注水指示曲线绘制及分析

采油工注水井指示曲线的绘制方法及分析课件

注水指示曲线是表示在稳定流动的条件下，注入压力与注入量的关系曲线。在分层注水情况下，小层指示曲线表示各小层注入压力与小层注水量的关系曲线。

一、注水指示曲线绘制方法：

根据测试结果，以注水量为横坐标，以注入压力为纵坐标，将注入压力与注水量的对应关系在坐标中进行描点连线，即得到注水指示曲线。一般采用降压法：每降低0.5MPa压力对应测量 一个水量数值，将测（五个）点连线所绘制出来的图形即为注水指示曲线。

举例：

注水井官32-57井2006年7月16日测试数据如下：

二、注水指示曲线的应用

1．根据注水指示曲线计算地层的吸水指数

1）吸水指数： 单位注入压差下地层的吸水量称为地层吸水指数。一般用“K”来表示，其表达式为式

K QQ Pf Ps P

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式中K——吸水指数，m3/d.MPa；

Q——日注水量，m3/d；

Pf——注水井井底流压，MPa；

Ps——油层静压，MPa；

Δp——注水压差，MPa。

2）视吸水指数：单位注入压力下的日注水量称为视吸水指数，用式表示。

K=Q/P注

式中K——视吸水指数， m3/d.MPa；

Q——日注水量，m3/d；

P注——井口注水压力，MPa。

3）地层吸水指数的求法：

地层吸水指数

Q QK P P1

122

式中Q1，Q2——分别为注水指示曲线上压力P1，P2所对应的注水量，m3/d；

P1，P2——井口注水压力，MPa；

其余符号同前。

习惯上人们将视地层吸水指数称为地层的吸水指数。

2．计算各层段吸水百分数

在分层指示曲线上，查出该井配注压力所对应的小层吸水量及全井注水量，计算各层段吸水百分数。各层段吸水百分数用下式计算。

各层段吸水百分数=某层段吸水量/全井注水量×100%或

式中α——各层段吸水百分数，%；

Qi——第i小层吸水量，m3/d。 Qi Qii 1n

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3．判断小层注水情况

根据目前的注入压力及注水指示曲线计算实注量与配注量的差值，如公式

ΔQ=Q实-Q配

若ΔQ=0，说明正好完成配注任务若ΔQ＜0说明该油层欠注，要加强注水；若ΔQ＞0，说明该油层超注，要控制注水。

三、指示曲线的形状分析

如下图所示，为分层测试时可能遇到的几种指示曲线的形状。

1、直线型的指示曲线

第一种为直线递增示，它表示油层吸水量与注入压力成正比关系。

第二种为垂直示指示曲线，出现这种指示曲线的原因有：油层渗透性较差，虽然泵压增加，但吸水量并没有增加；仪表不灵或测试有误差；井下管柱有问题，如水嘴堵死等。

第三种为递减式指示曲线，出现的原因是仪表设备等有问题。因此，这种曲线是不正确的，不能用。

2、折线型的指示曲线

第四种为曲拐式，是因为仪器设备出现了问题，不能应用。

第五种为上翘式，出现上翘的原因，除了与仪表、设备有关外，还与油层性质有关，即当油层条件差、连通性不好或不连通时，注入水不易扩散，使油层压力逐渐升高时，注入量的增值逐渐减小，造成指示曲线上翘。

第六种为折线式，表示在注入压力高到一定程度时，有新油层开始吸水，或是油层产生微小裂缝，致使油层吸水量增大。因此，这种曲线为正常指示曲线。

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综上所述，直线式和折线式是常见的，它反映了井下和油层的客观情况。而垂直式、曲拐式、递减式则主要受仪表、设备的影响。因此，不能反映注入时井下及油层的客观情况。

（二）用指示曲线分析油层吸水能力的变化

正确的指示曲线可以看出油层吸水能力的大小，因而通过对比不同时间内所测得的指示曲线，就可以了解油层吸水能力的变化。

在下面各图中，Ⅰ代表先测的曲线，Ⅱ代表过一段时间所测得的曲线。

1、指示曲线右移右转，斜率变小

这种变化说明油层吸水能力增强，吸水指数增大，如图所示。

产生原因：可能是油井见水后，阻力减小，引起吸水能力增大；也可能是采取了增产措施导致吸水指数增大。

2、指示曲线左移左转，斜率变大

这种变化说明油层吸水能力下降，吸水指数变小，如图所示。

产生原因：可能是地层深部吸水能力变差，注入水不能向深部扩散，或是地层堵塞等等。

3、曲线平行上移

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如图所示，由于曲线平行上移，斜率未变，故吸水指数未变化，但同一注入量所需的注入压力却增加了；曲线平行上移是油层压力增高所导致的。

产生原因：可能是注水见效（注入水使地层压力升高），或是注采比偏大等。

4、曲线平行下移

如图所示，由于曲线平行下移，斜率未变，故吸水指数未变化，但同一注入量所需的注入压力却下降了；说明油层压力下降了。

产生原因：可能是地层亏空，即注采比偏小，注入量小于采出的液量，从而导致地层压力下降。

以上是四种典型曲线的变化情况及产生的原因分析。

（三）用指示曲线分析井下配水工具的工作状况

分层配注时，井下配水工具可能发生各种故障，所测指示曲线也相应发生各种变化，因此，根据指示曲线的变化，就可对井下配水工具的工作状况进行分析判断。以下仅就封隔器失效及配水嘴发生的故障进行分析。

1、封隔器失效

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造成封隔器失效的主要原因是：封隔器胶皮筒变形或破裂无法密封；配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外达不到封隔器胶皮筒张开所需的压力差。

封隔器失效的判断方法：

（1）一般下水力压差式封隔器的注水井，油、套压差需保持0.5—0.7MPa。正注井如果出现油、套管压力平衡或套压随油压变化，注入量增加，则可判断为由于封隔器失效导致上下串通，使吸水能力高的控制层段注入量增加。

第一级封隔器失效后，控制层段吸水量将上升，导致全井吸水量上升，套压上升，油压下降，油、套压接近平衡。

（2）第一级以下的各级封隔器失效的判断。多级封隔器一级以下某级封隔器不密封，则表现为油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升。若要确定是哪一级不密封，则需通过分层测试来判断。在投球测试的分层指示曲线上，失效封隔器的上层段大幅度偏向压力轴，下层段大幅度偏向流量轴，如下图所示。

2、配水嘴故障

（1）水嘴堵塞。表现为注水量下降或注不进水，指示曲线向压力轴偏移。

（2）水嘴孔眼被滋大。孔眼被滋大的过程一般是逐渐变大的，所以短时间内指示曲线变化不明显，经过较长的时间后，则历次所测曲线有逐渐向流量轴偏移的趋势。

（3）水嘴脱落。表现为全井注水量突然增加，层段指示曲线向注水两轴偏移。

（四）井下工具故障与地层吸水能力变化的区别

利用指示曲线分析注水井工作时，应将井下工具工作状态与油田生产情况联系起来进行分析。

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1、注水量下降的原因

如发现某井注水量下降时，可能有以下原因引起：

（1）地层堵塞：吸水指数逐渐降低。

（2）注水见效：吸水指数不变，地层压力上升。

（3）水嘴堵塞：吸水指数突然降低。

2、注水量上升的原因

如发现某井注水量上升时，可能有以下原因引起：

（1）油井见水：油井中有显示，吸水指数增加。

（2）地层亏空：吸水指数不变，地层压力下降。

（3）水嘴被刺大：吸水指数逐渐增大。

（4）水嘴脱落：吸水指数突然增大。

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