我们知道,油田的油井用来采油,农村的水井用来取水。那么油田的注水井是用来干什么的?
为了把地下油气藏中的石油天然气更多地开采到地面上来,石油工程师发明了各式各样的“井”,从地下采出石油的井叫采油井,采出天然气的井叫采气井,油气田现场也称采油井、采气井为生产井。相应地,在地面将水注入油层的井称为注水井,将二氧化碳、氮气等气体注入油气地层的井称为注气井,油田现场也称注水井、注气井为注入井。可以说,注入井将伴随采油井的一生,是采油井的亲密伙伴,将伴随油田生命周期的全程,直至油田最终废弃。
把原油从地下开采出来依靠的是油层内的压力。油层压力就是驱油的动力。在驱油过程中要克服各种流动阻力,包括油层中细小孔道的阻力、井筒内液柱的重力和管壁摩擦阻力等。油层压力能够克服所有这些阻力,原油才能从地下喷至地面,生产正常运行。随着自喷时间的延长,依靠天然能量开采一般不能长期保持油层压力,这样油田就不能长期高产、稳产和实现较高的采收率。在长期的油田开采实践中,人们想到了一种保持油层压力的方法,就是人工向油层内注水、注气或注入其他溶剂,从而给油层输入外来能量以保持油层压力。
20世纪20年代,美国开始工业化应用人工注水补充能量的开发方式,1946年苏联第一次在杜依玛兹油田采用注水开发技术,之后这一技术逐步发展起来,成为石油开发史上的重大突破。注水是实现人工补充能量最直接、最现实、最经济的方式,注水井也就随之诞生。注水的作用很大也很多,包括补充地层能量、保持油层压力、提高驱油效率、稳定油井生产能力等。
注水时机:油田在投产的不同阶段进行注水,分为早期注水、中期注水和晚期注水。在油田投产的同时进行注水,或者在油层压力下降到饱和压力之前就及时进行注水,称为早期注水。当油层压力下降到饱和压力以后进行注水,称为中期注水。天然能量枯竭以后进行注水称为晚期注水。
所谓注水就是将具有合格水质的水通过高压注水泵加压后,经由注水井注入油层,在整个油层内通过人工方式建立起水压驱动方式,以恢复和保持油层压力的一整套工艺措施。
对于具体油田来说,选择的开发方式既要能合理地利用天然能量,又要能有效地保持油藏能量,确保油田具有较高的采油速度和较长的稳定时间。
为此,必须进行区域性的调查研究,了解整个地层水压系统的地质、水文地质特征和油藏本身的地质物理特征,即必须了解油田有无边水、底水,有无水源供给区,中间是否有断层遮挡和岩性变异现象,油藏有无气顶及气顶的大小等。做完区域调查后,就要根据调查结果确定从哪个方向向地层注水,这涉及注水井位置、数量、对应关系的合理分布。按采油井与注水井的分布方式,可将注水方式分为边外注水、边缘注水、边内注水三种。
边内注水又细分为切割注水和面积注水。所谓切割注水是利用注水井将油藏切割成若干个区块,每个区块看成一个独立的开发单元,分区进行开发。面积注水是将注水井按一定的几何形状和密度均匀布置在整个开发区进行注水,面积注水有五点法、七点法、反七点法、九点法、反九点法等多种方式。