周哲平 董宝旭
长庆油田分公司采油一厂杏南采油作业区，陕西 延安 717502
摘要：在采油工程中，必须补充驱油能量，否则在采油过程中油层之间的压力会越来越小，会带来采油量下降、油气比增大等一系列问题，还会引起地下原油性质的变化，如粘度增大、原油流动困难、原油枯竭等。油田会有很多无法生产的死油。为了避免这种现象，最常见的措施是采用注水，以稳定底层之间的压力，提高采油效率，降低原油生产成本。因此，注水在采油工程中具有重要意义，是稳定增产的重要保证技术。分层注水技术可以有效解决层间矛盾，从而最大限度地提高原油产量。
关键词：智能；分层注水；采油工程；应用；
分层注水技术广泛应用于采油工程中。随着社会的不断发展，人们逐渐认识到智能的优势，因此本文将研究智能分层注水技术在采油工程中的应用。通过对智能分层注水设备的分析，对其技术和原理进行了研究，并将其应用于某采油工程实例。实验结果表明，采用智能分层注水技术可以提高工作效率，节约成本，提高采油质量和效益。
一、采油工程分层注水技术简介
分层注水技术是我国石油工程的重要技术手段之一，它直接影响着我国的经济发展和石油生产效率。中国幅员辽阔，石油资源丰富。然而，目前制约石油资源开发的因素是开采效率低和用量大的问题。中国的石油资源产量已经不能满足人们的需求，所以石油资源一直从国外进口。为了提高原油的采收率，我国的采油项目逐渐采用分层注水技术，提高了原油的采收率。分层注水技术的原理是利用油水密度差，将水注入其中，驱油。通常在相同压力的基础上，我们采用混合注水的方法，会导致部分井段涌水量较大，部分井段涌水量较小，导致水有效驱油，降低采油速度。在这种情况下，分层注水技术不断得到完善。我们在注水井下安装了封隔器，用封隔器将油层中的不同层隔开，用布水器将水分别注入不同层。这种分层注水方法有效控制了各层的水量，保证了中低渗透油层的水量得到提高，充分发挥了各油层的作用，不断提高油田的生产效率。采用分层注水技术，可以使原油从各渗透层流出。采油工程分层注水技术在我国各油田得到了广泛应用。
二、智能分层注水的设备
1.地面综合控制系统。与传统的分层注水设备不同，智能分层注水设备能够实现自动化和智能化，能够实时监控采油过程中的各项指标。因此，地面综合控制系统需要包括监控计算机、地面数据信号采集设备和地面控制器。监控计算机和地面数据信号采集设备的主要功能是实时监测油井下各油层的流量、压力、温度等指标，然后通过地面控制器自动或手动控制井下多级流量控制装置，达到在线调节分层流量的目的。
2.穿越液压控制管线的隔离/定位密封。在采油工程中，如果油层分离不好，会造成层间错流。因此，为了防止层间错流，密封筒、防砂封隔器等仪器和工具应与定位密封和隔离密封结合使用，这是防止层间错流的重要工具。多级流量控制装置应能与液压控制管道连接，因此隔离/定位密封应能穿过液压控制管道。
3.多级流量控制装置和解码器。油井下的多级流量控制装置由许多部分组成，其中比较重要的部分是开启组件、关闭组件、多级水嘴和防漂移锁。地下多级流量控制装置的主要功能是保持自身平衡、控制地面并将其安装在地下等。其优点是调节层次多，流量范围控制灵活，进度快。井下多级流量控制装置的控制逻辑为单相控制，由两条液压控制管路组成，一条关闭，另一条打开。液压控制管路穿过采油树，与地面液压控制系统相连，从而达到控制地面的目的。有时，有两个以上的多级流量控制装置。此时，液压控制管道的数量将会增加，这将增加其复杂性。为了减少管道数量，使用三条液压控制管道进行精确控制，需要使用解码器。解码器由两个主要部件组成，一个常闭二位二通阀和一个常开二位二通阀。然后，根据不同的压力供给顺序选择多级流量控制装置。
