油井层内深部堵水技术

厚油层油井

层内深部堵水技术二00九年十二月

厚油层油井层内深部堵水技术

一、厚油层特点及水淹状况

随着油田逐步进入中高含水期，注水开发单元的调整治理方略应由以注水井调剖（驱）为中心的区块综合治理向以油井堵水为中心的区块综合治理转移，或向以油井深部堵水为主、以注水井调剖（驱）为辅的区块综合治理转移。理由如下：

由注水井指向油井，水驱油使水井附近原油储量下降速度大于油井附近原油储量下降速度，其结果使得油井附近的潜力大于水井附近的潜力；当前油井含水居高不下是制约油田开发效率的主要问题，本应作为油田产油主力的厚油层油井含水一旦上升，常规堵水措施很难扭转其每况愈下的被动开发局面；水井调剖（驱）的剂量、成本投入越来越高，而效果越来越差。

在油井的近井地带，注入水或边水受重力作用影响，会优先选择油层底部突破，并随后水洗、水淹，剖面上基本表现为底部强水淹，中部中水淹，中上部弱水淹的状况，正韵律性沉积会加剧重力作用的这种影响，各油田主产液层普遍具有此规律。

在油井的近井地带，向井筒方向，由于压降梯度不断增大，水洗、水淹剖面会上移，形成一定程度的水锥，将油层中上部的原油围限在地层中（水锁、流度竞争、相渗透率机理），从而形成层内剖面干扰。

在油井的井壁周围，由于固井差引起窜槽、射孔位臵偏低使底水短路窜进，会使油井含水突然升高。

以上因素将导致厚油层过早水淹，会使油井较长期的处于高含

水、低效采油条件生产，采油效率降低。

厚油层油井油层厚度大，油层物性相对较好，是开发中、前期的主产层，也是开发中、后期的堵水潜力层，普遍存在正韵律沉积特点，也有少数为均匀的箱状、复合韵律和反韵律沉积特点，具有一定程度的边、底水或注入水补充，供液能力较强，厚油层油井深部堵水技术能改善区块的开发矛盾，同时使邻井增产增效，能实现增产与增效的统一。

二、厚油层层内深部堵水技术路线和特点

面对该类高含水油井，目前工艺上常用的化学堵水措施为挤注无机高强度堵剂，堵剂用量少（一般为10~20方），作用于近井地带，封堵强度高，可彻底堵死出水层，但同时也封堵了油流通道；工艺条件要求高，施工风险高，增产效果差，有效期短。

厚油层油井深部堵水技术作为一项单井综合治理技术应运而生。该技术以堵水为中心，不唯堵水而堵水，体现了辩正施治的特点，建立起堵驱结合、堵解结合等工艺，努力兼顾油藏对堵水、驱油、油藏保护等方面的要求，达到降水增油的目的。其措施效果具有迭加性，因而降水增油效果明显。

1、充分协调流场非均质矛盾，使微观非均质矛盾的改善与宏观非均质矛盾的改善相统一，确立了通过改善微观非均质矛盾与宏观矛盾的技术路线，从而达到使多个矛盾一并改善的目的。

“水道”（大孔道或相对大孔道、大裂缝）是治理、改善的微观矛盾；平面矛盾、剖面矛盾是治理、改善的宏观非均质矛盾。

2、科学运用水动力学调整方法，充分利用压力场和流藏来调整油藏，并使之贯彻于措施始终，是地质调整与工艺技术的有效结合，作用如下：

①通过压力场调整，营造调堵的最佳时机（充分降低堵水井主要来水通道的压力），调节堵剂到达的位臵。

②对应注水井措施前停注，以防挤注时邻井产生恶化。

③对应注水井视油井堵水后生产状况决定是否提压增注，增加措施效果。

3、采用多液法、大剂量（400-800方）施工流程，现场配制低粘度易注入体系，进入地层深部后反应生成适当强度的堵水体系，便于强化过程控制，及时调整施工参数，提高了施工的灵活性、安全性。将施工过程当做对该井的监测和再认识过程，增强了措施的有效性。

4、按系统工程思路优化组合挤注段塞体系，使体系间具有相互补偿功效。

①常用解堵体系具有驱油、洗油作用，降低表面张力作用，使油水破乳分离作用，油层保护作用。

②常用深部堵水系具有调驱、调堵、液流转向及深部堵水作用和调节层间各层分配量的作用。

以上诸体系有效复配可相互增效、优势互补，能较大程度地实现对小孔缝的保护、驱油、对水道（相对大孔缝）的有效封堵。

5、可用于以油井堵水为中心的区块综合治理，有助于注水开发单元内开发矛盾的改善。需堵水的井层及部位往往是层间矛盾、平面

矛盾和层内剖面矛盾影响最大的部位，堵水后产液量减少，含水下降，会使井区内地层压力有所恢复。结果使相邻注水井的注入水会向二线井及其它弱见效方向的井波及增强，改善平面矛盾；使部份启动压力较高的层增加水量，使部分启动压力高的层启动吸水，改善层间矛盾；层内堵水后水锥被克服，会使注入水向含油高的部位波及增强，改善层内剖面矛盾。

