摘要：当前采油工程中所利用的分层注水工艺是通过有目的注水，完成以水形成驱动的石油开发，提高油井的产量。为此，文章首先阐述分层注水工艺的概念，然后具体分析当前采油工程中的分层注水工艺，并提出一些工艺的实际应用，帮助相关企业完成对分层注水工艺的有效应用，不断提高油井的产能，提高采收率。
关键词：石油工程；分层注水；工艺应用
0引言
在油井的开采过程中，如果缺少驱油能量作为补充，便会在采油过程中使油层之间的压力不断降低，从而引发一系列的问题，例如：油量开采量小、地下原油性质变化、油气比例上升、原油抽动难度大、原油黏度增强等问题，最终会使较多的石油无法开采，变成死油。随着科学技术的发展，对注水工艺也进行了较大的优化和升级，可以通过分层注水工艺使底层的压力达到稳定，同时还能提高石油开采的质量和效率，对于石油开采企业而言还能降低开采的成本[1]。因此，积极了解分层注水的工艺，可以有效处理层间的矛盾并保证原油的高产，在当前资源紧张的时代，有着不可替代的作用。
1采油工程分层注水工艺概述
我国在进行石油的开采时，最常用的手段便是分层注水工艺，通过分层注水工艺的应用，在稳定地层能量和提高采收率方面都有着重要作用。我国有着国土辽阔的特点，在石油资源上也十分丰富，不过当前很多因素制约着石油的开采，所以在开采效率上并不能满足社会经济发展的需要。在石油供不应求的背景下，我国的石油供给主要还是依靠国外石油进口。为此，需要积极利用分层注水的工艺和技术，尽快提高原油开采的效率。分层注水是指在注水井中下入封隔器，把差异较大的油层分隔开，再用配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水得到加强，使各类油层都能发挥作用的一种注水方式[2]。一般在压力相同的情况下，利用混合注水的方式不能很好地提高采油效果，会出现一些层面进水量大和一些层面进水量少的问题，从而无法提高石油的开采效率。在这样的背景下，分层注水技术就得到了重视和研究，并且在不断地尝试应用中，逐渐形成了较多的工艺，当前主要有偏心投捞分注工艺、同心集成分注工艺和地面分注工艺。简单说是将封隔器安装在注水井的下端，通过对封隔器的利用将油层中差异较大的层面进行分离，同时利用配水器将水注入不同的油层中，并且能够将水的注入量进行严格控制，使低渗透率油层和中渗透率油层中的水量得到提高，这样就可以发挥出每个油层的作用，提高油井的开采能效。当前采油工程分层注水技术已经被各个油田所采用，且有着较高的实用价值，加强对分层注水工艺的发展，可以实现对分层注水工艺的良好应用，有利于提高原油的开采效果，满足国家发展的需要。
2采油工程分层注水工艺
随着信息时代的不断发展，在石油工程分层注水工艺上有着较好的完善，目前采油工程中的分层注水工艺主要有偏心投捞分注工艺、同心集成分层注水工艺和地面分层注水工艺等，需要对各种注水工艺进行全面有效的了解，以保证能够合理的应用注水工艺，满足石油开采的需要。为此，相关企业要结合实际的施工情况，采用不同的分层注水技术，以保证石油开采的效率。
2.1偏心投捞分注工艺
当前偏心投捞分注工艺大体可以分为两种，一种是扩张式封隔器，另一种是压缩式封隔器。在扩张式封隔器中，主要使用的封隔器型号为k344，封隔器的隔离效果是通过胶筒向外扩张实现封隔。封隔器胶筒在油压大于0.7MPa时便会进行膨胀，使两个注水层分离，注水层在分离后会通过堵塞器中的水嘴向其中注水，利用注水实现驱油的目的。需要注意的是，注水时要结合实际的工程情况，洗井过程中井内的压力需要保证平衡，在封隔器胶筒的收缩下，加上洗井液在井内的循环利用，不但降低了相关人员的工作量，也提高了洗井的工作效率。在压缩式封隔器中，主要的部件便是坐封，在具体的工程施工中，油层会利用封隔器实现分离，管柱也会利用水力卡瓦为支点进行解封工作，并通过堵塞器进行注水工作。