分层注水使每个油层的吸水量更加科学合理。那么每个油层的注水量是根据什么配置的呢?
在分层注水井中,可以利用分层配水管柱选用不同直径的水嘴,实现分层定量注水,这种工艺技术叫作分层配注。分层配注是为了解决层间矛盾,把注入水合理地分配到各层段,以保持地层压力。对渗透性好、吸水能力强的油层要控制注水量,对渗透性差、吸水能力弱的油层要加强注水,使不同渗透性的地层都能发挥注水的作用,实现油田长期高产稳产,提高最终原油采收率的目的。
在油田注水开发过程中,如果油层厚度大、射开层位多、非均质性严重,往往就会发生注入水沿高渗透层指进的现象,也就是注入水像手指状向前突进,造成油井过早见水,使注水波及体积减小、水驱油效果变差,尤其是非均质性突出的稠油油藏,注入水指进现象更严重。为避免注入水沿高渗透层指进导致油井过早水淹,要根据注水井各地层吸水情况进行分层配注,以确保注入水在各层段均匀推进。
对一个完整封闭的油层,注水量的配置需要进行系统研究、试验分析和计算。知道了油层的厚度和面积,再用仪器测出从油层取出的含油岩石的孔隙度就能计算出整个油层的孔隙体积,这个体积就是要用水去驱替原油的总体积。在油田开发实践中,注入水并不能全部留在油层中并把油气全部驱替出来,而是在注水一段时间后,注入水中的一部分就随着石油一起被采出来。且随着注水时间延长,采出水量逐渐增加,直到油井完全出水时,油层中仍然有相当数量的油气没有被驱替出来。因此,注入水的总量需按油层的总孔隙体积的几倍来进行预测。根据理论计算和现场经验,一般是在测算了油层产出水能充分利用的基础上,再按总孔隙体积的1.5~1.7倍准备水源。
在注水过程中,为保持油层压力和驱替效果,一般情况下一个油层的日注入水量与日采出液量保持1∶1的关系,也就是油田所说的“注采平衡”。
至于每口注水井应注多少水,由于注水井数与油井数的比例不同,油层各部位的注水井控制的油层情况也不相同,因此,分配到每口注水井上的日注水量也是有差异的,可能是1∶1,也可能是1∶2或1∶3等。但对一个油层、一个油藏乃至一个油田,其注水总量与采出液总量一般都控制在1∶1的水平上,这种做法油田上称为“注采平衡”。
为满足油田不同开发阶段的技术需要,解决油田开发的层间矛盾,实现高效有效注水,经过不断研究和技术创新,配水工艺从笼统注水发展到分层注水,从起下管柱调整注水井的水嘴发展到用钢丝绳投捞来调整水嘴,再发展到用电缆控制测调仪来实现地面直读测调,资料录取从单参数发展到多参数、从卡片划线发展到电子存储、地面直读。
分层注水工艺从固定式分层注水、活动式分层注水、常规偏心分层注水发展到同心集成分层注水、桥式偏心分层注水;配套测调技术从钢丝投捞发展到钢管电缆直读测调。“桥式偏心+钢管电缆直读测调”因其在测试调配方面的优势,已经成为中国油田注水井的主体分注技术。
随着水驱油田进入高含水开发后期,井筒、油藏条件更加复杂化,同时对井下分层参数监测和高效测调的需求不断提高。分层注水工艺技术的发展要满足不同类型注水井的分注需求,如水平井、大斜度井、深井、高温高压井等。注水井防砂、低配注量分层流量测试、深井/高温高压井分层注水、大斜度井分层注水、分层注水实时监测与控制等技术的研究不断发展,引领分层注水向自动化、智能化、一体化方向发展。