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1、油井堵水技术石油大学(华东)采油化学研究室二六年三月一、油井堵水的重要性1.油井堵水是从油井控制水的产出,是保持油层能量和减少环境污染的重要措施。2.油井堵水的最终目的是通过提高水的波及系数提高原油的采收率。油井堵水k2k1k3k2k1，k2k3堵 剂为使油井堵水技术成为得力的提高采收率技术，油井堵水必须在区块整体上进行。但要注意区块整体堵水并非区块上每一口油井都要堵水。二、区块整体堵水技术的组成技术有5项组成技术:1)油藏精细描述技术;2)剩余油研究技术;3)区块整体堵水的决策技术;4)区块整体堵水的单井技术;5)区块整体堵水效果的评价技术。三、区块整体堵水的决策技术可考虑用油井含水率上升指
2、数做决策参数。从定义式可以看到，WI值为指定统计时间内由油井含水率随时间上升曲线所算得的平均含水率。若指定统计时间，就可由油井产液中的含水率随时间变化曲线计算出该曲线的 值，再由定义式计算出WI值。由油井产液中的含水率随时间的上升曲线计算WI值越大，油井水侵速度越快，该井越需要堵水。WI值越大，油井堵水需要堵水剂的强度越大，可为油井堵水选择堵水剂提供依据。WI值越大，油井堵水需要堵水剂量越多，可为油井堵水计算堵水剂用量建立新的方法。利用WI值做决策参数的油井堵水技术可称为区块整体堵水的WI决策技术。WI决策技术在冀东油田高104-5区块边水调剖中用过。冀东油田高104-5区块油井WI值的等值图
3、根据WI值等值图选择了北边4口井和东边4口井为施工井。2000年4月2001年5月，共向施工井投入19012 m3堵水剂。根据2001年8月统计，该试验区有12口油井见效，区块日产油从施工前的57.2 t持续增长，最高达到105.4 t；综合含水率由施工前的86.3%持续下降，最低下降至82.7%。该区块若考虑递减，共增产原油1.54104 t。高104-5区块12口见效油井日产量曲线区块整体堵水的WI决策技术必须与剩余油研究技术结合起来。由区块整体堵水的WI决策技术可得到WI值等值图。由区块的剩余油研究技术可得到剩余油分布等值图。两种技术等值图高值重叠区中的油井为油井堵水的选定井。WI值等值
4、图 剩余油分布等值图0.600.600.700.800.900.50.40.30.2剩余油饱和度两等值图的重叠图0.50.40.30.2剩余油饱和度0.600.600.700.800.90四、区块整体堵水的单井技术区块整体堵水有两种单井技术：分层堵水技术选择性堵水技术1.分层堵水技术适用油层：1）隔层密封性好；2）隔层有一定厚度。优化做法：1.找水可用测井组合图、产液剖面、井温、碳氧比、抽汲等方法。2.卡层可用填砂、打灰塞、下封隔器、打电缆桥塞等方法。3.挤堵水剂用非选择性堵水剂，如粘土-水泥等。4.注顶替液用顶替液将堵水剂顶替至射孔眼位置。5.关井候凝使堵水剂强度增至最大值。6.恢复生产为保
5、持产液量，应适当改变泵的参数。提高分层堵水技术的成功率有3个关键1.出水层位清楚；2.堵得住；3.生产层有潜力2.选择性堵水适用于分层堵水的油井，也适用下列情况油井：1）井况差（如套变、套漏等）；2）隔层太薄；3）出水层位不明；4）隔层不密封。堵水选择性的产生1）来自油层选择性；2）来自堵水剂选择性。油层选择性高渗透层优先进入堵水剂（油基堵水剂、水基堵水剂）含水饱和度高的油层优先进入水基堵水剂表面亲水油层孔隙的毛管力有利水基堵水剂进入高渗透层优先进入堵水剂所产生选择性封堵低渗透层高渗透层油井注堵水剂低渗透层高渗透层油井注过顶替液低渗透层高渗透层恢复注水采油注入水水基堵水剂优先进入含水饱和度高的
