堵水调剖技术的现状及进展赵修太 中国石油大学(华东)

非选择性堵堵水剂
树脂型堵剂
– 酚醛树脂 – 脲醛树脂 – 环氧树脂
冻胶型堵剂
– – – – – 铝冻胶 铬冻胶 锆冻胶 钛冻胶 醛冻胶
凝胶型堵剂 沉淀型堵剂 分散体型堵剂
1. 堵水调剖技术概述
目前我国大部分油田进入高含水期，含水率高达
85%以上，部分油田大于90%； 全国油田年产水达7亿方，每采出1方水(包括水处 理费）需10~25元/方 全年降低产水率一个百分点，可节约7万~1.75亿 元人民币
示踪剂技术研究进展
非放射性同位素示踪剂
• 又称为第三代技术、稳定同位素示踪技术，属于八十年 代末技术，主要以存在于一定药剂中、可以活化的非放 射性同位素等为代表，检测手段为中子活化技术，用 能谱检测其活度，检测最低检出限可以达到10-12 （ppt 级）的级别。 • 非放射性同位素示踪剂由于具有放射性同位素示踪剂的 优点，同时克服了放射性同位素示踪剂在投加、取样、 管理等方面的缺点，因此，应用前景被看好。但是非放 射性同位素示踪剂需要进原子反应堆激活，因此在缺少 专业部门参与的情况下难以完成检测。
性向半定量、定量化发展。
示踪剂技术研究进展
纵观示踪剂的发展过程，将其分为四代： 化学示踪剂
• 又称为第一代技术，属于五十年代技术，主要以各 类无机盐、染料、卤代烃和醇为代表，其性态可以 是液体、气体、固体等，检测工具包括分光光度计、 色谱等，检测最低检出限只能达到10-4～10-6（ppm 级）的级别。
示踪剂技术研究进展
微量物质示踪剂
• 又称为第四代技术（或叫做特殊化学示踪剂）， 属于九十年代技术，利用在地层及其所含流体 中没有或者含量极微的微量元素作为示踪剂， 检测技术先进，使用Mark-26-two或HR-ICP-MS 等先进仪器检测，检测最低检出限可以达到 10-15（ppq级）的级别。
F (k ) h / H
H:总厚度；m ，h: ∑△h 累积厚度；m , k: 渗透率；um
由分布函数F(k)与密度函数f(k)关系，得到:
k d h Hf ( k ) d
由随机变量的数字特征：
k

k max o
0
kf ( k ) dk
根据高渗通道的划分标准和各井区的地质
特点，确定各井区高渗通道界限 k cd .
改善水驱效果的水动力学方法：
周期注水（不稳定注水） 改变液流方向 强化注采系统的变形井网 补充点状和完善排状注水系统 提高排液量 堵水与调剖技术 各种调整方法的结合
区块调剖堵水技术发展概要：
40－50‘s, 油井单井堵水（机械、化学）技术； 70’s－80’s 水井单井调剖技术； 80‘s 后期，区块整体调剖技术； 90’s 以调剖为中心的综合治理技术、封堵大孔道技术； 90‘s 中后期，2＋3技术、深部调剖技术（凝胶、
目
录
1. 堵水调剖技术概述 2. 油藏工程技术研究
3.堵水调剖决策技术
4.堵水调剖堵剂技术 5.堵水调剖工艺技术
2. 油藏工程技术研究
2.1 高含水期剩余油分布
研究剩余油在不同地质规模存在的空间位置、形态、数量
甚至随时间的变化。
为调剖堵水技术的成功有否物质基础提供依据
第一级：微规模（Micro）
泡沫胶）、多轮次调剖技术……。
总之，堵剂与工艺的研究活跃，油藏工程研究薄弱。
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1. 堵水调剖技术概述
单液法调剖 硫酸 硫酸亚铁 硅酸凝胶 锆冻胶 铬冻胶 水膨体 酚醛树脂 石灰乳 粘土／水泥分散体 其它
其它: A、粉煤灰（可复合粘土、水 泥等） B、复合颗粒（无机、有机复 合） C、木屑 D、橡胶粉 E、水泥砂 F、复合纤维 G、工业废料等
1. 堵水调剖技术概述
双液法调剖
沉淀型双液法堵剂 凝胶型双液法堵剂 冻胶型双液法堵剂 泡沫型双液法堵剂 絮凝体型双液法堵剂 其它
1. 堵水调剖技术概述
油井堵水
选择性堵水法 – 水基堵剂 – 油基堵剂 – 醇基堵剂 非选择性堵水法 ．树脂型堵剂 ．冻胶型堵剂 ．凝胶型堵剂 . 沉淀型堵剂 ．分散体型堵剂
1. 堵水调剖技术概述
选择性堵水剂
剖作业，成千上万方的注入，所用的颗粒直径小则
100目，大则几目，按颗粒“3架桥、1/9通过”理
论，地层渗透率可达数万达西以上。
高含水期油藏非均质现状再认识
