增注泵及平衡注采方法与流程

本发明涉及增注泵，尤其涉及增注泵及平衡注采方法。

背景技术：

1、现有技术条件下，大部分石油日产量低、采收率小，提高油田日产量和采收率是解决能源安全的最直接有效方法，目前，油田主要采用常规油田注水泵注水，压力低、排量小，导致注水压力不够，水注不进，注水量远远低于采出量，属于衰竭式开采，随着开发，油田注采比严重失衡，导致地层能量亏空严重，原油流入井筒动力不足，孔隙收缩，岩层变薄，导致原油流入井筒困难，产液量逐年下降，当日产油量低于2方，就会停产间抽或者弃井；另外，随着地层能量亏空，动液面低，还造成人工举升综合成本显著增加，水力压裂是一项被广泛应用的油气井增产措施，水力压裂是利用地面压裂车，通过高压泵向井筒注入压裂液，当注入压力高于地层破裂压力，油层产生裂缝，继续注入压裂液，裂纹扩张，压裂液中携带的大量石英砂进入裂缝，当停止注入压裂液，石英砂支撑裂缝，使油层与井筒之间建立起更容易流动的通道，原油更容易流入井筒，产量大幅增加，可以缩短投资回收期，水力压裂属于短期增产显著，但地层衰竭更迅速的开采方式，不能增加采收率，最近几年开始尝试用压裂泵进行压驱注水，只能短期补充地层能量，压驱注水是通过超破裂压力、大排量，在短时间内注入常规注水几年甚至十几年的水量，在注水井周围形成高压区，压驱注水过程中和压力扩散过程中周边油井均关井，尽量使压力缓慢、均匀扩散，压驱注水，压驱注水技术打开了岩石中的缝隙，将注水从渗透变为灌溉，使地层能量快速恢复，是提升低渗、特低渗、致密油藏开发效果的有效技术手段，胜利油田孤东采油厂属于特低渗透油藏，地下岩石的致密程度高，常规压力水注不进去，导致地层能量得不到补充，油无法采出，所辖的3口注水井平均注水压力高达28兆帕，平均单井日注水量不到30立方米，在采用压裂设备进行压驱注水技术后，18-7断块极低渗透断块油藏开发出现了新的生机，在45天内，该区块注水3万立方米，相当于过去8年的注水量，随着地层能量的恢复，油井的生产呈现强劲势头，目前区块的日产油量从15吨提高到35吨，据油田实施压驱注水情况统计，2020年以来，压驱注水每次注水约3万方水，费用约300万元，完成注水服务后，移走设备，采用常规注水泵注水，再次成为衰竭式开采模式；

2、现有技术的缺点：

3、(1)常规注水方式开采日产量逐年衰减，采收率低；

4、(2)水力压裂可在短期内大幅增产，快速回收投资，但地层衰竭更迅速，也不能增加采收率；

5、(3)压驱注水可短期快速补充地层能量，移走设备后，采用常规注水泵注水，再次成为衰竭式开采模式；

6、(4)现有注水设备无法满足平衡注采的需求；

7、一方面，提高日产量或者维持日产量不衰减，必然注水设备的输出压力和排量，才能增加才能将适量水增注进地层，但是压驱注水所用压裂泵的功率大、压力高、排量大、易损件寿命更短，维护困难，成本高，压裂泵的易损件寿命短，平均注入1万方水/10天，需要更换易损件，综上所述，急需找到新的方法提高原油的日产量和采收率，在油田开发过程中，单井日产油量与生产压差成正比，当提高设备的排量和压力，增加地层注水量，使注入与采出液量相当，可维持地层压力不变，甚至增加地层压力，即可使单井日产油量保持稳定，甚至增加单井日产油量。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的增注泵及平衡注采方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了包括下技术方案：