在压缩式封隔器中，受到关键部位差异性的影响，一般可以分为下注水层和上注水层，而且上下注水层可以完成层间的循环，不仅可以提高注水量和注水效果，也可以满足相关企业进行高效石油开采的目的[3]。封隔器的坐封是偏心投捞分注工艺的关键，只有加强封隔器的坐封工作才可以更好地实现封层注水的目的。例如，在进行两级两段分注井的开采时，首先要保证分注管柱坐封完成后，将二级配水器内部的堵塞器捞出，同时对油管加压5～10MPa，而且每个点位都要稳定5min。在对油管完成打压工作后，需要将偏心压力机的回放数据捞出，在对油管进行再次加压时需要保证两层空嘴子，同时观察地面对套管的压力变化，得出第一级封隔器坐封效果的有效分析。在封隔器坐封后，要把压力计传压孔的上下部分进行有效封闭，从而感受到出液孔传来的套压和对应地层压力，并在偏心配水器的压力计中完成对坐封情况的分析和验证。在井口无明显压力变化的情况下，说明完成坐封工作，如果井口的套管压力值有变化，且会随着油管压力的变化而变化，就说明未完成坐封工作。
2.2同心集成分注工艺
在利用同心集成分注工艺时，其主要的结构组成为射流洗井器和套管保护封隔器，在提高分层注水工艺的应用价值时，同心集成分注工艺所使用的注水方式分别为分级注水和分级隔离的方式。在具体操作时，为了保证采油人员能更好地应用同心集成分注工艺，需要结合好工程中油井开采的条件和油层性质，同时对分注设备的组件选择上保证科学化和合理化，为后续的采油工程打下坚实的基础。在第一级封隔器的保护上采用套管保护，第二级的封隔器利用配水器和射流洗井器的组合，胶筒连接注水通道，第三级封隔器使用油层分离[4]。在进行石油开采时，要结合相关法律和工程施工的规范，完成管套的安装工作，同时需要结合具体的施工情况，此外，还要利用封隔器对射流洗井器进行适当的保护，降低安全风险的发生，在有效保护好封隔器的工作机构后，可以实现石油开采质量和效率的提高。例如，在利用同心集成分注工艺时，最上一级是可以选择直径为60mm的封隔器作为套管保护而存在，第二级可以适用55mm的配水封隔器中心管当作配水器的工作筒，需要留意的是封隔器胶筒上下侧和注水管道的距离保持在240mm，同时跟地层量筒的距离也要保证在240mm，而且中心管的下面要设置定位台阶，保证配水器可以投入在封隔器中心管的内座台阶上。在封隔器被释放时，需要将直径55mm和52mm的堵塞器投入井内，然后在油管内憋压，在封隔器坐封之后，要及时将配水器捞出，利用电子压力计进行验封，针对分层的水量还要利用涡街流量计进行有效的测量，当调配准确无误后，将水嘴装入配水器再与定位装置相连，最后投入井口中。
2.3地面分注工艺
当前在采油工程分层注水工艺中，地面分注工艺也十分重要，一般分为地面两段分注工艺流程和地面三段分注工艺流程。首先，地面两段分注工艺流程。其主要原理是将上、中、下三路水口组成配水器，将上面的通水孔洞跟油管进行连接，下面的通水孔洞跟注水管连接，中层的通水孔洞跟油套环空部位连接。两段注水主要利用上面三个通水孔洞的相互配合完成注水工作。在石油开采企业利用地面两段分注工艺时，注水控制工作还可以通过另一种方式进行，即可以在地面分水器的出水口处安装上恒定量配水器，这样可以实现注水的自动化，完成注水工作的自动控制。而且各层之间的注水量也可以通过井口的阀门实现有效的控制，这样的方式有着操作方便和工艺简单的特点，当前被中小型的石油开采企业所应用。其次，地面三段分注工艺流程。其工作原理是使用三套配水器完成工作，具体在不同的注水管上分别安装配水器的入口连接、注水管汇和配水器，然后将三个配水器的出口跟水井的三个水口连接。在水井下段通过空心杆注水、在水井的中段通过油管注水、在水井的上端用过套管注水，并且在利用地面的进口阀门实现对各个层的注水量进行控制，从而完成二级三段的分层注水效果。需要注意的是，分注技术的选择并不是一成不变的，各种注水技术都有着独特的用途，要结合实际产油量、油藏的地理分布情况、施工要求等选择科学的分注技术，从而不断提高石油的开采量，发挥出分层注水工艺的价值，满足石油开采企业的需要。
