调剖、堵水选井原则方法 -
注水井调剖与油井堵水
（3）技术关键： 堵剂的选择性
三、选择性堵水剂
水基堵剂 油基堵剂 醇基堵剂
如何实现 选择性？
l、HPAM（水基）
选择性表现在:
它优先进人含水饱和度高的地层 进入地层的HPAM可通过氢键吸附在由于水冲刷 而暴露出来的地层表面 HPAM分子中未吸附部分可在水中伸展，减小地 层对水的渗透性 提供一层能减小油流动阻力的水膜
络合 水解
羟桥作用
多核羟桥络离子形成
进一步水解和羟桥作用
大的无机阳离子
多核羟桥络离子与HPAM交联
5、铬冻胶
（1）铬冻胶如何形成？ 用Cr3+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带
COO-的聚合物（如HPAM）生成。
聚丙烯酰胺的铬冻胶示意图
Q：Cr3+的多 核羟桥络离 子如何形成？
5、铬冻胶
（2） Cr3+ 可有哪些来源？
硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。 （2）什么是活化剂？ 使水玻璃先变成溶胶再变成凝胶的物质。 常用的活化剂是盐酸。 根据盐酸和水玻璃的混合顺序可分为酸性硅酸凝 胶和碱性硅酸凝胶。
酸性硅酸溶胶
生成: 由水玻璃加到盐酸中生成。
特点: 胶粒带正电。
酸性硅酸溶胶胶团示意图 （假定模数为1）
4、分散体型堵剂
主要是固体分散体。 用于封堵特高渗透层。 粘土／水泥 碳酸钙／水泥和粉煤灰 水泥
五、油井堵水剂的选择
水基堵水剂 单液法堵水剂 冻胶型堵水剂 水玻璃堵水剂
六、油井堵水矿场试验
胜利油田22N169井采油曲线
含油饱和度高
单井油井堵水
k2> k3 > k1
储层改造技术--调剖堵水
等条件选择堵剂。
RE决策技术：通过专家系统的产生式推理方式选择堵剂。本决策系统将 常用的堵剂建成堵剂库，堵剂库中包含堵剂名称、堵剂粒径、堵剂对地 层矿化度的适应范围、堵剂对地层温度的适应范围、堵剂对地层pH值的 适应范围等堵剂的性能参数。堵剂类型选择时，系统将地层参数与堵剂
库匹配，寻求最佳的堵剂类型。
同层水
4． 其
他
原
因
窜层（槽）水 6
油 井 出 水 的 危 害 性
1．消
耗
地
层
能
量
2．油井大量出水，造成油井出砂更为严重
3．危 4．加 5．增
害 重 加
采 脱 污
油 水 水
设 泵 处
备 站 理 负 量
7
担
油井化学堵水的基本原理
将化学剂（堵剂）从 油井注入到高渗透出
使用选择性堵剂 选择性封堵同层水。 打隔板控制底水 锥进，封堵底水 。 封堵水层和高含 水层（准确确定水层和 高含水层） 。
非选择性堵剂主要分为冻胶类、颗粒类、凝胶类、树脂类和沉淀类
等五大类。该类堵剂无选择性，对油层和水层具有同样的封堵能力，应 用的先决条件是找准出水层段，并采取一定措施将油层和水层分隔开。
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四、堵水井的选择
依据油藏及开发资料选择堵水井 1、 油பைடு நூலகம்单层厚度较大(一般要求大于5m)。
砂 岩 油 田 选 井 条 件
适用于40 ℃ ～80℃（添加 临苯二胺：80 ℃ ～ 130℃） 、矿化度 ∠5000mg/L、渗透率∠ 0.3μm2的砂岩或碳酸盐岩 油藏堵水。
适用于40 ℃ ～90℃、空气 渗透率∠ 0.3μm2的砂岩油 层堵水。
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名称 F-HPAM堵 剂
深度调剖及堵水
深度调剖及堵水国内几十年来在治水方面积累了大量的经验教训。
关于水井深度调剖，开始采用高强度堵剂，挤死高吸水层段，这种工艺对全层水淹的井效果显著。
而我国油田属于陆相沉积，非均质性很强，在剖面上层内渗透率差异较大，如果深度调剖施工时将水淹层段堵死，这时注水井主要吸水层段被堵死，原来弱吸水段或不吸水段开始吸水，吸水剖面改变很理想。
但是，由于注入堵剂数量有限，2m 油层挤入500m3堵剂，挤入深度只有12．6m，当低渗透层水线推进到此处时，注入水又会窜入特高渗透层，造成深度调剖失效。
这种工艺每施工一口井增产油量一般不超过500t，个别有相对隔挡层的井或有相当好的潜力层的效果会好些。