6、采用笼统挤注施工工艺，对井筒和管柱要求简单，一次施工完成，可大幅度降低施工风险和作业费用。

三、深部堵水体系的原理及施工中的应用

（一）深部堵水体系

厚油层油井深部堵水体系主要有无机深部堵水体系，驱油解堵体系，有机深部堵水体系组成。

无机深部堵水体系：地面粘度低，可泵注性好，双液法注入，地层相遇后产生一定强度，注入安全性好，适应30-140℃的油、水井复杂现场作业的需求。该体系通过引入聚合物材料和增强增韧剂，堵剂固化物韧性好、微膨胀，与封堵层胶结致密，强度可调（2-30Mpa），且耐温，抗盐性好，有效期长，挤注工艺易操作，挤堵成功率高。强度较低的一般用作深部堵水段或保护段，强度较高一般用作封口堵水段或封窜堵水段。

解堵驱油体系：由多种表面活性剂、助表面活性剂和弱碱混合配制而成。根据油井具体状况用于深部堵水前段、中段或后段。清洁疏通调、堵通道，有利于后续堵液的进入；进入地层后能降低原油在

孔壁的表面张力，降低毛管阻力，同时有促进油水重力分异、降低乳化含水的作用；堵水后，前臵液在回采过程中起到三次采油功效，同时可活化增强堵剂强度，使堵水效果提高，有效期延长。

有机深部堵水体系：该体系预交联颗粒凝胶，解决了常规地下交联体系进入地层后，因稀释、降解、吸附、酸碱性条件的变化等复杂原因造成的不成胶问题。进入大孔道后，有变形虫的作用，可清理孔壁原油、增加大孔道阻力，促使液流向小孔道转向。粒径可调，可满足不同地层堵水、调剖和调驱的需要。膨胀速度可控制在10-180min 内，膨胀倍数30-200倍，不受矿化度影响，适合高盐油层堵水、调剖和调驱需要，可抗130℃高温。

（二）深部堵水施工工序

厚油层深部堵水技术充分体现了地质水动力学调整、工艺技术、油田化学等多学科的有效集合。一般施工过程为，采用笼统挤注方法：首先挤注一定量解堵驱油体系，主要视油层状况，原油性质及岩石表面性质等特点来确定驱油剂性能和选型，尽量使其具有洗油、降粘、降表面张力，润湿转向等作用；可处理水道中的孔隙，使堵剂更易与岩石交结；措施后形成指向油区的有效驱油，使原油更容易流向井底；其次可用其携带部分可使后续注入体系有改性、活化等作用的化学剂，用以调节后续段塞的性能。

然后挤注大量无机深部低强度堵水体系，在地层反应后桥堵在大小孔道之间，在高低渗透部位之间建立屏障，使后续的堵水段塞尽量不污染或少污染高含油部位，同时对水道又有较好的堵塞作用。

再挤注较大量的有机深部堵水体系，促使无机深部低强度堵水体系继续往地层深部运移，提高封堵压力，限制无机深部堵水体系在开采过程中的回吐，加强对深部水道的封堵。

最后挤注一定量解堵驱油体系，解除堵剂对部分油层的污染，清洗油流通道，最大限度解放潜力层产能。

充分洗井后，关井3-5天开抽。

四、选井原则及注意事项

厚油层油井深部堵水技术的选井原则：

1、该井广泛适用于砂岩、灰岩深部堵水，水相渗透率20-1000md。

2、有明确的对应水井，连通关系良好，能量充足。

3、油井存在厚度较大油层，最好在5m以上；多层出水，难以准确判断出水层，井况复杂，无法实施分层堵水的油井尤为适用。

4、投产初期含水低，产量较高，投入注水开发后含水上升过快，中后期含水急剧上升，目前含水98%左右；日产液量在40-80方为宜。

5、剩余油丰度较高，有进一步挖掘的潜能。

6、对应水井存在一对多关系，措施后可能改善平面矛盾，使相邻油井受效，扩大至井组效应。

7、主力油层深度在2500m以内为宜。

注意事项：

1、堵水措施前关停对应注水井10天左右，以便堵剂在较低压力下到达地层深部；措施后油井液量不足含水明显下降时应及时合理进行提压增注，补充地层能量。

2、油井深部堵水后大幅限制了注入水的突进，注入水将改变流向，油井见油需要一定时间，部分井可能2-3月后方可见效，期间不能安排其它措施。

3、出砂井不宜；侧钻井不宜；套管漏失量过大井不宜。

五、应用效果

该技术自98年来经历了水井调剖、调驱，油井堵水、驱油、深部堵水等发展历程，在试验应用中不断改进，取得了理论和现场实施效果的突破。

1998年，在大港油田启动了大剂量、多段塞复合调剖技术；1999年，在华北留62、留17块进行主体部位整体调剖+水动力学调整技术；2000-2003年，在吉林、大港整体调剖，应用水力学调整 +油井堵水综合治理技术；2004-09 年，在华北、冀东油田，应用完善厚油层深部综合堵水技术。