3采油工程注分层水工艺的应用措施
利用分层注水工艺可以有效提高油井的开采量，具体是提高对原油的驱动力，在降低原油的黏度后加快对原油的抽动速度，从而实现高效率增产的目的。不过在实际利用分层注水工艺时，还会受到一些因素的干扰，需要及时处理，稳定原油高产的工作效率。
3.1注水井出砂问题的解决措施
在应用分层注水工艺时，如果注水的压力过高、注水量过大，就容易在注水过程中水流冲入裂缝中，在水的高压下会冲刷下一部分泥沙，引起注水井出现出砂问题。严重的出砂会使岩层孔隙堵塞，不利于石油的开采，同时提高了石油开采的投入成本。油层出砂若不能及时处理，就会出现泥沙掩埋油层的问题，不仅会损坏套管，对于注水井而言也容易引发很多故障，必须要进行井下作业才可以恢复注水井的注水能力，在修井过程中也增加了石油开采的成本，对于生产时效也有一定的影响。为此，需要对注水井进行有效的设计和管理，提高对防砂技术的研究和应用，在不断降低水井出砂带给油田的影响后，满足高效开采的需要。首先，要用合理的注水压力完成注水工作，且在注水量上做好严格的控制，必须满足油田配注的需求。其次。要注重注水井的日常维护和保养，对注水的数据要做好记录和监测，以防注水井出砂。最后，对注水井的吸水能力进行分析，利用注水指示曲线进行研究，严格控制油压变化，降低因为水力冲击而导致的水井出砂。在注水井出砂后，要及时用清砂技术降低砂石的影响，恢复正常的注水工作。
3.2注水井结垢问题的解决措施
在应用分层注水工艺后，如果井下油层和注入水存在流体配伍性差的问题，会引起油层的结垢，在不能及时清理时，严重的结垢还会使油层孔隙堵塞，不利于提高油层的渗透率，降低水驱动能力影响石油开发。此外，注水井的结垢问题也可能受到油层中化学物质的影响，在长时间的积累下产生沉淀物质，形成结垢。在结垢产生后还会影响注水的流动，严重的结垢还会使套管变形，不能发挥出注水的作用。为此，需要及时分析注水井产生积垢的因素，并采用合理的方式降低注水井结构的影响。在结垢前需要优化注水的水质，保证注水满足相关的水质标准，保证水中悬浮物质的含油量控制在5mL/L以内，使注水满足石油开采的要求。如果水垢已经形成，需要分析内部化学成分，通过化学除垢剂的使用，对注水井的积垢进行处理，同时配合上洗井的方式，保证井筒的清洁度，满足油井对注水的配注需求。另外部分注水管线腐蚀而引起的结垢，需要在施工前做好相应的重视和控制[5]。3.3注水井套管损坏的处理措施在应用分层注水的工艺时，会出现套管损坏的问题。主要原因是受到注水井出砂和注水压力变化的影响，在出现套管损坏时要及时进行井下作业，利用修井技术完成对套管的修复。如果不能及时对破损套管进行修复，就会使注水从套管中泄漏到其他地层，从而可能引发地层坍塌、水井出砂等问题，给石油开采带来较大的安全隐患。
4结语
当前分层注水工艺的应用上，还存在一些问题不利于提高油井的开采，具体在注水井出砂问题、注水井结垢问题和注水井套管损坏问题上，需要相关负责人给予重视，以延长注水井的使用寿命，提高注水的效果。同时要注重注入水的水质问题，较高的水质可以减少很多问题的出现，既能够保证石油开采的效率，也能提高石油的开采效益。在对采油工程中的分层注水工艺进行详细了解后，可以有效结合实际开采情况合理应用分层注水工艺，同时在不断解决一些影响因素后，可以实现持续性的高产量目标。
作者：周铮 单位：中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司
