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中图分类号：S595 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0153-04
前言
陇东油田注水井分注目前基本采用偏心配水工艺，但随着井下油套管质量变差（结垢、腐蚀及涂层脱落日趋严重）、分注斜井增多、测试工具老化等诸多因素的影响，使分层配注合格率相对出现下降趋势，虽然近年来作了一些技术改进——采用可洗井封隔器、提高注水封隔器胶皮承压能力等，但老井、斜井在调配水量时遇卡、遇阻现象仍比较频繁，造成分注井检串井次逐年上升，部分井因分层注水量达不到地质配注要求，从而导致区块产量下降，因此积极研制、引进适合于陇东老油田、低渗透、大斜井的细分注水工艺技术是目前乃至今后一个时期急待解决的技术难题。
一、油田注水工艺技术现状
油田注水是开发过程中补充地层能量，提高采收率最经济、最有效的方法，陇东油田注水工艺，根据其井下管柱组合方式的不同，可分为：合注技术、分注技术两种。
1、合注技术
合注技术是为简化注水工艺、节约作业费用，注水层系单一，各小层吸水差异较小注水井的首选注水方式。
2、分注技术
随着油藏精细化管理水平地不断提高，为满足不同油藏、不同开发层系对能量的需求，采用偏心配水工艺分层注水补充地层能量。该技术是通过井下不同嘴径的水嘴控制分层注水量，水嘴装在可以投捞的堵塞器上，堵塞器座在配水器工作筒轴线的一侧，调配水量时通过配套的投捞工具，投捞任意一级堵塞器，根据地质配注量更换水嘴。偏心配水工艺不但可以通过投捞器调配分层注水，而且可进行封隔器验封、分层压力测试，是目前国内分注井主导工艺技术。，其管柱结构见图1。
二、偏心分注工艺上存在的一些问题
1、测试水量时仪器易遇卡遇阻
①分注管柱不清洁，致使投拔堵塞器时打投器抓不住。
②调试过程操作不当，造成测试钢丝拉断，测试工具遇卡。
③堵塞器与配水器配合间隙问题：由于堵塞器密封圈粗细不均，摩擦阻力加大，在井下投拔困难，出现遇卡、遇阻的机会就增多。
④偏心分注对斜井适应性变差：偏配分注基本是针对直井分注所设计的，一般要求井斜不超过15度，由于近年新增分注井均为斜井，且斜度均在20度以上，因此该工艺的适应、配套性变差。
2、井下流量调配资料与吸水剖面资料误差较大
①封隔器易失效，出现管外窜，②递减法计算井下流量其本身存在着系统误差。
③井口放空，破坏正常注水平衡，造成吸水剖面、流量调配资料在一定程度上存在差异。
3、分层水量配注合格率较低
①人为因素造成注水量达不到配注要求，
②油层物性差，导致分层配注合格率较低。
③地面、井下流量计存在的系统误差，造成地面计量、井下调试分层水量数据存在较大误差。
4、井下流量调配劳动强度较大
偏心管柱堵塞器安装在配水器一侧，投捞堵塞器时投捞器的导向爪必须先进入工作筒的螺旋面，打捞头才有可能抓住堵塞器的打捞头，若其对不准就有可能投拔不上堵塞器；且每投拔一次堵塞器，只能调配一个层位的水量，这样调配1口（2-3层）井大约需3-4天。
三、新型分注工艺在陇东油田的应用
2012年开始，在陇东油田先后引进了大庆油田同心集成式细分注水工艺、胜利油田空心分注工艺、江汉油田的加厚套管分注工艺及自行研制的地面双管检配工艺，通过28口分注井的下井试验，发现各分注工艺均有不同的优、缺点。
（一）、同心集成式细分注水工艺
1、工艺原理及主要工具参数
（1）、工艺原理：同心集成式细分注水管柱自上而下由负压射流洗井器、φ60mmY341-114不可洗井保护封隔器、φ55mm配水封隔器及死堵组成，其2层分注井管柱结构见图2。
