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注水工艺技术研究(5)

2013-07-20 01:11
导读:大小,因而通过对比不同时间内所测得的指示曲线,就可以了解油层吸水能力的变化。以下就几种典型情况进行简要分析。 (1)指示曲线右移,斜率变小 图
大小,因而通过对比不同时间内所测得的指示曲线,就可以了解油层吸水能力的变化。以下就几种典型情况进行简要分析。

(1)指示曲线右移,斜率变小

图4 曲线右移

这种变化说明油层吸水能力增强,吸水指数.即在同一注入压力下,原来的注入量为q ,过一段时间后的注入量为q , q ﹥q ,说明在同一注 入压力下注入水量增加了,即油层吸水能力变好了.

设原来的吸水指数为I 则I = =

后来的吸水指数为I     I = =

因前后计算I  ,I 时采,用同一压差 ,而 ﹥ ,所以I ﹥I ,即吸水指数变大.

原因:(1)油井见水以后,使阻力减小,引起吸水能力增大;(2)采取增产措施后.

(2)指示曲线左移,斜率变大

   

图5曲线左移

这种变化说明油层吸水能力下降,吸水指数变小。

即:在同一压力p下,注入量由原来的q 下降为q ,曲线靠近纵坐标轴,曲线斜率增大了,由于曲线斜率的倒数为吸水指数,所以曲线左移说明吸水指数变小了。

原因:(1)地层深部吸水能力变差,注入水不能向深部扩散;(2)地层堵塞。

(3)曲线平行上移

如图6,由于曲线平行上移,斜率未变,故吸水指数未变化,但同一注入量q所需注入压力,却由p 增加到p ,这是因为吸水指数未变,同一注水量必需是同一注水压差,由于署入压力由p 增加到 p 说明曲线平行上移是因油层压力增高了。

原因:(1)注水见效(注入水使地层压力升高);(2)注采比偏大。

(4)曲线平行下移

如图7,曲线平行下移,油层吸水指数未变。但同一注水量所需的注入压力却由p 下降到p ,说明油层压力下降了。

原因:地层亏空(注采比偏小,注入量小于采出的油量,导致地层压力下降)。

以上四种典型的变化原因,一般为油层堵塞,油层压力变化,或进行了增产措施等引起的。

  但必须注意:分析油层吸水能力的变化,严格的说,必须用有效压力绘制油层真实指示曲线。如用井口实测的压力绘制指示曲线,必须是在同一管柱结构的情况下所测,而且只能对吸水能力的相对变化。同一注水井在前、后不同管柱所产生的压力损失不同,因此,不能用于对比油层吸水能力的变化,只有校正为有效井口压力绘制真实指示曲线后,才能对比分析油层吸水能力的变化。

  此外,井下工具的工作状况也影响着指示曲线的变化。

  3实现分层注水的方法和相关计算

  3.1.分层注水工艺方法:

  3.1.1.利用油管和套管分两层段注水

  该工艺是将油层分为上、下两个注水层段,中间用封隔器将上、下层段的油套环行空间封死,由套管给上层段注水,从油管给下层段注水,各层段的注水量在地面控制好。该方法管柱比较简单。

  3.1.2双管封隔器分两层段注水

  双管封隔器分两层段注水,是下两根注水管柱,下入深的一根管柱装有封隔器,将油套环行空间封死,分为上、下两个注水层段,下入深的一根管柱注下层,下入浅的一根管柱注上层。该工艺井口需要改变,用两个油管挂,两套采油树,分别控制两个层段的注水量。

  上述两种工艺存在以下不足:一是只能分两个层段注水,如果超过两个层段,则无法进行分层注水;二是注水井无法进行维护性洗井,这意味着井筒内的垢、铁锈、杂质等赃物无法冲洗出来,容易造成赃物堵塞油层,对于结垢严重的,易发生井内工具及管柱被卡,造成大的事故;三是对于设有反循环洗井通道的Y341型注水封隔器如用于油套分注,当油管所注下层启动压力低于套管所注上层时,洗井阀必将打开,这必然会带来上下窜通,从而造成油套分注失败;四是因套管内壁始终处于注入水流动浸蚀状态,因而腐蚀加剧、容易损坏油层套管。基于上述多种原因,各油田目前已基本不采用上述两种方法,而主要采用单管封隔器、配水器多层段注水。

  3.1.3单管封隔器、配水器多层段注水

  这种单管封隔器、配水器多层段注水的方式,井中只下一根管柱,利用封隔器在油套环行空间,将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段,每个层段都装有一个配水器。注入水由油管入井,通过各个地层段,装好的配水器上的水嘴,控制好注水量,分别注入到各层段的地层中去。单管封隔器、配水器多层段注水,根据配水器上水嘴的结构和装配形式,可分为固定式、活动式两类,而活动蚀又可分为空心活动式与偏心活动式。其中,以偏心式应用最多。

  3.2管柱的受力分析及相关计算

  3.2.1管柱锚定前伸长及轴向载荷计算

  (1)井内管柱自由状态下的变形及轴向载荷

  管柱下入井底时,上端固定、下端处于自由状态,管柱内外压力相等,管柱受到自身重力和液柱浮力的作用,使管柱长度发生变化由虎克定律,封隔器位置处油管的伸长量 l  为:

     l =                        (5-1)

封隔器位置处于油管的轴向载荷F 及轴向应力 为:

         F =                     (5-2)

                                   (5-3)

  (2)加压锚爪锚定前引起管柱的伸长及应力

  管柱加内压进行锚定坐封,锚爪锚定前管柱底部球阀关闭,随着管柱内压的增大,管柱在内外压差作用下产生活塞效应和横向鼓胀效应。

  a 球座活塞力引起管柱的伸长及应力

设锚定时井口压力为 P ,该压力作用于底部球座

      [5]       

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