根据这一情况发展了深度调剖，即加大堵剂用量，但是，深度调剖深度与堵剂用量是平方的关系，所以堵剂用量加大很多，深度调剖深度增加得并不多。
如2m 油层挤入1000m3堵剂进行深度调剖，深度也只有17．8m ，增产量和有效期改善仍不理想。
近年来深度调剖工艺发展成调驱工艺，即将深度调剖剂改进为可动的弱凝胶（调驱剂），使得深度调剖后调驱剂段塞推进速度稍快于低渗透层段水线推进速度，直到调驱剂段塞薄到一定程度后突破，再注第二个段塞，增产量和有效期都会大幅度提高。
下面只重点介绍调驱工艺。
值得注意的是调驱工艺有两个技术关键，一是必须根据渗透率，用岩心优选驱替剂的粘度，以保证调驱剂推进速度略快于新进水层段的水线推进速度；二是为了挤入调驱剂时尽量减少加强层的伤害，注入压力必须大于调剖层段的启动压差，小于加强层段的启动压差。
这两方面都可以用岩心（或人造模拟岩心）实测。
油井堵水也有类似问题，由于堵塞半径有限，增产量和有效期都很小，所以对孔隙性油藏来说，除非全层水淹否则对层内某层段出水不宜采用堵水措施。
而对块状裂缝性底水油藏，由于无法在水井进行调整，只能利用这类油田的非均质性在油井进行堵水，开始将大裂缝堵死，这样虽然将出水通道堵死，同时也将与大裂缝连通的小裂缝的出油通道堵死，所以效果也不理想。
调剖堵水技术在高含水油井中应用
调剖堵水技术在高含水油井中应用随着石油勘探领域的不断发展，石油开采领域也在不断拓展，高含水油井的开发已成为石油勘探开发领域关注的热点问题。
在高含水油井的开发过程中，堵水技术的应用成为了一种重要的手段，通过调剖堵水技术可以有效地增加油井的产量，并延长油田的生产寿命。
本文将从调剖堵水技术及其在高含水油井中的应用方面进行探讨，以期进一步提高我国高含水油井的开采效率。
一、调剖堵水技术概述调剖堵水技术是一种利用调剖剂改变地层渗透率的方法，从而达到调整油水分布，提高油井产能的技术手段。
该技术的原理是通过注入调剖剂，将调剖剂与地层中的水相挤出，从而改变地层渗透率分布，减小水相渗透，提高油相渗透，减小水驱升高效地采出地层残余油。
常用的调剖剂有聚合物、环烷醇类、表面活性物质等。
调剖堵水技术的优点在于其可以有效地提高油井的产量，延长油田的生产寿命，减少油田开发成本，并且对地下水资源不会造成污染。
目前，调剖堵水技术在石油开采领域得到了广泛应用，尤其是在高含水油井的开发中发挥了重要作用。
二、高含水油井的特点高含水油井通常指含水层在产出口中含水含量超过70%，即水含量占总产出的百分比超过70%的油井。
高含水油井的产生给油田开发带来了很大的困难，因为高含水会导致油井产出的油含量低，产油效率低，降低油井的产量，而且还会造成地层压力的不稳定，产生油轮效应。
高含水油井的特点主要有以下几点：一是油井产出的油含量低，二是油井产量不稳定，三是易引起地层压力不稳定。
由于这些特点，高含水油井的开发一直是石油行业领域的难题。
对高含水油井的开发技术不断进行改进和创新就显得极为重要。
1. 改进调剖剂的配方针对高含水油井的特点，可以针对调剖堵水技术进行改进和创新。
要改进调剖剂的配方，选择适合高含水油井地层条件的调剖剂，以提高调剖剂的适用性和效果。
在高含水油井中，通常选择相对水溶解度低的调剖剂，以避免与地层水相溶解，减少对地层渗透率的影响。
2. 提高调剖剂的渗透性要通过改进调剖剂的配方，提高调剖剂的渗透性，以加强调剖剂对地层的渗透能力，从而改变地层的渗透率分布。
第三篇 第八章 调剖与堵水
第八章调剖与堵水海上油气田的开发特征决定了海上油井必须以较高的采油速度进行生产。
目前，早期注水及超前注水成为提高采油速度的主要方式，而稳油控水是延长海上油井经济开采寿命、提高油田采收率的重要途径，调剖堵水技术是实现稳油控水的主要手段和措施之一。
第一节调剖工艺与技术注水井调整吸水剖面的技术简称注水井调剖。
注水井调剖有两种途径：一种是机械调剖方法，另一种是化学调剖方法。
目前，海上油田基本上采用的是分层注水的机械调剖方法。
然而，机械调剖方法存在一定的局限性，在同一储层非均质性很严重的情况下，用机械调剖方法很难取得好的效果。
机械调剖方法也无法进行地层深部调剖，不能进一步提高水驱扫油面积；而对水平井更是难以实施。
随着海上油田含水率的上升和进一步提高采收率的要求，化学调剖是实现区块调剖的重要手段。
