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2015年安全工程師《安全生產(chǎn)技術》復習資料(34)
一、油田注水生產(chǎn)概述
?。ㄒ唬┯吞镒⑺囊饬x和方式
1.油田注水的意義
油田投入開發(fā)后,如果沒有相應的驅(qū)油能量補充,油層壓力將隨著開發(fā)時間,逐漸下降,引起產(chǎn)量下降,使油田的最終采收率下降。通過油田注水,可以使油田能量得到補充,保持油層壓力,達到油田產(chǎn)油穩(wěn)定,提高油田最終采收率的目的。
2.油田注水方式簡介
根據(jù)油田面積大小,油層連通情況,油層滲透性及原油粘度等情況,可選擇不同的注水方式。
(1)邊外注水
在含油層外緣以外打注水井,即在含水區(qū)注水。注水井的分布平行于含油層外緣,采油井在含油層內(nèi)緣的內(nèi)側,并平行于含油內(nèi)緣。邊外注水對于面積不太大、油層連通情況好、油層滲透性好、原油粘度不大的油藏比較合適。
(2)邊內(nèi)注水
鑒于邊外注水不適合大油田,提出邊內(nèi)注水方式,即在含油范圍內(nèi),按一定方式布置注水井,進行油田開發(fā)。邊內(nèi)注水又分以下形式:
?、傩辛惺絻?nèi)部切割注水:即用注水井排將油藏人為地分割成若干區(qū),每個區(qū)是一個獨立的單元,在兩排注水井之間布置成排的油井。
?、诃h(huán)狀注水或中央注水:注水井呈環(huán)狀布置在油藏的腰部,所以又稱腰部注水,適用于面積不太大,油藏外圍滲透性變差,不宜邊外注水的油藏。如邊外滲透性好,也可以同時配合以邊外注水。
?、勖娣e注水:注水井和生產(chǎn)井按一定幾何形狀均勻分布方法為面積注水。它是一種強化注水的方法。
按注水井與生產(chǎn)井的井數(shù)比例和相互配布位置的不同,可構成不同的注水系統(tǒng),如三點法、四點法、五點法、九點法等等,這種方法注水可使一口生產(chǎn)井受多口注水井的影響,采油速度比較高。
(二)注水井布井方法及井身結構
1.注水井布井方法。根據(jù)油田開發(fā)方式及注水方式,選擇最合適的布井系統(tǒng)。
?。?)網(wǎng)狀布井。網(wǎng)狀布井分為三角形井網(wǎng)和正方形井網(wǎng)兩種。兩種形式比較,在同樣面積上,用同樣大小的井距布井,三角形井網(wǎng)的井數(shù)比正方形井網(wǎng)多15.4%。
?。?)排狀或環(huán)狀布井系統(tǒng)。這種布井系統(tǒng)適合用于水壓驅(qū)動方式的油藏,水、氣混合驅(qū)動方式的油藏,油層傾斜角陡的重力驅(qū)動方式的油藏以及采用排狀或環(huán)狀注水及頂部注氣的油藏。網(wǎng)狀和排狀布井系統(tǒng)有時也結合起來用。
2.注水井井身結構
注水井井身主要由導管、表層套管、技術套管、油層套管等組成。導管用來保護井口附近的地層,一般采用螺紋管,周圍用混凝土固定。表層套管用以封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層。技術套管用以封隔難以控制的復雜地層,保證鉆井工作順利進行。油層套管的作用是保護井壁,造成油氣通路,隔絕油、氣、水層,下人深度視生產(chǎn)層層位和完井的方法來決定。一般采用4″~6″套管。
二、注水井生產(chǎn)安全技術
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注水井從完鉆到正常注水,一般要經(jīng)過以下幾個步驟。
1.排液:排液的目的是為了清除井地周圍和油層內(nèi)的“贓物”;在井地附近造成適當?shù)蛪簬?,另外靠彈性?qū)動可采用一定的油量。排液時應做到以下幾條:
