張云 大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司
注水井水嘴組合與注水穩(wěn)定時間關(guān)系
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液體流經(jīng)堵塞器時會產(chǎn)生過流壓力損失,一般流量越大壓力損失越大。水流經(jīng)過堵塞器后進入地層,根據(jù)地層孔隙度、滲透率不同,地層滲流所需的地層壓力也有所不同。堵塞器過流損失是壓力與流量的二次項關(guān)系,堵塞器過流損失是細長管流動特性與薄壁小孔流動特性的函數(shù)關(guān)系。小尺寸水嘴組合形成的壓力補償,更好地保持了注入量,更容易使注水井穩(wěn)定時間更長。
過流損失;壓力;函數(shù);水嘴
通過建立注水井整體壓力系統(tǒng),針對堵塞器局部壓力損失和地層滲流壓力兩個方面進行對比分析,確立兩者對層段壓力影響的主次關(guān)系,最終提出水嘴組合與注水穩(wěn)定時間的關(guān)系。
在注水井調(diào)試過程中,一口井有兩個配注層段,全井配注為20 m3/d,各單層配注要求10 m3/d。第一組員工在偏一配水器投入?6.0 mm水嘴,在偏二配水器投入?7.8 mm水嘴,注水井達到配注要求油壓為15.0 MPa。第二組員工在偏一配水器投入? 4.8 mm水嘴,在偏二配水器投入?6.0 mm水嘴,注水井達到配注要求油壓為15.5 MPa。這兩種情況下,第二組員工投入的水嘴,注水井穩(wěn)定時間更長。
就某一地層來說,地層壓力在一段時期內(nèi)、一定流量下相對穩(wěn)定,地層注水動力來源于井口的配注壓力,配注壓力加上液柱壓力就是嘴前壓力。液體流經(jīng)堵塞器時會產(chǎn)生過流壓力損失,一般流量越大壓力損失越大。水流經(jīng)過堵塞器后進入地層,根據(jù)地層孔隙度、滲透率不同,地層滲流所需的地層壓力也有所不同。
在注水井整體壓力系統(tǒng)下,嘴前的層段壓力等于水嘴過流損失和嘴后壓力的總和。由于嘴后注入地層的流量是一定的,因此流量要克服的地層阻力,地層各個參數(shù)也是一樣的,所以流量一旦確定,嘴后損失也是一樣的,由水嘴尺寸影響的過流損失直接影響嘴前壓力。
現(xiàn)對壓力變化和流量變化進行對比分析。
水嘴尺寸固定時,嘴損函數(shù)便可計算出。
將兩式合并得到
在將壓力數(shù)值合并得到
假設(shè)pwf不變,隨著注入時間的延長,pi會變大,水嘴直徑越小,水量變化越小;水嘴直徑越大,水量變化越大。這種情況在注水現(xiàn)場就表現(xiàn)為小水嘴壓力波動不大,注水量相對穩(wěn)定。
水嘴尺寸越小,通過水嘴壓力損失越大。地層參數(shù)是固定的,要想注入相同的水即嘴后壓力是相同的。層段流壓是過流損失與地層滲流之和,這樣造成水嘴尺寸越小,層段流壓也就越大。
堵塞器過流損失是壓力與流量的二次項關(guān)系,堵塞器過流損失是細長管流動特性與薄壁小孔流動特性的函數(shù)關(guān)系。小尺寸水嘴組合形成的壓力補償,更好地保持了注入量,更容易使注水井穩(wěn)定時間更長。
(欄目主持楊軍)
10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.017