化学调剖是在注水井中用注入化学剂的方法，来降低高吸水层段的吸水量，从而相应提高注水压力，达到提高中低渗透层吸水量，改善注水井吸水剖面，提高注入水体积波及系数，改善水驱状况。
一、注水井调剖原理注水开发的油田，由于油藏纵向和平面上的非均质性及油、水粘度的差异，造成注入水沿注入井和生产井间阻力较小的图8-1高渗透层或裂缝突进或指进而绕过低渗透高阻力区（见图8-1），从而降低了水的波及体积和水驱效果，甚至在注入流体波及不到的区域形成死油区，这不仅会使中低渗透层的原油采出程度降低，而且会使油井过多过早产水，影响油田的稳产、高产，降低油田注水效率，增加原油生产成本。
注水井调剖就是通过向注水井注入化学调剖剂，让调剖剂在井下封堵注水井的高渗透层，改变水流方向，迫使注入水进入原来的中低渗透层，从而扩大注入水的波及体积，提高注入水的利用率。
注入水进入中、低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替了出来，提高了油井的产油量和阶段采出程度。
二、调剖剂及其分类用于注水井调剖的化学调剖剂按其封堵作用的差异可分为冻胶型调剖剂、沉淀型调剖剂和颗粒膨胀型调剖剂等几大类型。
堵水调剖调
二、堵水调剖剂的选择
1、类型 按反应生成物质分为：溶胶、凝胶（冻胶，弱凝 胶）、固体、颗粒。 2、性能指标要求 ⑴ 溶胶：主要以高分子聚合物溶液为主，添加 除氧剂、热稳定剂，使其溶液在一定温度条件下仍 保持溶液在常温下的粘度。
二、堵水调剖剂的选择
⑵ 凝胶： ① 交联时间：初胶时间、终胶时间。 ② 成胶后达到的粘度或针入度范围。 ③ 适应环境 a、温度范围 b、PH值范围、耐酸碱与交联范围 c、耐矿化度范围 d、热稳定性
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12
0.1 0.08 0.06 0.04 0.02
0 5
第一段 第二段 第三段 第四段
30 55 80 105 130 155 180 205 230 255 280 305 330 355 380 405 430 时间 min
交联时间：初胶时间、终胶时间。
粘度 mPa s·
的 确 定
交 联 时 间
热 试稳 验定
性
地
响 试 验
层 水 环 境
影
粘度 mPa s·
粘度 mPa s·
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0 0
5000
4000
3000
2000
1000
0 5
5000
4000
3000
2000
1000
I、下泵恢复生产 。
高含水层
油层
堵剂
高含水层
全井笼统注水井的 分层化学调剖
A、起出原注水管柱；
B、冲砂洗井 ；
油水井调剖堵水新发展
2.6延迟硅酸凝胶堵剂研究
用模数2.8-3.2、含量40%的硅酸钠(工业水玻璃)、1种活化剂 (HHJ)和2种延迟活化剂(YHJ-1和YFU-2)在清水中配成了可延迟胶 凝的硅酸溶液，根据初凝时间和凝胶相对强度(用沉入法估测)评价 其胶凝性能。由3.0%水玻璃、0.1%HHJ、3.0%YHU-1和0.3%的 YJH-2组成的基本配方溶胶溶液的初凝时间为：60℃下为15天， 80℃下为94h，110℃下为6.5h。对基本配方作适当调整，在不同 温度下考察了组分用量的影响，得到以下结果：水玻璃最低必需 量为2.0%；胶凝温度低时可加大HHJ用量；在高温(90℃)下加大 YHJ-1用量，低温(40℃)下加大YFU-2用量，均可导致初凝时间缩 短。在初始水测渗透率1.97-2.63um2的3支洗油砂填充管中注入实 验配方溶胶并在90-95℃胶凝，水测渗透率降至0.164-0.263um2， 堵塞率为90.0%-91.7%。突破压力为1.0-1.5MPa/m。
附录4：油水井调剖堵水新发展
1 颗粒堵水
