注水

對於任何陸上油田來説，在油田開發之前，儲層中的石油、天然氣和地層水都處在高温、高壓且相對靜止的狀態，而在油田投入開發之後，隨着儲層中的石油和天然氣的不斷開採，井底壓力必然會不斷的下降，同時儲層壓力勢必會隨着開發時間的增加而不斷下降。 ^[2]  為了提高原油採收率，採取注入水的方式向油層補充能量，是保持壓力開採較為成熟的方法。因此，油田注水已成為當前採油生產中最重要的工作之一。隨着油田的開發，油田含水不斷增加，產液量也與日俱增，油田的注水系統在增產、穩產中的作用也越來越突出。 ^[3] 

油田注水是一項非常複雜的系統工程，它是以注入水的水質處理和水質穩定為手段，以保護油層為基礎，同時以達到保持油層壓力、實現油田穩產增產為目的的油田系統工程之一。 ^[2] 

因各油田的條件與要求不同，應用不同類型的注水流程。下面介紹兩種常用的注水系統流程。 ^[3] 

水源來水進注水站，經計量、過濾、緩衝、沉降後，用注水泵升壓、計量後，由出站高壓閥組分配到注水管網，經多井配水間控制、調節、計量，最終輸至注水井注入油層。 ^[3] 

該流程的特點是：系統靈活，便於對注水井網調整，各井之間干擾小；易於與油氣計量站聯合設置，便於集中供熱、通信和管理:有利於集中控制。這種類型的流程適應性強，採用面積注水井開發的油田基本均可採用。 ^[3] 

水源來水經注水站升壓後，由高壓閥組分配給單井配水間連接的單幹管，經幹管到單井配水間，在配水間經控制、計量後輸送到注水井注入油層。 ^[3] 

該流程的特點是：每井一座配水間，管理分散；但注水支管短，且總的數量較少，有利於分層測試，總的投資也能節省。這種流程適於井數多、採用行列式布井、注水量較大、面積較大的油田。 ^[3] 

注水壓力（指注水井口壓力）的高低，是決定油田合理開發和地面管線及設備的重要參數。

油田注水可分為早期注水與二次採油注水兩種。早期注水的目的是為了保持油層內的壓力，達到穩產的目的。其注水壓力為：從泵出口到幹線的流動阻力，地面注水管道阻力，配水間阻力的流動損失，井管阻力，注射損失和油藏壓力之和。

二次注水是為了地層壓力不再自噴之後，以注水方法將油層中的油置換出來，達到驅油的目的。此時的注水壓力為：從泵出口到幹線的流動阻力，地面注水管道阻力，配水間的流動損失，井管阻力，注射損失和油水混合物在多孔介質中的流阻以及油藏剩餘壓力之和。在實踐中前期注水和二次注水很難截然分開。但無論是那種注水工藝，除了和地質條件、油品物性有關之外，其餘都和地面流程與裝備有關。 ^[3] 

注水壓力必須來源於可靠的資料，一般根據以下兒點考慮：

（1）新開發油田缺少地質資料時，應開闢注水試驗區，選取不同油層、不同區域、特別是在滲透率及原油粘度變化大的區塊，應分層試注，分別取每一層段的注水壓力、注水量等原始資料。

（2）參照相似或相近油田的注入壓力，對比油層特點和原油特性、油層深度等資料，選取相似或相近性質的油田的注入壓力，作為新區開發的初定注水壓力。

（3）上述資料缺乏時，一般可採用注水井井口壓力等於1.0~1.3倍原始油層壓力，以滿足高壓注水的需要，分層注水井井口壓力還應加配水器的水頭損失。

（4）注水泵泵壓，是指泵的工作壓力，該壓力應不小於注水井注入壓力與注水系統地面損失壓力氣之和。 ^[3] 

油藏所處部位的注水井與生產井之間的排列關係。一個油田注水方式的選擇是根據國內外油田的開發經驗與本油田的具體特點來決定的。不同油層性質和構造條件是確定注水方式的主要地質因素。目前國內外油田應用的注水方式，歸納起來主要有三類：邊緣注水、 切割注水、 面積注水。 ^[4] 

將注水井布在油水邊界附近注水。適用於邊水比較活躍的中小型油田，其構造比較完整，油層穩定，外部和內部連通性好，油層的流動係數較高，特別是鑽注水井的邊部地區要有較好的吸水能力，以保證壓力有效地傳播，使油田內部受到良好的注水效果。

