CN103132959A - 应用于石油领域的油田注水系统及其注水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于石油领域的油田注水系统，主要由与注水站相连的注水干线、以及与注水干线相连的注水井构成，还包括与注水干线相连的注水支线。本发明还公开了一种基于上述油田注水系统的注水方法。本发明是由节点单元(包括注水站、配水间、注水井及管线交汇点)和管道单元(包括注水干线、注水支线)组成的大规模复杂流体网络系统，能实现向地下注水的目的。

Description

应用于石油领域的油田注水系统及其注水方法

技术领域

本发明涉及一种应用于石油领域的油田注水系统及其注水方法。

背景技术

注水是油田开发中普遍采用的一种行之有效的保持地层压力，提高采油速度和采收率的重要措施。当油藏经一次采方法开采到经济极限产量之后，或者为了实现高速采油而在一次采油的某一段，就需要适时地向油层人工注入驱替介质以补充能量。

注水效率一直是油田效益分析中普遍关注的问题之一。我国采用注水方法开发油田经过几十年的经验实践，已形成了较完整的技术系列和配套技术。油田注水规模庞大，注水系统耗电量巨大，是油田中的耗能大户。国内各大油田的注水系统普遍存在效率低、能耗高、能源浪费严重的问题。据统计，注水耗电占油田总用电的33％～56％，而无效注水能耗在有的油田甚至超过50％。目前，国内大多数油田已经进入中高含水期开发，每天要向地下注入大量的水，消耗大量的电能，成为造成油田电力紧张的主要原因之一。随着油田进入高含水开发期，注水量大幅度增加，注水耗电亦大幅度上升，能源浪费更加严重。

对于任何陆上油田来说，在油田开发之前储层中的石油、天然气和地层水都处在高温、高压且相对静止的状态。而在油田投入开发之后，随着储层中的石油和天然气的不断开采，井底压力必然会不断的下降，同时储层压力势必会随着开发时间的增加而不断下降。

一个油田可以只利用油层的天然能量进行开发，也可以用保持压力的方法进行开发。而深埋在地下的油层具有一定的天然能量和压力，开发过程中油层压力和天然能量就驱使油流流向井底，经过井筒被举到地面。地下原油在流动和举升过程中要受到油层的细小孔隙和井筒内液柱重量以及井壁摩擦等阻力，如果仅靠天然能量采油，采油的过程就是油层压力和产油量都逐渐下降的过程。当油层压力大于这些阻力时，油井就能实现自喷开采；当油层压力只能克服孔隙阻力而克服不了井筒液柱重力和井壁摩擦力，就要靠抽油方法来进行开采；如果油层压力下降到不能克服油层孔隙阻力时，油井能量也就枯竭了。油层能量的枯竭导致该油层剩余油无法开采出来，从而影响油层的采收率，因而必须采取措施对油层能量加以补充。

在其它条件相同的情况下，当采用保持压力的方法时，开发的构成过程将进行的比较强烈，并且有时可能采出更多的油储量。而在大多数情况下是想要多采出储量，就必须要加快开发速度，付出更多的资源和能量。当油藏经一次采方法开采到经济极限产量之后，或者为了实现高速采油而在一次采油的某一段，需要适时地向油层人工注入驱替介质以补充能量。由此产生了一个问题：采用什么方法来保持地层压力。目前油田常用的有两种：注水和注气。国内外有许多油田都采用向油层注水的方法，来保持地层压力，以提高油井采收率。油田注水是一项复杂的统工程，它是以注入水的水质处理和水质稳定为手段，以保护油层为基础，利用注水设备把质量合乎要求的水从注水井注入油层，达到保持油层压力，将地层油驱替到生产井，增加原油的采收率，实现油田稳产增产的目的。向油层注水不仅能增加原油采收率，提高开发速度，而且还可以延长油井的自喷采油期，也是降低原油成本的重要途径。

一方面水的来源易于解决，同时把水注入油层相对来说是比较便宜的。另一方面从一个油层中用水驱油，在所有介质中水是最为理想的。当然还应看到注水井中的水柱本身具有一定的水压，水在油层中具有的扩展能力使油层保持较高的压力水平。这样油井的生产能力旺盛，就有充足的自喷期，能以较高的采油速度采出较高的地下储量，保持油井压力始终处于饱和压力以上就会使地下原油中溶解的天然气不会大量脱出，使地下原油性质不变，保持良好的流动条件，从而有利于提高油田的原油采收率。

向油层中注水除了可使油田成为水压驱动，从而提高原油采收率以外，还可以提高油田的开发速度。当油田含油面积很大时，由于外排井的遮挡作用，一般边水影响到的范围是2～3排井。因此，油田内部井排的地层压力将逐渐减少，在保持井底压力一定时，井的产量就减小，油田开发速度就低。为了得到较高的采油速度，必须在油藏腰部、中心和边部进行注水。

