高效注水技術(shù)：讓油井“喝飽水“的智慧之道

在油田開(kāi)發(fā)中，注水技術(shù)一直被視為經(jīng)濟(jì)、高效的增產(chǎn)手段之一。近日，中國(guó)石油遼河油田分公司的智能分注系統(tǒng)平臺(tái)引發(fā)行業(yè)關(guān)注，該平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)195口注水井的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控，大幅提升原油采收率。那么，注水為何如此重要？智能分注技術(shù)又帶來(lái)了哪些突破？在線原油含水儀在其中扮演什么角色？本文將一一解析。

（遼河油田）

一、注水的意義與無(wú)效注水的表現(xiàn)

原油并非儲(chǔ)存在地下“油湖”中，而是藏匿于巖石的微小孔隙里。在開(kāi)采初期，地層壓力較高，原油可以自然流出。但隨著開(kāi)采的持續(xù)，地層壓力逐漸下降，原油流動(dòng)性變差，甚至“賴”在地下不肯出來(lái)。這時(shí)，注水便成為關(guān)鍵手段——通過(guò)向地層注水補(bǔ)充能量，就像給輪胎“打氣”一樣，推動(dòng)原油流向生產(chǎn)井。

1.       注水的核心優(yōu)勢(shì)

成本低：相比大型機(jī)械抽油，注水能耗更低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

采收率高：合理注水可提高原油最終采收率10%-30%。

延長(zhǎng)油田壽命：穩(wěn)定地層壓力，減緩產(chǎn)量遞減。

然而，注水并非“越多越好”——水注多了，產(chǎn)出的原油含水量飆升；注少了，地層能量補(bǔ)充不足，影響采油速度。因此，精準(zhǔn)注水成為油田高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

2. 無(wú)效注水的典型表現(xiàn)

在實(shí)際生產(chǎn)中，常見(jiàn)的無(wú)效注水問(wèn)題包括：

水竄現(xiàn)象：注入水沿高滲透層突進(jìn)，含水率快速上升至90%以上

水淹風(fēng)險(xiǎn)：局部區(qū)域過(guò)注導(dǎo)致油井暴性水淹，日產(chǎn)油量驟降

低壓區(qū)形成：注采不平衡導(dǎo)致壓力分布不均，形成死油區(qū)

管柱腐蝕：無(wú)效循環(huán)加速井下工具腐蝕，縮短檢泵周期

數(shù)據(jù)顯示，無(wú)效注水井組平均采收率較優(yōu)化井組低15%，年經(jīng)濟(jì)效益損失超200萬(wàn)元/井組。

（油田注水系統(tǒng)）

二、注水與含水率的動(dòng)態(tài)關(guān)系

1. 含水率變化的三個(gè)階段

典型水驅(qū)油田開(kāi)發(fā)會(huì)經(jīng)歷三個(gè)特征階段：

低含水期（含水<20%）：注水見(jiàn)效期，產(chǎn)油量穩(wěn)步上升

中高含水期（20%-80%）：主力油層見(jiàn)水，需要分層調(diào)控

特高含水期（>80%）：進(jìn)入精細(xì)挖潛階段

2. 含水率對(duì)注水的指導(dǎo)作用

井口含水率變化直接反映注水效果：

含水突升：可能發(fā)生水竄或管外竄槽

含水緩升：正常水驅(qū)前緣推進(jìn)

含水波動(dòng)：注采不平衡或?qū)娱g干擾

含水下降：調(diào)驅(qū)見(jiàn)效或新層系動(dòng)用

三、注水技術(shù)的發(fā)展：從粗放到精細(xì)

1. 籠統(tǒng)注水階段

早期油田注水采用“籠統(tǒng)注水”方式，即不分層位，將水直接注入井筒。這種方式簡(jiǎn)單，但容易導(dǎo)致“水竄”——高滲透層大量進(jìn)水，而低滲透層得不到有效驅(qū)替，嚴(yán)重影響開(kāi)發(fā)效果。