?。?)排液的程度以不破壞油層結構為原則,含砂量應控制在0.2%以內(nèi)。
?。?)排液前,必須測井壓及井溫以便為試注提供依據(jù)。
?。?)油水邊界外的注水井排液時,要求定時取水樣和計算產(chǎn)水指數(shù)。
(4)應以排凈井底周圍的“污物”為目的,同時,還要確定注水的排液時間。
2.洗井:注水并排液結束后,在試注之前,應進行洗井。目的是為了把井底的腐蝕物、雜物等沖洗出來。避免油層被臟物堵塞,影響試注和注水效果。
2.注水井洗井
?。?)注水井洗井:新注水井排液后,試注前要進行洗井。注水井注一段時間,也要進行洗井,通過洗井,使水井、油層內(nèi)的腐蝕物、雜質(zhì)等贓物被沖洗出來,帶出井外。避免油層被贓物堵塞,影響試注和注水效果。一般在以下幾種情況下,必須洗井:
?、倥乓壕D入注水前(試注前);
?、谡W⑺?、停注24h以上的;
?、圩⑷胨|(zhì)不合格時;
④正常注水井,注入量明顯下降時;
?、輨泳鹿茏⒑?。
洗井方法一般分正循環(huán)和反循環(huán)或稱正洗和反洗。即洗井水由油管進入,從套管返出地面為正洗,反之,為反洗。對于下封隔器的注水井只能反洗。
?。?)洗井水對環(huán)境的影響:注水井洗井用水量一般需幾十立方米,洗井放出的污水,對沒有洗井水回收管線的油田,通常直接排放流人大地,或放進水池里,對環(huán)境影響很大,特別是人口密集區(qū)或農(nóng)田,情況更為嚴重。近年來,油田洗井研究出專門用于注水井洗井處理裝置,由水處理車將洗井出口的污水直接處理,循環(huán)洗井,直到出口水水質(zhì)合格為止,這樣避免了洗井水外排對環(huán)境的污染,并減少水資源的浪費。
3.注水井增注
在一個注水系統(tǒng)中,由于地質(zhì)情況的差異,注水井洗水能力各不相同,注水壓力相差較大時,一般采用提高注水泵泵壓,調(diào)整注水井閥門,控制注水井的注水壓力和排量。當少數(shù)井需要高壓時,在滿足多數(shù)井的壓力需要情況下,對高壓注水井則采用單井或幾口井增壓方法解決,這樣可提高注水系統(tǒng)效率,減少能耗。
根據(jù)注水井壓力和排量,選擇合適的增壓泵,將注水站提供的已具有相當壓力的水,再次升壓,保證注水井的需要。
4.注水系統(tǒng)設備腐蝕和防腐
?。?)注水井對設備的腐蝕:任何金屬設備都存在腐蝕問題,而在注水系統(tǒng)中,金屬設備直接同注入的水接觸,腐蝕尤為嚴重。注水系統(tǒng)的金屬設備腐蝕,主要形式為電化學腐蝕。電化學腐蝕有可分為全面腐蝕和局部腐蝕,不論那種腐蝕,都減弱了金屬的機械性能,都將給設備帶來危害。在注水系統(tǒng)中,水中溶解氧、二氧化碳、硫化氫、溶解鹽類等含量,直接影響金屬設備的腐蝕,還和水的溫度和流量有關。
(2)注水系統(tǒng)的防腐技術:解決注水系統(tǒng)腐蝕的主要技術有以下幾種。
?、僭O備合理選材或進行特殊處理。例如,可以采用耐腐蝕的合金材料或非金屬材料,如不銹鋼,工程塑料和玻璃鋼等,代替一般的碳鋼。同時,對碳鋼材料采用防腐處理法,如水泥砂漿襯里,玻璃鋼襯里或其他防腐涂料等方法,都可以有效的緩解水對設備的腐蝕。
?、诟淖兘橘|(zhì)狀態(tài)??刹捎酶鞣N方法降低注入水中溶解氣體(如H2S、CO2,O2等)的含量,改變pH值,使其更接近中性,使注水水質(zhì)達到規(guī)定的標準,同時,應盡可能降低水的溫度。
?、坳帢O保護。應用電化學原理,使足夠量的電流通過浸于水中的金屬,以阻止設備的腐蝕。
?、芡痘瘜W藥劑。即在注入水中,投加緩蝕劑,以抑制腐蝕。
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