4.储罐(流量/压力/温度)监控系统。在智能分层注水装置中，其主要功能是实时监测流量、压力和温度，实现这一功能的系统是油藏监测系统。油藏监测系统的组成部分很多，其中主要结构有文丘里流量计、集成传输电路板和模型采集探头等。这些结构使得储层监测系统能够实时监测流量、温度和力，实时动态监测不同的储层，并将监测数据传输到地面。
三、侧调工艺的原理
1.液压控制原理(无解码器)。在这种控制方式下，液压控制管路有根，然后控制N个多级流量控制装置。一条液压控制管路控制所有多级流量控制装置的关闭，为了更形象地解释过程原理，采用三条液压控制管路来控制两个多级流量控制装置。如 如果某一楼层的多级流量控制装置需要开启，只需直接按下控制该装置的相应液控管路即可开启。
2.液压3-2控制原理(包括解码器)。在这种控制模式下，每层多级流量控制装置的上端连接一个解码器，然后用三条液压控制管道来控制解码器，从而控制每层多级流量控制装置，可以减少液压控制管道的数量。液压3-2控制原理，三条液压控制管路分别为1#、2#和3#，1#连接解码器的关闭口，2#连接两部分，一部分是解码器的压缩口，另一部分是多级流量控制装置的关闭口，3#也连接两部分，一部分是解码器的保压口，另一部分是多级流量控制装置的开关。地面控制柜打开解码器时，液压控制线状态为3#压，2#保压；当地面控制柜指示解码器关闭时，液压控制线状态为2#按下，3#保持。
四、智能分层注水技术在采油工程中的应用
1.采用智能分层注水技术的原因。以某油田为例，该油田位于渤海，石油资源丰富，具有储量大、油藏类型多、埋藏浅、油水系统复杂的特点。此外，该油田具有高粘度和高密度。根据对周围油井的数据分析，可以估计油田的井底压力约为8.0兆帕，原始地层压力为11.3兆帕。可以看出，油田储层能量低会导致供液能力不足的现象，因此将采用智能分层注水技术来增加其能量，从而提高石油产量和效率。
2.方案和流程。该油田共有五个油组，其中P1 (NM ⅰ)、P2 (NM ⅱ)和P5 (NM ⅴ)为封闭油组，只能使用另外两个油组，因此需要对防砂段进行分层注水处理。根据该油田注水井的破裂压力，最大井口压力为12.5兆帕.
3.实施过程。先打下面的防砂管桩，再下注水管桩。注水管柱如图1所示，以下实施过程如下:1)由于隔离/定位密封和流量阀已在车间组装，现场只需连接液控管线，相对简单。液控管道需要带压下放，管道要有防护罩保护，以免损坏。2)然后安装地面控制系统。3)安装智能分层注水仪后，需要进行试压处理，避免压力不符合规范。首先关闭井下的流量阀，加压35MPa，保持15分钟，然后释放到0MPa，表示合格；还需要对环空加压21MPa，并保持15分钟。4)完成上述工作后，即可进行正常注水。
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图2注水曲线
从图2可以看出，可以满足配注要求，在注水过程中水量非常稳定，所以流量阀具有很好的精密配注和调节能力。此外，注水时间较长时，井口无套管压力，可获得隔离/定位密封功能，可靠性好。
总之，通过智能分层注水技术在采油工程中的应用，可以看出，实施钢丝打捞、测量和调整等诱捕作业，不仅有助于提高施工效率，而且节省成本；此外，井下控制装置可以实时调节，可以获得最准确的调节信息，使分层注水的剂量达到设计标准。智能分层注水技术是安全的。可靠性、及时性和实用性等。，其在采油工程中的应用取得了良好的效果。随着智能化的不断发展，智能化在采油工程中的应用会更加鲜明，作用会更加明显，更有利于采油工程的发展。
参考文献：
[1]张萍.智能分层注水工艺技术在采油工程中的应用.2019.
[2]崔静.浅谈智能分层注水工艺技术在采油工程中的应用研究.2020.