6、层表面亲水油层有利水基堵水剂进入油水基堵水剂水基堵水剂注入方向水湿地层毛管力作用方向化学剂选择性对水流动阻力大对油流动阻力小（聚合物及其冻胶）在水中稳定在油中破坏（泡沫）在水中使地层变油湿且有沉淀产生在油中没有变化（卤代烃基甲硅烷）聚合物及其冻胶聚丙烯酰胺和含丙烯酰胺链节的共聚物（如AM/AMPS共聚物）及其为交联剂交联形成的聚合物冻胶有优异的选择性堵水性能。聚合物及其冻胶选择性堵水机理1）聚合物及其冻胶为水基堵水剂，优先进入含水饱和度高的油层；2）进入油层的堵水剂优先进入具有亲水表面的孔隙；3）滞留在孔隙中的堵水剂对水流动阻力大，对油流动阻力小。对第三个选择性堵水机理的解释研究冻胶选择性堵水
7、机理的部分文献1.Liang J,Sun H,Seright R S.Why do gels reduce water permeability more than oil permeability.SPE Reservoir Engineering,1995;10(4):2822862.Liang J,Seright R S.Further investigation of why gels reduce water permeability more than oil permeability.SPE Production&Facilities,1997;12(4):2252303.Zai
8、toun A,Kohler N.Thin polyacrylamide gels for water control in high-permeability production wells.SPE 22 785,19914.Dawe R A,Zhang Y.Mechanistic study of the selective action of oil and water penetrating into a gel emplaced in a porous medium.Journal of Petroleum Science&Engineering,1994;12:1131255.Wi
9、llhite G P,Natarajan D,Mccol C S et al.Mechanisms causing disproportionate permeability in porous media treated with chromium acetate/HPAAM gels.SPE 59 345,20006.Langaas K,Nilsson S.pore-scale simulations of disproportionate permeability reducing gels.JPetrol Sci Eng,2000;25(3-4):1671867.Liang J,Ser
10、ight R S.Wall-effect/gel-droplet model of disproportionate permeability reduction.SPE 59 344,20008.Singleton M A,Sorbie K S,Shields R A.Further development of the pore scale mechanism of relative permeability modification by partially hydrolysed polyacrylamide.SPE 75 184,2002泡沫泡沫同样有优异的选择性堵水性能。泡沫的选择性
11、堵水机理是由于油使泡沫破坏。油破坏泡沫原因是起泡剂在油/水界面吸附量远大于气/水界面的吸附量。泡沫是通过交替注入氮气和起泡剂溶液产生。泡沫需用低流度的过顶替液过顶替入油层。中原油田能否用聚合物冻胶进行选择性堵水？对低于120的中原油田油井有可能用聚合物冻胶进行选择性堵水。聚合物冻胶的存在问题和解决方法：1.热降解低于90地层用聚丙烯酰胺冻胶。90120地层用AM/AMPS共聚物。2.氧化降解加除氧剂，如硫脲、异抗坏血酸等。3.盐敏可用淡水配制、淡水隔离。聚合物交联成冻后盐的侵入就需足够长的时间。在高温高含盐条件下，聚合物冻胶脱液收缩使它们由堵水剂转变为d堵水剂。冻胶的新分类法由于地层渗透率、孔