颗粒凝胶堵剂是将分散的颗粒加入添加剂后形成的固体凝胶，挤入 前具有不分层、不脱水的特性，因此其封堵能力要优于冻胶和其它絮凝 分散颗粒堵剂。但用颗粒凝胶堵剂前必须了解油、水层孔喉直径，在保 证堵剂颗粒不易进入油层的同时能够顺利进入水层，因此要求油水层在 孔径上存在较大差异。对于裂缝性低渗透油藏，这种差异一般符合颗粒 凝胶堵剂使用条件。堵剂颗粒根本进不了特低渗透地层孔隙，主要进入 裂缝及大孔道。颗粒凝胶经过24h固化后对裂缝水道具有较好的封堵效 果。虽然颗粒不易进入油层，但堵剂中的水可以进入低渗透层，因滤失 的影响使堵剂在低渗透井段井筒表面形成致密滤饼，起到暂时封堵作用。 在注入压力及井筒液柱压力的压实作用下，这种滤饼形成速度较快而致 密。使得随后挤入的堵剂很难进入出油井段，从而对油层具有较好的保 护作用。堵水后通过选点复射很容易解除滤饼堵塞。
堵水调剖技术综述
022 中国化工贸易网堵水调剖技术综述曾 婷（辽河油田锦州采油厂，辽宁凌海 121209）摘 要：油田在生产开发过程中都会出现油井出水的问题，特别是在注水开发油田。
调剖堵水技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳定的有效手段。
正确认识油田的注入水流动特征，准确描述高渗透层的窜流类型和相关特征参数，筛选堵剂，调剖堵水方案的优化，对提高调堵效果、改善水驱环境、提高采收率至关重要。
关键词：调剖堵水 选井 堵剂前言油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（一）吸水剖面与调剖对于注水井，由于地层的非均质性，地层的每一层的吸水量都是不平衡的，每一层的每一部分的吸水量都是不同的，这反映在吸水剖面上。
地层吸水的不均匀性，为了提高注入水的波及系数，需要封堵吸水能力强的高渗透层，称为调剖。
（二）产液剖面与堵水对于油井，由于地层的非均质性，每一层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同，其产液剖面是不均匀的。
封堵高产水层，改善产液剖面，称为堵水。
堵水能够提高注入水的波及系数。
堵水的成功率往往取决于找水的成功率。
除了直接测定产液剖面外，还可以利用井温测井等方法来确定出水层位。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
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图1.2 选剂流程图
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3.多参数对比法
将化学剂对地层温度、地层水矿化度和注 水井的PI值的适用范围分类列出。编成数据库 进入筛选软件系统。堵剂筛选的第一步是根据 以上三项指标筛选出一种或数种可用的化学剂 。第二步是对初选的化学剂进行成本对比，选 择优质廉价的化学剂。
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五、区块整体调剖筛选
根据效果预测得出的投入产出比，对照中国 石油天然气集团公司统一制定的筛选标准，若投 入产出比大于 1:4，则该区块为适合整体调剖区 块；若投入产出比小于 1:4，则为不适合整体调 剖区块，不宜进行区块整体调剖。
2
筛选决策的主要内容
目前国内研制和开发了3 套筛选方法和软件系 统。即由中国石油天然气总公司石油勘探开发科学 研究院研制的 RS(油藏模拟) 筛选方法和软件系统 ，石油大学( 华东 )研制的PI决策技术和RE( 油藏 工程) 优化决策技术等三套筛选决策技术。筛选方 法是在进行 5个单项筛选结果的基础上，进行综合 评价，作出一个油田区块的整体筛选评价结果。
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1. PI值筛选方法
参照油井含水状况和生产动态及油井产液剖面选择 低 PI 值区的有潜力层段的油井作为油片堵水的处理 目标。 2.生产动态参数综合评定法 (1) 产液剖面法：多层产液剖面中有明显的高产水 层段的油井，单层生产产液剖面明显差异的高含水井 ，封堵目标是高含水层或高含水层段。 (2) 存在多条裂缝或水平缝较发育的高含水井，封 堵高压高含水裂缝段。
6
图1.1
选井过程流程图
选井
视 吸 水 指 数
指 示 曲 线
压 降 曲 线 分 析
渗 透 率 非 均 质 性 垂 向 非 均 质 性
吸 水 剖 面
平 面 非 均 质 性
含 水 和 产 液 量