3、一种平衡注采方法，包括以下步骤：

4、第一步：收集和分析地质与井况资

5、获取施工井的基本数据，包括井深、井径、完井方式，获取注水层段的基本数据，包括地层厚度、渗透率、孔隙度、饱和度，收集生产动态资料，包括油井生产方式、泵径、油套压、流压、地层压力、油气产量、气油比和含水率；

6、第二步：评估地层状况和增产需求

7、分析近井地带是否受伤害，评估渗透率下降的程度，评估油气层的渗透性，确定是否需要进行渗透率改善，检查地层压力，判断是否需要进行补充能量，分析原油粘度，确定是否需要添加驱替剂；

8、第三步：确定施工目的和预期效果

9、根据地层状况和增产需求，确定施工目的，包括提高地层能量、改善渗透率、降低井底回压或降低原油粘度，制定增产途径，并预测可能的增产效果；

10、第四步：选择注水方案

11、对于新投产的整装油田，地层能量亏空不严重，选择中功率的增注泵进行注水，保持地层能量，对于生产多年的老油田，地层能量亏空严重，需优化注水方案，以提高注水增产效果；

12、第五步：计算施工参数

13、根据地层条件和物性参数，计算地层孔隙压力和地层破裂压力，分析注水过程中的能量扩散和地层压力恢复情况，确定日注入量，根据提升压力和压降损失，计算增注泵的输出压力，进一步计算泵压、排量施工参数，确定是否需要添加驱油剂或配注气体；

14、第六步：准备设备和材料

15、根据施工参数，选择合适的泵型、高压管汇和平衡注采方式，校核管柱强度，确保施工安全，计算注水液配方用量，并监控采出液油水比；

16、第七步：制定施工规范、实施步骤和注意事项

17、制定详细的施工规范，包括注水速度、注水时间、排量调整，制定实施步骤，明确每个阶段的任务和操作，强调施工过程中的注意事项，包括防止注入水快速渗透至生产井、及时调整注水参数；

18、第八步：实施平衡注采方案

19、按照制定的施工规范和实施步骤，进行平衡注采操作，监控注水过程中的各项参数变化，及时调整注水方案；

20、第九步：增产效果分析和评价

21、在注水过程中和注水后，对油井的产油量、含水率生产数据进行实时监测和分析，对比注水前后的生产数据，评估增产效果，包括日产油量、累计产油量指标，根据增产效果分析和评价结果，调整注水方案，进一步提高增产效果。

22、作为本发明的一种优选技术方案，在第五步中，泵压和排量的计算公式为：

23、pinf＝pm-pts+ph≥pf

24、pb＝pts-ph+prf+pre+ph

25、计算步骤为：

26、(1)先根据已知地层条件、物性参数计算地层孔隙压力pi和地层破裂压力pf；

27、(2)根据注水过程中，综合考虑注水能量扩散情况，地层压力恢复情况，预定增产预期，维持注采平衡的日注入量qw，分析计算裂缝范围和各段流动阻力；

28、(3)再根据生产井需要提升的压力pf和地层传递压降损失pr，破裂段压降损失prf，增注泵系统压降损失pm，确定增注泵输出压力p；

29、(4)进一步计算泵压和排量等施工参数，以及是否添加驱油剂或者配注气体。

30、作为本发明的一种优选技术方案，在第九步中，增产效果的计算公式为：

31、

32、q＝∑qi。

33、一种增注泵，所述增注泵采用上述的平衡注采方法，增注泵为三排三缸泵或三排五缸泵，增注泵内置密封件和柱塞，且柱塞采用金刚石制成。

34、本发明具有以下有益效果：

35、本发明提出低脉冲免维护增注泵及平衡注采增产方法，增注泵为三排三缸泵或三排五缸泵，脉冲低，采用长寿命密封件和金刚石柱塞，无易损件，可长期野外运行，通过大功率增注泵快速补充地层能量，提高生产压差，增加日产量，再根据注采量平衡原理，用小功率增注泵维持地层能量，保持较高日产量，提高油田采收率。