2. 分層注水階段

為解決層間矛盾，油田開(kāi)始采用分層注水技術(shù)，即通過(guò)封隔器將不同油層隔開(kāi)，并分別調(diào)控注水量。傳統(tǒng)分層注水依賴人工測(cè)調(diào)，需用測(cè)試車(chē)下放儀器調(diào)整水嘴開(kāi)度，單井調(diào)節(jié)一次需2天以上，且無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)，效率較低。

3. 智能分注技術(shù)：讓注水進(jìn)入"智慧時(shí)代"

遼河油田自2017年攻關(guān)智能分注技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三大突破：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過(guò)井下傳感器，遠(yuǎn)程獲取各層流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)。

自動(dòng)調(diào)控：系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)節(jié)水嘴開(kāi)度，單井調(diào)節(jié)時(shí)間縮短至2小時(shí)以內(nèi)。

數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)：所有注水井?dāng)?shù)據(jù)集中管理，實(shí)現(xiàn)智能化決策。

目前，遼河油田已實(shí)施智能分注247井次，增油11.8萬(wàn)噸，創(chuàng)效4.5億元，成為精細(xì)注水的“主力軍”。

（遼河油田智能分注現(xiàn)場(chǎng)）

四、智能分注技術(shù)的核心：讓每一層"喝足水、喝好水"

智能分注技術(shù)的核心在于“精準(zhǔn)”，其關(guān)鍵創(chuàng)新包括：

智能配水器：內(nèi)置電動(dòng)調(diào)節(jié)水嘴，可遠(yuǎn)程控制各層注水量。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：通過(guò)壓力、流量傳感器，動(dòng)態(tài)反饋地層需求。

自適應(yīng)調(diào)控算法：根據(jù)油藏變化自動(dòng)優(yōu)化注水方案。

遼河油田的實(shí)踐案例：

過(guò)去：人工測(cè)調(diào)周期長(zhǎng)，單井每3個(gè)月才能調(diào)整一次。

現(xiàn)在：?jiǎn)T工可隨時(shí)調(diào)節(jié)任意一層注水量，其他層自動(dòng)適配，配注合格率提升至90%以上。

不過(guò)，該技術(shù)仍面臨挑戰(zhàn)，如：

分層限制：目前最多支持6層分注，而遼河油田部分油藏需控制7-8層以上。

地質(zhì)復(fù)雜性：深井、高溫高壓環(huán)境對(duì)儀器可靠性要求很高。

五、在線原油含水儀：注水效果的"晴雨表"

在注水開(kāi)發(fā)中，原油含水率是衡量注水效果的重要指標(biāo)。若注水過(guò)量，產(chǎn)液含水率上升；若注水不足，地層能量補(bǔ)充不夠。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)含水率對(duì)優(yōu)化注水方案至關(guān)重要。

在線原油含水儀的作用：

實(shí)時(shí)反饋：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)油井產(chǎn)液含水變化，幫助調(diào)整注水量。

減少人工取樣：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室含水分析滯后，而在線儀器可實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)響應(yīng)。

智能聯(lián)動(dòng)：與智能分注系統(tǒng)結(jié)合，形成“注-采”閉環(huán)優(yōu)化。

（杭州飛科在線原油含水分析儀在油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用）

六、未來(lái)展望：智能分注技術(shù)將"唱主角"

2025年，遼河油田計(jì)劃新增304口智能分注井，并進(jìn)一步攻關(guān)：

更高層數(shù)分注：突破6層限制，向8-10層邁進(jìn)。

電動(dòng)坐封技術(shù)優(yōu)化：提升封隔器的可靠性和調(diào)控精度。

大數(shù)據(jù)+AI應(yīng)用：利用歷史注水?dāng)?shù)據(jù)訓(xùn)練模型，實(shí)現(xiàn)智能預(yù)測(cè)調(diào)控。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，智能分注將成為油田高效開(kāi)發(fā)的“標(biāo)配”，而在線含水率監(jiān)測(cè)技術(shù)的融合，將讓注水更加精準(zhǔn)、高效。