其中油井深部堵水技术应用30余井次，有效21井次，施工成功率100%，措施有效率70%，累计增油1.26*104t，降水12.8*104t，有效井平均单井增油599.6t，降水6095t。

具体井例如下：

1、里107-17油井深部堵水

里107断块是一个比较完整的背斜构造砂岩油藏，含油层位Es2。油藏埋藏浅，油层中深1750m。1988年4月投入开发，边底水能量充足，是一靠天然能量保持高速、高效开发的油藏。日产液1088t,日产油115t，综合含水89.4%，采油速度1.3%。累计产油99.7×104t，

采出程度41%。

油藏储层的岩性为浅灰色细砂岩与粉砂岩，根据研究院地球物理室解释资料统计，16口井的平均孔隙度为25.9%；13口井的平均渗透率为593×10-3μm2，有效渗透率为203×10-3μm2，属中等偏高渗透层。油层物性好，厚油层有正韵律性，底部存在有高渗透通道，是边、底水内侵的主要通道，也是油井产水的主要通道。油井投产以后表现为边底水活跃、天然能量充足，油井产液量高，动液面高，无水采油期短，含水上升较快,大部分油井提液增液不增油,表现出明显的边、底水锥进特点。生产中上部油层的水平井产量较高，含水低,生产厚油层中上部的水平井产量较高，含水较低,表现出明显的边、底水锥进厚度不大，油层潜力部位较大的特点。

主力油层单层厚度大、打开程度大，离边、底水近，在油井的近井地带，边、底水受粘性指进、重力作用的影响，会优先选择油层底部突破，并随后水洗、水淹，剖面上基本表现为底部强水淹，中部中水淹，中上部弱水淹的状况，正韵律性沉积会加剧重力作用的这种影响，各油田主产液层普遍具有此规律；在油井的近近井地带，向井筒方向，由于压降梯度不断增大，水洗、水淹剖面会上移，形成一定程度的水锥，将油层中上部的原油围限在地层中（水锁、流度竞争、相渗透率机理），从而形成了层内剖面干扰。

以上因素将导致厚油层过早水淹，会使油井较长期的处于高含水、低效采油条件生产，采油效率降低。

要解决上述低效开发的状况，选择边、底水内侵路径中产量较

低的油井,里107-17井进行单井调堵吞吐，对中上部的弱水淹部位进行有效的保护和有效的驱油，对近近井地带的水锥通道、水窜通道进行调堵、调驱治理，实现降水、增油；并利用边底水能量携带其挤入的调堵、调驱剂沿内侵路径对油藏进行降水、增油处理，使连通的其它油井增效。

施工程序：挤注预处理段塞100m3，保护高含油部位，疏通高含水部位；挤注无机深部调堵段 250 m3；挤注有机凝胶200m3，挤注解驱段塞50m3。5d后下泵生产，泵径44mm，泵深500m。

里107-17井组对应油井6口，调驱后相邻油井1个月开始见效见效，本井2个月开始见效，井组产油从24t上升到34t，含水由95%降到93%，本井4个月后含水大幅度下降，从92%降至72%，日产油由2t升至14.7t，累计增油2500 t。

2、用于单层厚砂岩油井堵水（强37-3井、楚107井）

强37-3井

楚107井

3、用于多层厚砂岩油井堵水（楚107-1）

4、用于多层凝灰质厚砂岩油井堵水（哈8-15井）

哈8-15井产液剖面

5、M7-10井堵水后使M6-9-10井效果改善

六、结论和认识

1、厚油层油井深部堵水技术是一项以堵水为中心，不唯堵水而堵水的综合治理技术，措施效果具有迭加性。

2、加强措施前地质研究论证，对症下药，有的放矢，合理选择调、堵、驱体系，配套优化施工方案，是措施成功的关键。

3、“水道”（大孔道或相对大孔道、大裂缝）是治理、改善的基础矛盾；平面矛盾、层内矛盾是治理、改善的高层次矛盾。

4、该技术段塞包括驱油段塞、保护段塞、弱堵段塞、强堵段塞等，按系统工程思路优化组合挤注段塞体系，使体系间具有相互补偿功效，大大提高了措施成功率。

5、现场配液并笼统挤注施工工艺，便于强化过程控制，及时调整施工参数，提高了施工的灵活性、安全性，简化了作业工序，降低

了作业费用。

6、厚油层油井深部堵水技术是在不断的实践探索中发展创新的一项控水稳油技术，必将在油田开发中后期发挥其不可替代的优势作用，值得进一步推广应用。