范红艳 李 伟 杨军
长庆油田分公司第三采油厂大水坑作业区，宁夏 吴忠 751506
摘要：油田分层注水的主要目的是平衡井下各层注水不均匀现象，达到良好的层间矛盾调节效果，从而有效控制油井油水比例，不断提高油田生产开采效率及原油开采质量。当前，分层注水工艺在我国大多数油田生产中得到了广泛应用。
本文详细探讨了分层注水工艺在原油开采中的应用。
关键词：分层注水工艺；原油开采；应用
当前，分层注水工艺是许多采油工艺中最重要的一种，该工艺一直是一种高效的原油开采方法，但对油量的开采来说，并未达到最佳效果。另外，由于分层注水工艺有很多种，为了最大限度地提高采油效率，必须因地制宜、根据原油性质选择合适的分层注水工艺。目前，采油分层注水工艺主要包括同心集成分层注水工艺、地面分层注水工艺、偏心投捞分层注水工艺等。
一、采油分层注水工艺概述
1、相关概念。分层注水工艺是指针对不同油气处理工艺的油层，在井下放置封隔器进行分层注水。在此基础上，利用配水器实现分层配水，实现高渗层注水，提高中低层渗透率，实现油层注水的多种处理方式。该技术能在非均质、多类型油层环境中发挥作用，提高中低渗透层的处理效果，根据有关配注要求，在井中进行分层注水处理，该技术已成为当前解决油田中间层矛盾、提高油田稳产与采收率的重要手段。
2、工艺技术。采油分层技术在原有结构基础上，创新了采油工艺。在运行期间,这种工艺分析优化了地理及条件和原油环境,通过大规模的创新技术,控制整个原油油田的运行效率及损耗量,这对优化石油建设管理、减少原油损失、相关工艺实施处理有着重要影响。
二、分层注水工艺在采油中的重要性
油井开采运用压差进行采油,随着油井的深入开采，储量的减少会导致油井压力和采收率的降低，特别是在油井开发中后期这一现象尤为明显。传统注水虽能在一定程度上提高油层压力，但由于水和原油密度不同，采油效率会大幅降低，从而导致二者不能融合。因而，分层注水工艺的应用对中后期提高油井采收率具有重要意义。分层注水工艺核心是根据井下油层性质、饱和度、压差划分，将不同层级划分为不同注水层段，通过在不同层级间安装分隔器，且在不同层级安装不同直径水嘴，采用不同注水量调节不同井下油层压差，使在长期开采中不会降低油层压力，从而保证油井出油量与质量。
三、分层注水工艺的表现形式
分层注水工艺原理是利用分离隔下注水层的配水器，安装不同直径水嘴，达到不同注水层不同注水量的目的。在应用分层注水工艺时，应注意：①依据油井井下压力绘制分层注水数据曲线；②依据数据曲线计算分层注水压力与注水量；
③完成井下某一特定层下相对注水量的计算；④计算井下各注水层的配水率。按上述步骤完成分层注水工艺参数的计算。
1、偏心投捞分层注水工艺。根据现有的实际应用情况，偏心投捞分层注水工艺有多种形式，主要包括扩张式封隔器偏心分层注水管柱、压缩式封隔器偏心分层注水管柱。对于扩张式封隔器偏心注水管柱，主要采用K344扩张式封隔器压差和油差坐封封隔器，当压差大于0.7MPa时，封隔器胶筒逐渐膨胀，在调配分离各层时，需用到钢丝投捞偏心配水器。在实际应用中，K344扩张式封隔器已成为工艺应用的主要部件，其在应用中的作用不可替代，实现封隔的途径是利用油压逐步提高注水效率。
对于压缩封隔器偏心分注管柱，主要方法是采用液压坐封封隔器，结合钢丝投捞堵塞器注水分层，选择支点，提起管柱，再解封。二者的主要区别在于其基本原理不同，根据不同的原理，具体的工艺条件也会不同，所选部件也会不同。
对压缩封隔器偏心分注管柱内部结构的研究表明，主要方法是将水层划分为两层，以实现地层间水流循环，从而提高了封隔效果及整体注水效率。从分注管柱结构来看，为分层注水的整体效果提供了很好的保证，从侧面突出了工艺的整体效果，因而压缩式封隔器应用可更加广泛。