该管柱中的配水封隔器胶筒上下分别有注水通道与注水层位连通，两注水通道的间距为243mm，中心管下部有定位台阶，正常注水时配水器芯子中分别装有直径不同的水嘴，投入到配水封隔器中心管内座在台阶上，两注水通道间有密封圈隔离，使高压注入水经过水嘴、配水封隔器的两个注水通道，最后注入到目的层。
（二）、空心配水分注技术
1、工艺原理
该工艺分悬挂式、锚定补偿式两种分注方式。
空心分注井下管柱自上而下由：由补偿器、水力锚、Y341系列封隔器、ZJK配水器、水力卡瓦、單流阀、筛管和母堵组成，但悬挂式空心分注管柱不下补偿器、水力卡瓦，其管柱结构见图3、图4。
（1）、工艺原理
根据分层求吸水参数，按地质配注量，预选合适嘴径的水嘴装入ZJK配水器，地面打压，在液压作用下水力锚、支撑卡瓦撑开，整个注水管柱被下端的支撑卡瓦和上部的水力锚支撑锚定，同时Y341封隔器同步完成座封和锁紧，ZJK配水器的活塞在液压作用下进入短轨道的上死点，坐封完毕后，油管卸压，此时，封隔器仍然保持密封状态，ZJK配水器的活塞在弹簧力的作用下沿轨道换向，活塞在注水压力作用下沿长轨道上移，打开注水通道，顺利实现注水。
（三）、地面双管检配分注技术
1、工艺原理
该分注管柱主要由水力压差不可洗井封隔器+注水开关+球座或支撑式封隔器+注水开关+球座两种方式组成，其分注示意图见图6。
四、新型分注工艺技术应用效果
（一）、新型分注工艺技术在陇东油田的应用效果
1、同心集成细分注水工艺
（1）现场试验情况
通过陇东油田同心分注工艺试验5口井，总体试验效果：井下管柱一次座封成功率75.0%（完井8次，成功座6次，其中华76-7封隔器未座封1次；某46-7射流洗井器洗井器漏水1次）；井下流量调配平均1口井起下测试仪器3.6次，占井时间5.4—6.9h（偏心分注起下测试仪器7.2次，占井时间1.6—2.6天）；分层配注合格率达到98.5%（除地层因素外）。 （2）、工艺技术优缺点
①、测试资料准确：测试是在同一工况下每支仪器对应一个层位，避免了递减法测试所带来的误差，而且测试数据能够井下储存、地面回放，不仅提高了测试速度，也提高了测试精度。
②、流量调配劳动强度小：使用大直径堵塞器，且位于配水器中间，1个堵塞器上安装2个层段的水嘴，每投捞1个堵塞器可以完成2个层段注水量的调配，减轻测试工人的劳动强度。
③、能满足细分层注水：由于使用封隔器与配水器一体化设计结构，使最小卡距缩小到1.2m，隔层厚度由2m下降到1m，可满足细分层注水的目的。
（3）、同心集成细分注水工艺在陇东油田推广需改进的方面
①洗井操作工艺复杂：负压射流洗井器洗井凡尔需要的最小开启压力6MPa，对于部分注水压力相对较低的分注井，如果保护封隔器失效时，就有可能无法进行洗井操作；同时每次洗井结束后都必需上试井车捞出洗井器芯后才能正常注水，无形中复杂了洗井工序、增加了工作量。
②所有测试仪器需重新配套
因该管柱所用测试、注水堵塞器中间设计的过水通道、测试仪器通道直径较小，因此目前偏心配水管柱所配套的电子流量计、井下压力计及同位素测试仪器均需重新配备，同时要配备相应的压力、流量及同位素仪器回放软件。
③正常注水时配水器与堵塞器密封性的验证问题
地面装配好后合适水嘴后，测试、注水堵塞均是从井口投入井筒中，靠其自重座入配水器筒体内，虽然在堵塞器上设计有四道密封圈，但其密封是否可靠确无法验证。
2、空心分注工艺
在陇东油田某152区、某78区已下井试验4口井，其中空心悬挂式试验2口：某20-4、某43-11；锚定补偿式试验2口：某77-4、剖32-05井，因井下流量计未到位，未进行分层流量、及吸水剖面测试验证，就目前其管柱效果如下：完井后一次座封成功率100%；ZJK配水器采用了轨道换向机构，座封后可直接注水，减少了投捞死芯子的作业工序。
管柱缺点：采用支撑卡瓦、水力锚易损伤套管内壁；每调配下层水量时，其以上的各级配水器芯子均需全部捞出，分层流量调配工作量大，且用递减法计算分层流量存在着系统误差；该管柱分层所用封隔器为可洗井式，其洗井后洗井通道关闭的严密性有待进一步验证。