12、隙度和孔隙直径有如下关系：所以k的减小可通过和d 的减小实现。通过减小地层的起减小k作用的堵水剂称为堵水剂，如冻胶型堵水剂。通过减小地层的d 起减小k作用的堵水剂称为d 堵水剂，如颗粒型堵水剂。冻胶的盐敏现象表现为脱液收缩。脱液收缩后的冻胶即由堵水剂转变为d 堵水剂，仍可对它优先进入的高渗透层产生有效的堵塞（注意 k 和d 2成正比）。高温高含盐条件脱液收缩堵水剂d 堵水剂中原油田能否用泡沫进行选择性堵水？由于有耐温、耐盐的两性表面活性剂做起泡剂，有耐温、耐盐的聚合物做稳定剂，因此对低于120的中原油田的油井有可能用泡沫进行选择性堵水。选择性堵水的优化做法：1.下堵水管柱至油层中部；2.注选择
13、性堵水剂（单液法注入或双液法注入）；3.用低流度的过顶替液将堵水剂过顶替至离井眼 3 m以外；4.关井候凝；5.缓慢开井。提高选择性堵水成功率的6个关键1.油层有潜力要求油井处在剩余油饱和度高的区域，产液量高。2.对应注水井关井泄压将高渗透层转变为低压层。3.堵水剂选择性强对主力层为高渗透层的情况尤为重要。4.深部堵水将堵水剂设置在离井眼525 m的地带，在高渗透层，堵水剂将有更深的进入。5.堵水剂慢注入减少对中、低渗透层的污染。6.将堵水剂过顶替入地层离井眼3 m以内的地带不放置堵水剂，以保证油井有高产液量，有高产液量才有高产油量。选择性堵水井例 基本数据投产日期：1999年8月产层：上第三
14、系角尾组二段二油组井深：964.81 m油层厚度：5.9 m油水界面：968.00 m水平段长：305.58 m水平位移：1015.19 m油层温度：77C4井井位图涠洲11-4油田C4井的采油曲线C4井水淹原因1 油层厚度薄（5.9 m），油井水平段最低离油水界面（-968.00 m）仅3.19 m。2 油层底部无致密层。3 油层纵向不均质。4 采油速度高，生产压差大。控制C4井底水脊进方法用水基冻胶堵水剂。该堵水剂可沿底水脊进的通道，经过油层进入底水层。再用过顶替液（聚合物溶液）将油层中的堵水剂过顶替出油层，为产油留下通道，同时在油层与底水层之间形成不渗透层，抑制底水脊进。C4井的堵水剂成
15、冻时间为3.5天的酚醛树脂冻胶 384 m3成冻时间为2.0天的铬冻胶 256 m3成冻时间为1.0天的铬冻胶 128 m3 768 m3C4井的过顶替液用0.6%HPAM 614 m3施工时间2002年12月18日施工后关井时间3天五、油井堵水技术与其他技术的结合技术1.油井堵水技术与化学剂吞吐技术的结合技术该结合技术是在油井堵水前注入有高效洗油能力的洗油剂，接着注油井堵水剂，将洗油剂封存在高渗透层中，随后为注入水带至中、低渗透层起洗油作用。有两个成功的井例。濮城油田沙一下油藏1-310井实施油井堵水技术与化学剂吞吐技术的结合技术前后的采油曲线濮城油田沙一下油藏1-42井实施油井堵水技术与化
16、学剂吞吐技术的结合技术前后的采油曲线2.油井堵水技术与酸化技术的结合技术有两个做法：1）先酸化后堵水技术结合的目的是解除出水层的封堵，有利于堵水剂进入出水层。2）先堵水后酸化技术结合的目的是解除中、低渗透层的堵水剂污染。3.油井堵水技术与防砂技术的结合技术该结合技术是利用堵水剂可用作防砂胶结剂的特点。在堵水的同时，达到防砂的目的。4.油井堵水技术与压裂技术的结合技术该结合技术是在压裂液所携带的支撑剂中混入有选择性堵水作用的颗粒型堵水剂。该堵水剂可根据压开裂缝中流经液体含水率高低产生不同的阻力。5.油井堵水技术与注水井调剖技术的 结合技术该结合技术是提高采收率行之有效的技术，各油田都在这方面做了不少的工作。结束语1.油井堵水技术是通过提高波及系数从而提高原油采收率的重要技术。2.油井堵水必须在区块整体中进行。3.区块整体堵水技术的5项组成技术是相互联系的。4.区块整体堵水技术中决策技术和单井技术（特别是其中的选择性堵水技术）尚有许多需要做的工作。5.油井堵水技术与其他技术的结合有巨大的潜力。6.我们希望与中原油田的同志们在油井堵水技术这个薄弱环节及其他强化二次采油技术上做一些探索工作。