá)到了預(yù)期的效果。

高含水率；斷塊油田；離心力分離；重力分離

隨著社會的不斷進(jìn)步，企業(yè)發(fā)展、人們生活對于石油的需求量不斷增大，現(xiàn)有油田相繼進(jìn)入水多油少的深度開采階段，注水驅(qū)油技術(shù)就成為各個油田生產(chǎn)中常用的技術(shù)之一。高含水率油田邊緣的斷塊型油田注水困難，直接影響了油田的開采量，如何解決高含水率斷塊油田的采油注水工作是油田企業(yè)面臨的緊迫任務(wù)。

1 高含水油田開采問題及解決

1.1 高含水油田開采面臨的問題

隨著各大油田開采量的不斷增加，老油田開采逐漸進(jìn)入了水多油少的開采階段，只能借助注水技術(shù)對井下油進(jìn)行驅(qū)動。在利用注水技術(shù)時，邊緣斷塊部分注水效果較差，嚴(yán)重影響了油田企業(yè)的生成量。為提高產(chǎn)量，增加邊緣斷塊部分出油量，需要采取地上排水措施，這就增加了石油企業(yè)的建設(shè)成本、安全隱患以及環(huán)境污染，極大的限制了油田企業(yè)的發(fā)展。

1.2 問題解決對策

為解決原有老油田油水分離難、地上分離技術(shù)成本過高，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，可采用同井井下采油注水技術(shù)，利用該技術(shù)不僅可減少井內(nèi)到地面的水量，大大降低舉升石油過程中消耗的電能，還能減少大量地面建筑設(shè)施的建設(shè)和水體處理，節(jié)約了占地面積，避免注入水二次污染問題，有利于油田企業(yè)生產(chǎn)成本的節(jié)約。

2 高含水率斷塊油田同井井下采油注水設(shè)計

2.1 設(shè)計原理

同井井下采油注水設(shè)計原理是將油水混合物注入分離設(shè)備中，混合物在水的作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)流動，高速旋轉(zhuǎn)的油水混合物在離心力或重力作用下分離，密度較小的石油從分離器上口流出，而密度較大的水分則從分離器下口排除。排出后的油份被舉升到地面接收裝置中；而排出的水分則直接注入到地下另一處理層，減少了污染水的排放。以下將對離心作用和重力作用下的注水設(shè)計進(jìn)行分類討論。

2.2 離心力分離設(shè)計

本次設(shè)計是對原有水力旋流分離器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，優(yōu)化目的是提升石油的質(zhì)量和產(chǎn)量，優(yōu)化手段是利用增加分離次數(shù)。新設(shè)計的井下水力旋流分離器的結(jié)構(gòu)包括兩個串聯(lián)連接的組成部分，第一級為雙錐結(jié)構(gòu)，功能是對油水進(jìn)行粗處理。油水混合物中容易分離的水份在第一級將被分離出來，然后進(jìn)入第二級的精處理器中，該處理器為單錐結(jié)構(gòu)，主要對難以分離的油水混合物進(jìn)行再次分離，以提升石油的質(zhì)量和產(chǎn)量。

2.3 重力分離設(shè)計

重力分離器是應(yīng)用較為普遍的工藝設(shè)備之一，其典型代表是有桿泵和井筒重力分降分離系統(tǒng)，主要是根據(jù)水分、石油的密度差，使油水在油套環(huán)形空間中分離，密度較大的水分位于下部，被注入水層中；密度較小的石油浮于上層被舉升到地面的石油收集裝置中。重力分離的形式有兩種，一種是雙作用泵井下油水分離系統(tǒng)，另一種是串聯(lián)泵井下油水分離系統(tǒng)。前者是由一臺泵提供舉升能量和注入能量，比較適合于回注壓力較低的油井；雙作用泵分離系統(tǒng)的缺點是上下柱塞面積差的存在會使下行阻力增加。后者在上下泵之間增加了連桿密封裝置，提高了設(shè)備的獨立性，也消除了雙作用泵系統(tǒng)由于上下柱塞面積差異性引發(fā)的附加阻力，有助于提升注入壓力；串聯(lián)泵井下油水分離系統(tǒng)存在的主要缺點是增加上行的懸點荷載。

新型的重力油水分離器結(jié)構(gòu)由與分離部分和整流部分組成，外壁呈敞開形式，降低了加工和清洗的難度；外壁部分包括入口預(yù)分離段、整流段和沉降分離段，待分離的油水混合物從底部進(jìn)去，耙型分液器的預(yù)分離作用明顯，相對于傳統(tǒng)重力油水分離器提高了石油的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3 同井井下采油注水設(shè)計應(yīng)用

以A油田為例，該油田采用改進(jìn)后水力旋流分離器實施同井井下采油注水作業(yè)，得到了明顯的改進(jìn)。在地層產(chǎn)液量不變的情況下，利用新型的分離器分離油水混合物后，地面產(chǎn)油總量基本不變，但所得石油中含水率由原來的98%下降至93%，提升了石油的質(zhì)量；而地面產(chǎn)水量比原來下降了67%，減少了污染水體的排放，減輕了對企業(yè)成本和環(huán)境的負(fù)擔(dān)，達(dá)到了預(yù)期的改進(jìn)效果。

A油田使用改進(jìn)后的重力油水分離器時，油水分離相對于傳統(tǒng)分離器有了明顯提升，而且對設(shè)備的清洗效率也得到了極大的提升，減少了設(shè)備的養(yǎng)護(hù)成本。

4 結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度不斷加快，對石油的需求量也極速上升，石油企業(yè)應(yīng)通過提高石油開采技術(shù)來增加產(chǎn)量。在對高含水率斷塊油田進(jìn)行開采時，傳統(tǒng)的開采技術(shù)難以達(dá)到良好的效果，對油水分離設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)后，可提升石油的產(chǎn)量和質(zhì)量，并能減少其他一系列的生產(chǎn)成本和維護(hù)成本，這對于石油企業(yè)的發(fā)展是極為有利的。

［1］張峰，郝金克，呂瑋，呂芳蕾，王銘.高含水率斷塊油田同井井下采油注水設(shè)計及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2010，03：357-359.

［2］劉磊，周子文，吳少剛.淺析高含水率斷塊油田同井井下采油注水設(shè)計及應(yīng)用［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，05：193.

［3］張威.解析高含水率斷塊油田同井井下采油注水設(shè)計及應(yīng)用［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，08：149.