剩 余 产 量
周围油井动态
吸水能力
油层非均质性
综合决策 选井结果 7
二、调剖层位的筛选方法
对笼统注水井吸水剖面中显示最大
2.孔喉尺寸决策法
以地层孔喉尺寸的大小为主要决策因素，参照堵剂 学性质与地层水的配伍性，堵剂的热稳定性与地层温 度及堵剂的稳定性与地层流体的pH值等关系。主要选择 堵剂颗粒直径为19～13地层孔喉直径的化学堵剂。
12
开始
侯选井注水动态
矿化度
PI值
WI值
KI值
地层温度
调剖类型
适合该井调剖剂 现场实际 调剖剂种类
3
单项筛选项目为：
(1) 调剖井和层位的选择； (2) 堵水井和层位的选择；
(3) 调剖、堵水井用化学剂的选择；
(4) 化学剂用量优选； (5) 调剖、堵水效果预测。 在以上5个项目筛选结果的基础上，参照筛选标准 ，作出油田区块整体筛选的最终决策。
4
一、调剖井的筛选方法
注水井调剖选井一般遵循以下原则：
① 位于综合含水高，采出程度较低，剩余饱和度较 高的开发区块的注水井； ② 累计注采比尽量接近于1,这时最需要启动新层； ③ 与井组内油井连通情况好的注水井； ④ 吸水和注水良好的注水井； ⑤ 吸水剖面纵向差异大的注水井； ⑥ 注水井固井质量好，无窜槽和层间窜漏现象。
5
在选井方法上以 RS 软件的方法为主体加以论述 。这里介绍多参数模糊数学综合评判法。本方法为根 据影响调剖井选择的主要参数进行筛选决策，最后提 出筛选结果，包括注水井的吸水指数、视吸水指数、 井口压降曲线、渗透率变异系数、吸水剖面、油层平 面非均质性、反映注水井对应油井的含水和产液能力 、采出程度及控制储量等。多项参数对选择调剖井的 影响是非确定性的，有的值越大越有利于调剖井选择 ( 以下称偏大型 )，有的则相反(以下称偏小型)。因 此需对多种参数建立模糊数学综合评判模型进行优选 。选井过程流程图见图1.1。
9
⑥ 油井固井质量好，无层间窜槽，见水特征为底水 锥进，由高渗透层造成水淹，而不是水泥环破坏窜槽 引起；
⑦ 具有明显的油水界面，油井出水层位清楚；
⑧ 地层非均质，出水层渗透率大于出油层渗透率， 垂直渗透率接近水平渗透率；
⑨ 油井动液面高，因高液面表面产水量超过了泵抽 能力，通过降低产水量，使液面下降，可提高产油所 需的压差。
(3) 要求候选井有接替生产能力的油层、层段或裂 缝段的油井。
11
四、化学堵剂筛选方法
1.专家系统推理法
利用专家系统和常用调剖剂性能的数据库确定调剖 剂类型。调剖剂的选择主要考虑调剖剂与地层和地层水 的配伍性(地层水矿化度、地层温度)、注水井的吸水能 力和调剖类型(深调还是浅调)等。选剂流程见图1.2。 图1.2中WI为强吸水层位每米油层吸水指数；KI为每米 油层视吸水指数；PI为井口压降曲线平均值。
调剖、堵水选井原则方法
1
调剖：为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的 波及系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化 学药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使 注入水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施。 堵水技术：对于油井，由于地层的非均质性，每一 层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同 ，其产液剖面是不均匀的，为了提高注入水的波及系数 ，必须封堵高产水层，改善产液剖面。
和较大的吸水层进行调剖，对分注井在
消除注水嘴损的条件下，对每米吸水指
数最大和较大的层进行调剖。
8
三、堵水井和层位的筛选方法
油井堵水选井应以储量为基础，选择由于水窜导致含 水上升过快，使油井失去生产能力，但剩余储量又较高的 油井，一般原则是：
① 初期产能高，目前供液能力强，累计产油量低， 动用程度较低； ② 累计水油比不大于1，一般不超过2； ③ 水驱控制高，波及体积大的区域内高含水井； ④ 综合含水高（不小于80%），以注入水型为主，注 采关系清楚； ⑤ 油井单层厚度较大，具有丰厚的剩余可采储量， 一般要求单层厚度在5m以上；