這種注水方式的優點是，水、油界面比較完整，逐步向油藏內部推進，因此控制比較容易，油井收效較快，無水採收率和低含水採收率較高，最終採收率也高。其缺點是，遠離注水井排的生產井往往得不到注入水的能量補充，易形成低壓帶，變成彈性驅或溶解氣驅等消耗方式採油。按注水井的位置邊緣注水又分為緣外(邊外)注水，緣上(邊緣)注水和緣內注水。緣外注水是將注水井布在油水邊界以外一定距離，向邊水區注水。它要求含水區與含油區之間滲透率較高，不存在低滲透帶或斷層或稠油帶。其缺點是油井收效較慢，注入水外流損失較大。緣上注水是將注水井布在含油外緣上，或在含油外緣內過渡帶上注水。該注水方式可能引起少量原油外逸到含水區。緣內注水是將注水井佈置在含油邊界以內，向油層中注水。 ^[4] 

將注水井和油井按一定的幾何形狀和密度均勻地佈置在整個開發區上進行注水和採油的系統，實質上它是把油層分割成許多更小的單元，每口生產井在幾個方向上受注水井的影響。一口注水井同時影響幾口生產井，這種注水方式的採油速度較高，生產井容易收到注水效果，對複雜油層的適應性強。對分佈不規則、延伸性差及呈透鏡狀分佈的油藏；滲透性差、流動係數低的油藏; 以及面積大、構造不夠完整、斷層分佈複雜的油藏均可採用面積注水。同時，也便於油田後期的強化開採。根據油井和水井相互位置及構成的井網形狀可以分為：四點、五點、七點、九點等面積注水。當生產井換成注水井時又形成反五點、反九點等注水方式。此外，面積注水還有斜五點、斜七點、正對式與交錯式排狀注水等。油田開發後期國內所有油田幾乎都會採用面積方式，以確保油田生產水平緩慢下降。 ^[4] 

利用注水井排將油藏切割成若干區 (或塊)，每個區為一個獨立的開發單元進行注水開發。注水井和生產井成行排列，兩排注水井之間佈置3或5排生產井。這種注水方式一般適用於油層分佈穩定，連通性好，形態規則的大油藏，其優點是： 可根據地質特徵來選擇切割井排的最佳方向及切割區的寬度；便於修改所採用的注水方式，可優先開採高產地帶；當油層滲透率具有方向性時，只要明確其變化的主要方向，適當控制水流方向，即可獲得好的開發效果。其缺點是：不能很好適應油層的非均質性；注水井間干擾大；由於注水井成排排列，在注水井排兩邊的開發區，會因地質條件和需要的壓力不同，而出現區間不平衡，加劇平面矛盾； 由於生產井排受注水井的影響不同，導致開採不均衡。切割注水時兩個注水井排間的距離稱切割距。應根據地質條件確定允許最佳的切割距，對不同切割距的開發指標和經濟效果進行綜合對比，才能確定合理的切割距離。此注水方式的生產井排間的距離稱排距。井排內井與井之間的距離為井距。井、排距的選擇主要考慮油藏的流度和油層在平面上分佈的穩定性，並結合水動力學分析，經濟分析和穩產預測綜合確定。井排距的大小決定着井的數量，對採油速度和經濟效果有較大影響，特別對控制儲量作用更大。 ^[4] 

不同的行業，不同的應用領域，對所用水源水質有相應的要求。油田注水的目的是通過一系列注水管網、注水設備及注水井將水注入進層，使地層保持能量，提高採油速度和原油採收率。因此，油田注水的水質要求有其特殊性，在水質指標方面，與其他行業的側重點不同。根據油田注水的特殊用途，對油田注水水質的要求或油田注水水質處理應達到的指標主要包括以下三個方面。

1、注入性

油田注入水的注入性是指注入注入進層（儲層）的難易程度。在儲層物性（如滲透率、孔隙結構等）相同的條件下，懸浮固體含量低、固相顆粒粒徑小、含油量低、膠體含量少的注入水易注入地層，其注入性好。

2、腐蝕性

在油田注水的實施過程中，在地面，涉及到注水設備（如注水泵），注水裝置（如沉降罐、過濾罐等），注水管網；在地下，涉及到注水井油套管等，這些設備、管網、裝置等大多是金屬材質。因此，注入水的腐蝕性不僅會影響注水開發的正常運行，而且還會影響油田注水開發的生產成本。

影響注入水腐蝕性的主要因素有：PH值、含鹽量、溶解氧、二氧化碳、硫化氫、細菌和水温。

3、配伍性

油田注入水注入地層（儲層）後，如果作用結果不影響注水效果或不使儲層的物理性質如滲透率變差，則稱油田注入水與儲層的配伍性好，否則，油田注入水與儲層的配伍性差。

油田注入水與儲層的配伍性，主要表現為結垢和礦物敏感性兩個方面，它們都會造成儲層傷害，影響注水量、原油產量及原油採收率。