3、同心集成分注工艺。主要组成部件有：射流洗井器、60Y341套管保护封隔器、内径55配水Y341封隔器、内径52配水Y341封隔器、球座。其基本工作原理为：同心集成分注工艺的结构主要由射流洗井器与套管保护封隔器组成，在分层注水中具有良好的注水效果。同心集成细分注水管柱上部60封隔器起套管保护作用；第二级为4t55配水封隔器中心管，作为4155配水器的工作筒，封隔胶筒上下部分别与注水通道和地层连接；第三级封隔器为Y341-114分隔封隔器；第四级52封隔器与55配水封隔器工作原理相同，但内径不同。通过对同心集成分注工艺的系统分析，发现该方法采用分级注水与分层封隔的方式进行分层注水，其总体效果良好。注水封隔器是同心集成分注工艺中的重要设备，因此，有必要对封隔器的内外径、长度、坐封压力、工作压力、工作环境温度有一个全面系统的了解，通过了解科学的参数，分层注水可达到事半功倍的效果，进而提高注水效率。
3、地面分注工艺。从当前地面分注工艺现状来看，可分为两种：一种是地面两段分注工艺流程，另一种是地面三段分注工艺流程。其中，地面两段分注工艺的基本原理是：配水器由上、中、下三路通水孔组成，上部通水孔与油管连接，下部通水孔与注水管连接，中部通水孔与通向油套环空的部分连接，通过三个通水孔的配合，可达到两段控制注水效果。当然，还有另一种方法来控制注水，则在地面分水器出口设置固定式配水器，实现注水阶段的自动控制和初步自动化。另外，可通过控制井口阀及电子流量计来控制隔层间注水量，该方法经济实用，适用于许多大中小型采油工程。
地面三级分注工艺基本工作原理是，该工艺需三套恒定配水器，分别安装在注水管的不同位置，三套配水器入口分别与注水管汇相连，即配水器出口与水井的三个入水口相连。上段采用油套环空注水，中部采用油杆环空注水，下部采用空心杆注水，最后采用地面进口阀门和流量计控制各层实际注水量，以达到二级三段分层注水目的。当然，根据油田实际生产情况和地理分布，科学选择地面分注方式可达到最佳效果，充分发挥地面分注工艺优势，避免其弊端，以发挥其应有的作用，进而提高分层注水效果，以满足油井注水需求。根据地面分注工艺原理，需正确认识地面分层注水工艺，积极采用该方式来提高我国原油的开采率。
四、分层注水工艺在采油工程中的应用要点
当前，分层注水工艺在采油工程中得到了广泛应用，并取得了良好的效果。通过加强分层注水工艺的研究与应用，可提高油井开采中后期的采收率。为保证分层注水工艺的良好应用效果，应注意以下方面。
1、分层注水井段一般为2～3段，不得超过4段，以免井段过多影响分层注水工艺应用效果。采用分层注水工艺时，必须对注水井段配置器的水管与胶筒等进行试压，以确保分层注水组件能承受3500m的井下压力，从而保障分层注水工艺的应用效果。
2、为了保证分层注水工艺的应用效果，有必要对分层注水量与压力进行科学测试及计算。另外，通过对同类油井注水技术参数或数据的测试对比，分层注水工艺可取得良好的应用效果。此外，不同油井的实际情况不同，因此，要根据油井的实际情况，合理确定分层注水参数。
3、在应用分层注水工艺时，应根据各油井的实际情况，合理制定分层注水参数，避免生搬硬套影响其应用效果。
总之，近年来，随着经济的发展和社会的进步，国民经济增长过程中对石油等资源的需求不断增加，这在一定程度上促进了石油工业的发展。分层注水工艺作为一种有效的油田注水开发技术，在我国油田开发利用中得到了广泛应用，且应用效果较好。
参考文献：
[1麻虎.采油工程分层注水工艺应用探讨[J].江西建材，2015(10).
[2]陈国栋.采油分层注水工艺研究[J].化工管理，2017(03).
[3]李明昊.分层注水工艺在原油开采中的应用[J].中国新技术新产品，2018(12).