我国大部分油田都已进入高含水期，年注水量在10亿方以上，原油平均含水率已高达85％左右。注水是我国油田开发的一种十分重要的开采方式，注水的目的是发挥注水驱替和补充地层能量的双重作用，促使油井产出更多的原油。在油田开发的中后期，注水是油田增产稳产，维持正常生产的前提。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种应用于石油领域的油田注水系统，该应用于石油领域的油田注水系统是由节点单元(包括注水站、配水间、注水井及管线交汇点)和管道单元(包括注水干线、注水支线)组成的大规模复杂流体网络系统，能实现向地下注水的目的。

本发明还提供了一种基于上述油田注水系统的注水方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：应用于石油领域的油田注水系统，主要由与注水站相连的注水干线、以及与注水干线相连的注水井构成，还包括与注水干线相连的注水支线。

所述注水支线连接有注水井。

所述注水支线与注水井之间设置有多井式配水间。

所述注水支线与注水井之间设置有单井式配水间。

基于上述油田注水系统的注水方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)来自水源的水进入注水站，并处理后达到注入水质标准；

(b)达到注入水质标准的水通过注水站后，进入注水干线；

(c)最终，由注水干线进入注水井，供终端使用。

所述来自水源的水包括地面水、地下水、海水、含油污水。

所述注水站担负注水量短时存储、计量、升压、注水一次分配和水质监控任务。

所述水进入注水干线以后，分流一部分进入注水支线，然后通过配水间进行计量、调节、控制后，再进入注水井，供终端使用。

所述配水间包括多井式配水间和单井式配水间。

综上所述，本发明的有益效果是：是由节点单元(包括注水站、配水间、注水井及管线交汇点)和管道单元(包括注水干线、注水支线)组成的大规模复杂流体网络系统，能实现向地下注水的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

本发明涉及的应用于石油领域的油田注水系统如图1所示，主要由与注水站相连的注水干线、以及与注水干线相连的注水井构成，还包括与注水干线相连的注水支线。

所述注水支线连接有注水井。

所述注水支线与注水井之间设置有多井式配水间。

所述注水支线与注水井之间设置有单井式配水间。

本发明的工作原理为：本发明包括水源、注水站、配水间、注水井、注水管网等工程内容。水源有地面水(包括江河、湖泊、水库)、地下水(水源井取水)、海水、含油污水等，需经不同程度、不同工艺的处理，使之达到注入水质标准。进行水处理可单设水处理站，亦可与注水站联合设置合一水站，小型注水站常与独立的小水源联合设站。注水站是注水系统的核心部分，其作用是担负注水量短时存储、计量、升压、注水一次分配和水质监控等任务。配水间的工作是对注水站来水进行计量、调节、控制；在进行水井增注、封堵、解堵或其它注水措施时，利用泵站来的高压水，从配水间挤入注水井。注水井口是注水系统地面工程的末端，是实现向地下注水的地面装置。

基于上述油田注水系统的注水方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)来自水源的水进入注水站，并处理后达到注入水质标准；

(b)达到注入水质标准的水通过注水站后，进入注水干线；

(c)最终，由注水干线进入注水井，供终端使用。

所述来自水源的水包括地面水、地下水、海水、含油污水。

所述注水站担负注水量短时存储、计量、升压、注水一次分配和水质监控任务。

所述水进入注水干线以后，分流一部分进入注水支线，然后通过配水间进行计量、调节、控制后，再进入注水井，供终端使用。

所述配水间包括多井式配水间和单井式配水间。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.应用于石油领域的油田注水系统，其特征在于，主要由与注水站相连的注水干线、以及与注水干线相连的注水井构成，还包括与注水干线相连的注水支线。

2.根据权利要求1所述的应用于石油领域的油田注水系统，其特征在于，所述注水支线连接有注水井。

3.根据权利要求2所述的应用于石油领域的油田注水系统，其特征在于，所述注水支线与注水井之间设置有多井式配水间。

4.根据权利要求2所述的应用于石油领域的油田注水系统，其特征在于，所述注水支线与注水井之间设置有单井式配水间。

5.基于上述油田注水系统的注水方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)来自水源的水进入注水站，并处理后达到注入水质标准；

(b)达到注入水质标准的水通过注水站后，进入注水干线；

(c)最终，由注水干线进入注水井，供终端使用。

6.根据权利要求5所述的应用于石油领域的注水方法，其特征在于，所述来自水源的水包括地面水、地下水、海水、含油污水。

7.根据权利要求5所述的应用于石油领域的注水方法，其特征在于，所述注水站担负注水量短时存储、计量、升压、注水一次分配和水质监控任务。

8.根据权利要求5所述的应用于石油领域的注水方法，其特征在于，所述水进入注水干线以后，分流一部分进入注水支线，然后通过配水间进行计量、调节、控制后，再进入注水井，供终端使用。

9.根据权利要求8所述的应用于石油领域的注水方法，其特征在于，所述配水间包括多井式配水间和单井式配水间。