CN1197152A - 一种注水驱油方法 - Google Patents

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刘杰
卫尔营
刘斌
孙长忠
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Abstract

一种注水驱油方法,用于油田采油的过程中,是用原有的高压注水设备改变注水方式,采用高压脉冲式注水和在注水井底端加装超声波发生器产生超声波,由于本方法是用高压水作为压力波动的传输介质,使压力波直接在水－油连续介质中传播,引起多孔含油岩层中油的振荡,降低其粘度和附着力,可大幅度提高采油效率,本发明的高压脉冲式注水方法也可用于洗井工序中。

Description

一种注水驱油方法
本发明属于油田采油方法，特别涉及一种注水驱油方法。
现有的油田采油方法，在油田开发初期原油所受的驱动力(如岩层的弹性力，气顶区气体的压力以及溶解气的驱动力等)较大，油井可以实现自喷，随着原油不断地被采出，压力会不断地降低，当原油所受的驱动力不能克服孔隙阻力时，就要靠抽油的方法采油。为了保持或提高油层的压力，除了采油井外，还要钻有一批注水井，专门用于从地面向油层注入高压水，以补充采油过程中不断消耗的天然能量，但所注高压水的压力比较稳定，用高压多段离心泵注水时压力波动非常小，用柱塞泵注水时压力波动稍大一些，但仍小于±0.5MPa。为了提高采油效率，近年来又采用大功率激振器，装于油田地表，进行激振，将振动传入地下，可以降低油的粘度，减少其附着力，提高其流动性，增强多孔含油岩层中油的渗透能力，从而提高采油效率。但这种方法由于振源距油层较远，振动衰减很大，即使采用大功率激振器，对于深层油层，所受到的振动力也很微弱，效果并不明显。
本发明的目的在于提供一种能够把振动力直接传到深层油层，从而提高采油效果的驱油方法。
本发明的主要内容包括高压脉冲式注水和在注水井底端装超声波发生器产生超声波两部分。
实现上述方法是利用原有注水设备而改变原注水方式。原来的注水设备采用多段式多级离心泵或柱塞泵。本发明是用变频调速器在一定频率范围内反复改变离心泵或柱塞泵的转速，从而产生高压水脉冲，或采用电动阀门通过其连续启闭操作产生高压水脉冲。以上两种方法可以使压力波动幅度达13.76MPa---36.56MPa。由于油田地质结构不同，油层深度不同，水---油----岩层所构成的系统的固有振动频率也不同，注水时高压脉冲的频率也有所不同，一般在0.05HZ---6HZ，其最佳值与水---油---岩层所构成系统的固有频率相等。为了达到最佳效果，本发明通过计算机对变频调速器或电动阀门进行控制来实现对高压水脉冲频率的连续调节，当高压水脉冲频率和水---油---岩层所构成的系统的固有频率相等时，则引起共振，从而产生更强烈的振荡效果，提高采油效率。本发明的另一部分内容是在注水井底端加装超声波发生器，以便直接在水油介质中产生超声波。装超声波发生器可以在全部注水井底端安装，也可以在部分注水井底端安装，而有时也可以不装。其是否安装，安装多少超声波发生器需视注水井下岩层情况而定。超声波发生器主要用于岩层致密，水渗透阻力过大，注水量不能满足要求的情况下。超声波可产生上百个大气压的声压，加速度可达重力加速度的几十万倍，具有强烈的渗透作用。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的描述。
图1为采用计算机---变频调速器控制注水的方框图。
图2为采用计算机---电动阀门控制注水的方框图。
实施例1，如图1所示，采用计算机变频调速器对高压水泵进行调速，以便产生高压水脉冲。一般所选变频调速器的驱动功率应大于高压水泵的额定功率(约1.5倍)。本例高压水泵功率为75KW，变频调速器功率为100KW，高压水脉冲的幅度和频率由计算机编程进行控制。计算机可以是单片机应用系统或工业控制机。本例采用MCS--51单片机应用系统。控制方式可以是开环的，也可以是闭环的。一般来说开环控制即可满足要求。首先编写控制程序，要求控制程序能使高压水泵的转速发生周期性变化，变化的频率按步长0.02HZ进行调节，将编好的程序固化在单片机的程序存贮器中，然后按图1将变频调速器和单片机系统与注水系统相连接。接好以后，先按步长0.5HZ进行扫描，每增加0.5HZ，检查一次采油效率，在效果较好的频率附近再按步长0.02HZ进行扫描，寻找最优脉冲频率，找到最优点后，即可按此频率连续生产。
实施例2
如图2所示，采用计算机---电动阀门控制高压水泵产生高压水脉冲。电动阀门的驱动机构是步进电机，通过计算机控制步进电机执行开闭电动阀门的操作，而高压水泵则在额定转速下运行。计算机采用MCS--51单片机应用系统。首先编写控制程序，程序要求能使电动阀门连续进行开闭操作，开闭操作的频率按步长0.02HZ连续可调，将编好的程序固化在程序存贮器中，然后按图2把单片机---电动阀门系统连接到注水系统中。接好以后，先按步长0.5HZ进行扫描，每增加0.5HZ，检查一次采油效率，在效果较好的频率附近再按0.02HZ进行扫描，寻找最优脉冲频率，找到最佳频率后，即可按此频率连续生产。
本发明的高压脉冲注水方法还可以用于注水井的洗井工序中，采用高压脉冲水洗井，可大大缩短反冲洗的时间，提高反冲洗的效果。用于洗井工序中的高压脉冲水的产生方法与注水工序相同。
本发明的方法用高压水作为压力波动的传输介质，使压力波直接在水---油连续介质中传播，从而引起多孔含油岩层中油的振荡，降低其粘度和附着力，增强渗透力，提高其流动性。因而可以大幅度提高采油效率并提高最终采收率。

Claims (4)

1、一种含有高压注水的注水驱油方法，其特征在于其注水方式为高压脉冲式注水和在注水井底端安装超声波发生器，高压脉冲注水频率一般在0.05HZ-6HZ。
2、如权利要求1所述的注水驱油方法，其特征在于高压脉冲注水频率的最佳值与注水井下水--油--岩层所构成的系统的固有频率相等。
3、如权利要求1、2所述的注水驱油方法，其特征在于产生连续的高压水脉冲：
a、是采用计算机---变频调速器控制高压水泵实现的，要求变频调速器的驱动功率大于高压水泵的额定功率；
b、是采用计算机---电动阀门控制高压水泵实现的。
4、如权利要求1所述的注水驱油方法，其特征在于所说的在注水井底端安装超声波发生器：
a、在全部注水井底端安装；
b、在部分注水井底端安装；
c、不安装；其是否安装，安装多少需视注水井下岩层情况而定。
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