分层注水是冀中南部油田提高油藏水驱动用程度的主力方式,但目前分注调配工作量大、效率低、有效期短、分层数据采集量少等问题亟待解决。本文对国内外注水工艺技术现状进行调研,并对冀中南部油田分注现状和失效原因进行了分析。基于此,对分注配套工艺进行优化,从而延长分注管柱的使用寿命。针对现有封隔器无法满足高温深斜井分注需求,通过建立三维几何模型,运用有限元模拟方法,对封隔器受力进行分析,对封隔器的居中扶正、洗井结构、逐级解封机构、胶筒密封材料、工具材质进行优化,满足了高温深斜井分注需求。同时结合现场发现的测试遇阻、水嘴转不动等分注失效原因,对分注配套的管柱、测试工具、配水器、井口单流阀、水处理工艺进行优化,提高了测试效果和单流阀可靠性,有效降低了管柱砂埋风险和水质对工具的影响,进而延长分注有效期。针对目前分注工艺种类繁多,缺乏有效的分注工艺选型方法,对封隔器、配水器、测调、锚定、扶正工艺的选型对策进行研究,提出分注工艺初步筛选步骤。应用建立的分注工艺选择模型,优化现场107口井的设计,分注有效期由213天延长至756天。其中48口井增油效果明显。针对井筒状况和生产情况对分注管柱安全性以及有效期的影响,考虑管柱内力、摩擦力、内外压力、粘滞摩阻等因素,建立了分注管柱三维静力学分析和管柱下入性分析模型,以及管柱蠕动距离计算模型,提出了分注管柱有效期预测方法,并开发了分注管柱三维仿真及有效期预测软件。现场8口井管柱有效期预测结果表明,预测结果与管柱实际重配周期平均误差为5.8%,预测结果较为准确。此外,为解决测试资料少、时效性差等问题,研制出一种全自动配水器,实现分注压力实时录取、配水器自动验封,实现分注工艺智能调节。已经应用于5口井,现场试验效果良好。