3、地面双管检配分注工艺应用效果
通过现场应用20口井，总体效果：分层注水量均基本达到地质配注要求，减少井下流量调配次数，减少投捞器遇卡遇阻机率，同时大大提高了分注井调配成功率。
（1）、分注工藝优点
井下管柱结构简单，不需任何下井工具可进行分层水量调配；分层水量调控方便、直观、工作量小，易于管理；可关闭任意一个闸门进行验封；节省日常投捞测试及掉卡仪器造成的检串等费用。
（2）、分注工艺缺点
分注管柱无法满足日常的例行洗井；上部套管受高压水冲刷使用寿命待研究（表1）。
（二）、陇东油田细分注水工艺技术的发展方向
陇东油田随着开发时间的延续，油水流动界面、方向发生变化，因此油田开发就需要分层补充地层能量，但目前注水管柱老化；结垢、腐蚀井增多；分注井斜度逐渐加大，因此尽快引进新型分注工艺是当务之急。近一两年，通过同心分注、空心分注及地面双管检配分注工艺的现场试验，各工艺均有不同的优缺点和适应性，如同心分注--测试资料准确、流量调配劳动强度小、能满足细分层注水；洗井操作工艺复杂、所有测试仪器需重新配套、正常注水时配水器与堵塞器密封性有待验证。同心分注---采用轨道换向机构，减少了投捞死芯子业工序；支撑卡瓦、水力锚易损伤套管内壁；分层流量调配工作量大，且用递减法计算分层流量存在着系统误差；可洗井式封隔器其洗井通道严密性有待进一步验证。地面双管检配分注----管柱简单、水量调控工作量小、验封方便；无法进行日常洗井、上部套管受高压水冲刷使用寿命待研究。
发展方向与建议：1、对偏心分注调配多次遇阻的分注井，下地面双管检配分注管柱，提高分层注水的的性。
2、新投分注井，在改进空心分注投捞测试工艺、同心分注洗井技术，和引进两种分注工艺配套测试技术、设备的基础上，扩大现场应用范围，使其更适用于陇东油田的细分层注水。
3、调研、引进桥式偏心配水工艺、恒流量注水工艺，从而使陇东油田的分注工艺内容更加丰富，分注工艺适用性更强。
前言
陇东油田注水井分注目前基本采用偏心配水工艺，但随着井下油套管质量变差（结垢、腐蚀及涂层脱落日趋严重）、分注斜井增多、测试工具老化等诸多因素的影响，使分层配注合格率相对出现下降趋势，虽然近年来作了一些技术改进——采用可洗井封隔器、提高注水封隔器胶皮承压能力等，但老井、斜井在调配水量时遇卡、遇阻现象仍比较频繁，造成分注井检串井次逐年上升，部分井因分层注水量达不到地质配注要求，从而导致区块产量下降，因此积极研制、引进适合于陇东老油田、低渗透、大斜井的细分注水工艺技术是目前乃至今后一个时期急待解决的技术难题。
一、油田注水工艺技术现状
油田注水是开发过程中补充地层能量，提高采收率最经济、最有效的方法，陇东油田注水工艺，根据其井下管柱组合方式的不同，可分为：合注技术、分注技术两种。
1、合注技术
合注技术是为简化注水工艺、节约作业费用，注水层系单一，各小层吸水差异较小注水井的首选注水方式。
2、分注技术
随着油藏精细化管理水平地不断提高，为满足不同油藏、不同开发层系对能量的需求，采用偏心配水工艺分层注水补充地层能量。该技术是通过井下不同嘴径的水嘴控制分层注水量，水嘴装在可以投捞的堵塞器上，堵塞器座在配水器工作筒轴线的一侧，调配水量时通过配套的投捞工具，投捞任意一级堵塞器，根据地质配注量更换水嘴。偏心配水工艺不但可以通过投捞器调配分层注水，而且可进行封隔器验封、分层压力测试，是目前国内分注井主导工艺技术。，其管柱结构见图1。
二、偏心分注工艺上存在的一些问题
1、测试水量时仪器易遇卡遇阻
①分注管柱不清洁，致使投拔堵塞器时打投器抓不住。
②调试过程操作不当，造成测试钢丝拉断，测试工具遇卡。
③堵塞器与配水器配合间隙问题：由于堵塞器密封圈粗细不均，摩擦阻力加大，在井下投拔困难，出现遇卡、遇阻的机会就增多。
