塔里木盆地哈得油田采用双台阶水平井开发,但油层物性相差较大,导致在注水开发过程中,油水分布、油层运动规律非常复杂,分层注水能有效调整油藏在纵向剖面上的差异,缓解层间矛盾,保证油田稳产高产。超深双台阶水平井集成式同心分注工艺技术就是在这种情况下开展研究,该技术应用封隔器实现层间封隔,分层流量及分层压力分别实现了同步测试,消除了层间干扰,测调效率比传统偏心式分注技术提高1倍以上,可以满足油层挖潜的需要,同时可以缩短测试周期,更好地满足地质部门对油层动态监控,及时根据驱动情况变化作出调整,减少无效注水循环,对油田高效、节能开发具有重要意义。为此,以哈得油田超深双台阶水平井为研究对象,在国内外注水工艺技术现状调研的基础上,根据现有分层注水工艺技术的特点、结合相关油藏特点,研发了超深双台阶水平井集成式同心分注工艺技术及其配套工具,并对注水时分层注水管柱的受力变化进行了研究,为管柱的设计提供理论依据。通过WELLCAT软件力学分析,优化设计了分层注水工艺管柱结构;同时对如何提高分层注水管柱的密封分层可靠性及坐封安全性技术进行了研究,研制成功了封隔器及管柱的验封技术;并且通过对同心集成注水工具的分析,应用数值模拟等方法对同心集成水嘴的结构特性及流场特性进行了研究,解决了同心水嘴应用标准水嘴模版的问题。通过对所设计的管柱及工具在理论研究的基础上在哈得油田进行了现场试验应用,取得了成功。整个研究按着调研、设计、论证、实施、现场实验的路线进行研究,研究完成后有力地提升了分层注水工艺的理论水平,能在一定程度上提高油田分层注水层段合格率和注水开发效果,对提高多层系油藏的水驱采收率发挥重要作用。