④偏心分注对斜井适应性变差：偏配分注基本是针对直井分注所设计的，一般要求井斜不超过15度，由于近年新增分注井均为斜井，且斜度均在20度以上，因此该工艺的适应、配套性变差。
2、井下流量调配资料与吸水剖面资料误差较大
①封隔器易失效，出现管外窜，②递减法计算井下流量其本身存在着系统误差。
③井口放空，破坏正常注水平衡，造成吸水剖面、流量调配资料在一定程度上存在差异。
3、分层水量配注合格率较低
①人为因素造成注水量达不到配注要求，
②油层物性差，导致分层配注合格率较低。
③地面、井下流量计存在的系统误差，造成地面计量、井下调试分层水量数据存在较大误差。
4、井下流量调配劳动强度较大
偏心管柱堵塞器安装在配水器一侧，投捞堵塞器时投捞器的导向爪必须先进入工作筒的螺旋面，打捞头才有可能抓住堵塞器的打捞头，若其对不准就有可能投拔不上堵塞器；且每投拔一次堵塞器，只能调配一个层位的水量，这样调配1口（2-3层）井大约需3-4天。
三、新型分注工艺在陇东油田的应用
2012年开始，在陇东油田先后引进了大庆油田同心集成式细分注水工艺、胜利油田空心分注工艺、江汉油田的加厚套管分注工艺及自行研制的地面双管检配工艺，通过28口分注井的下井试验，发现各分注工艺均有不同的优、缺点。
（一）、同心集成式细分注水工艺
1、工艺原理及主要工具参数
（1）、工艺原理：同心集成式细分注水管柱自上而下由负压射流洗井器、φ60mmY341-114不可洗井保护封隔器、φ55mm配水封隔器及死堵组成，其2层分注井管柱结构见图2。
该管柱中的配水封隔器胶筒上下分别有注水通道与注水层位连通，两注水通道的间距为243mm，中心管下部有定位台阶，正常注水时配水器芯子中分别装有直径不同的水嘴，投入到配水封隔器中心管内座在台阶上，两注水通道间有密封圈隔离，使高压注入水经过水嘴、配水封隔器的两个注水通道，最后注入到目的层。
（二）、空心配水分注技术
1、工艺原理
该工艺分悬挂式、锚定补偿式两种分注方式。
空心分注井下管柱自上而下由：由补偿器、水力锚、Y341系列封隔器、ZJK配水器、水力卡瓦、單流阀、筛管和母堵组成，但悬挂式空心分注管柱不下补偿器、水力卡瓦，其管柱结构见图3、图4。
（1）、工艺原理
根据分层求吸水参数，按地质配注量，预选合适嘴径的水嘴装入ZJK配水器，地面打压，在液压作用下水力锚、支撑卡瓦撑开，整个注水管柱被下端的支撑卡瓦和上部的水力锚支撑锚定，同时Y341封隔器同步完成座封和锁紧，ZJK配水器的活塞在液压作用下进入短轨道的上死点，坐封完毕后，油管卸压，此时，封隔器仍然保持密封状态，ZJK配水器的活塞在弹簧力的作用下沿轨道换向，活塞在注水压力作用下沿长轨道上移，打开注水通道，顺利实现注水。
（三）、地面双管检配分注技术
1、工艺原理
该分注管柱主要由水力压差不可洗井封隔器+注水开关+球座或支撑式封隔器+注水开关+球座两种方式组成，其分注示意图见图6。
四、新型分注工艺技术应用效果
（一）、新型分注工艺技术在陇东油田的应用效果
1、同心集成细分注水工艺
（1）现场试验情况
通过陇东油田同心分注工艺试验5口井，总体试验效果：井下管柱一次座封成功率75.0%（完井8次，成功座6次，其中华76-7封隔器未座封1次；某46-7射流洗井器洗井器漏水1次）；井下流量调配平均1口井起下测试仪器3.6次，占井时间5.4—6.9h（偏心分注起下测试仪器7.2次，占井时间1.6—2.6天）；分层配注合格率达到98.5%（除地层因素外）。 （2）、工艺技术优缺点
①、测试资料准确：测试是在同一工况下每支仪器对应一个层位，避免了递减法测试所带来的误差，而且测试数据能够井下储存、地面回放，不仅提高了测试速度，也提高了测试精度。
②、流量调配劳动强度小：使用大直径堵塞器，且位于配水器中间，1个堵塞器上安装2个层段的水嘴，每投捞1个堵塞器可以完成2个层段注水量的调配，减轻测试工人的劳动强度。
③、能满足细分层注水：由于使用封隔器与配水器一体化设计结构，使最小卡距缩小到1.2m，隔层厚度由2m下降到1m，可满足细分层注水的目的。
（3）、同心集成细分注水工艺在陇东油田推广需改进的方面
①洗井操作工艺复杂：负压射流洗井器洗井凡尔需要的最小开启压力6MPa，对于部分注水压力相对较低的分注井，如果保护封隔器失效时，就有可能无法进行洗井操作；同时每次洗井结束后都必需上试井车捞出洗井器芯后才能正常注水，无形中复杂了洗井工序、增加了工作量。
②所有测试仪器需重新配套
因该管柱所用测试、注水堵塞器中间设计的过水通道、测试仪器通道直径较小，因此目前偏心配水管柱所配套的电子流量计、井下压力计及同位素测试仪器均需重新配备，同时要配备相应的压力、流量及同位素仪器回放软件。
③正常注水时配水器与堵塞器密封性的验证问题
地面装配好后合适水嘴后，测试、注水堵塞均是从井口投入井筒中，靠其自重座入配水器筒体内，虽然在堵塞器上设计有四道密封圈，但其密封是否可靠确无法验证。
2、空心分注工艺
在陇东油田某152区、某78区已下井试验4口井，其中空心悬挂式试验2口：某20-4、某43-11；锚定补偿式试验2口：某77-4、剖32-05井，因井下流量计未到位，未进行分层流量、及吸水剖面测试验证，就目前其管柱效果如下：完井后一次座封成功率100%；ZJK配水器采用了轨道换向机构，座封后可直接注水，减少了投捞死芯子的作业工序。
管柱缺点：采用支撑卡瓦、水力锚易损伤套管内壁；每调配下层水量时，其以上的各级配水器芯子均需全部捞出，分层流量调配工作量大，且用递减法计算分层流量存在着系统误差；该管柱分层所用封隔器为可洗井式，其洗井后洗井通道关闭的严密性有待进一步验证。
3、地面双管检配分注工艺应用效果
通过现场应用20口井，总体效果：分层注水量均基本达到地质配注要求，减少井下流量调配次数，减少投捞器遇卡遇阻机率，同时大大提高了分注井调配成功率。
（1）、分注工藝优点
井下管柱结构简单，不需任何下井工具可进行分层水量调配；分层水量调控方便、直观、工作量小，易于管理；可关闭任意一个闸门进行验封；节省日常投捞测试及掉卡仪器造成的检串等费用。
（2）、分注工艺缺点
分注管柱无法满足日常的例行洗井；上部套管受高压水冲刷使用寿命待研究（表1）。
（二）、陇东油田细分注水工艺技术的发展方向
陇东油田随着开发时间的延续，油水流动界面、方向发生变化，因此油田开发就需要分层补充地层能量，但目前注水管柱老化；结垢、腐蚀井增多；分注井斜度逐渐加大，因此尽快引进新型分注工艺是当务之急。近一两年，通过同心分注、空心分注及地面双管检配分注工艺的现场试验，各工艺均有不同的优缺点和适应性，如同心分注--测试资料准确、流量调配劳动强度小、能满足细分层注水；洗井操作工艺复杂、所有测试仪器需重新配套、正常注水时配水器与堵塞器密封性有待验证。同心分注---采用轨道换向机构，减少了投捞死芯子业工序；支撑卡瓦、水力锚易损伤套管内壁；分层流量调配工作量大，且用递减法计算分层流量存在着系统误差；可洗井式封隔器其洗井通道严密性有待进一步验证。地面双管检配分注----管柱简单、水量调控工作量小、验封方便；无法进行日常洗井、上部套管受高压水冲刷使用寿命待研究。
发展方向与建议：1、对偏心分注调配多次遇阻的分注井，下地面双管检配分注管柱，提高分层注水的的性。
2、新投分注井，在改进空心分注投捞测试工艺、同心分注洗井技术，和引进两种分注工艺配套测试技术、设备的基础上，扩大现场应用范围，使其更适用于陇东油田的细分层注水。
3、调研、引进桥式偏心配水工艺、恒流量注水工艺，从而使陇东油田的分注工艺内容更加丰富，分注工艺适用性更强。