达西渗流定律理论已不完全实用 • 大孔道计算结果：表明已不是渗流问题 • 聚合物驱软件：无法拟合压力指标 • 凝胶类堵水调剖剂注入问题：岩心实验阻力系数 上百， 注入压力变化不大。 常规堵水调剖技术效果下降 • 堵水调剖效果变差: 80-90年代有效率达75%以上， 90年代以后，有效率大大较低，油井有效率不足 50%，水井调剖效果变差。调堵技术越来越先进， 而总体效果没有提高。调剖效果越来越差，难度 越来越大。
低渗油层 夹层 高渗水层
注入水
油
调剖剂
夹层
深部调剖示 （1）意图
注入调剖剂 调后水驱 调剖剂主要进入 注入水进入低渗油层， 高渗水层 绕过凝胶屏障后，进入
水层，增加了波及体积
低渗油层 高渗水层
注入水
油
调剖剂
深部调驱 （2）示意图
注入调驱剂 调后水驱 调驱剂选择性地 凝胶在注入水的作用下 发生运移，扩大了注入 进入高渗透层
矿物颗粒、空隙尺寸
扫描电镜、薄片、光刻微观模型 研究剩余油在空隙内部 的分布、数量和性质
第二级：小规模（Macro） 确定油藏特性：Ø，k , Ct , Pc , krp--So 实验室各种岩心实验、驱替实验、测饱和度 第三级：大规模（Mega） 注采单元内（间）对流体流动的主要障碍 油藏数值模拟、油藏工程测试 研究剩余油在实际油藏内的分布状况
示踪剂技术研究进展
示踪剂的根本特征是其示踪特征，即示踪
剂与被示踪流体行为特征同步（如运动速度、
扩散速度、性态同步），或者二者之间具有可
以量化的联系，示踪剂的监测结果能够定量或
者定性的反映被示踪流体的运移规律和特征。 随着科技的发展，示踪剂的发展主要体现在两
个方面：一个方面是示踪剂的类型和检测手段
的更新，另一方面是示踪剂对流体的示踪由定
• 化学示踪剂具有用量大、需作业泵入、成本高、测 试精度低、部分对原油后加工及环境存在影响以及 解释过程中不确定因素过多等缺点，因此呈现逐渐 淘汰的趋势。
示踪剂技术研究进展
放射性同位素示踪剂
• 又称为第二代技术，属于七十年代技术，主要 以氚水、氚化烷烃、氚化醇等为代表，检测工 具包括液相闪烁仪等，检测最低检出限可以达 到10-9（ppb级）的级别。 • 放射性同位素示踪剂由于用量少、井口直接加 入、易检出、价格便宜等优点。但是放射性同 位素示踪剂的投加、检测需要专门的人员和部 门，另外，还要符合国家有关放射性药剂管理 要求，因此需要联合专业部门来完成有关的测 试环节。
大孔道识别与计算
示踪剂产出曲线解释方法
示踪剂产出曲线的物理模型：
－ 示踪剂在多孔介质中的流动
（纵向扩散和横向扩散〕
－ 示踪剂在均质油藏中的流动
（连续注入和段塞注入〕
－ 示踪剂在非均质油藏中的流动
（多层叠加〕
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6000
600
4000
400
2000
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1980
1985
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1995
2000
0 2005
我国油田历年堵水调剖效果统计
改变水的流度 控制含水上升规律的因素—— ——注聚合物
5、孔道非均质：驱油效率 6、表面非均质：驱油效率
调剖堵水
4、孔间非均质：次生大孔道 调剖堵水 三次采油 三次采油
非正常出水原因： 油层纵向上非均质性；
次生高渗透通道的形成；
注采单元间的不平衡。
高含水期油藏非均质现状的认识
非均质恶化程度
（1）示踪剂解释结果：大孔道一般只占吸水厚度的
5%~10%，渗透率成百上千达西。 （2）聚合物驱现状：大庆聚合物过早突破问题， （3）现场调剖施工经验： 颗粒类、交联聚合物凝胶 堵剂的顺利注入，粘土、石灰粉、凝胶颗粒等现场调
水的波及体积
低渗油层
高渗水层
注入水
油
调剖剂
油藏的非均质性——普遍存在的现象 ——储层的非均质性从宏观到微观
可分为不同层次；
——不同层次非均质性对不同开发
阶段的影响是不一样的。
储层的非均质性从宏观到微观分类：
1、层间非均质：Ev
2、平面非均质: Ea
开发层系划分
布井方式
3、层内非均质: Ev Ea
堵水调剖技术的现状及进展
赵修太 中国石油大学（华东）
目
录
1. 堵水调剖技术概述
2. 油藏工程技术研究
3.堵水调剖决策技术 4.堵水调剖堵剂技术
5.堵水调剖工艺技术
1. 堵水调剖技术概述
油井五大问题： –砂、蜡、水、稠、低等. 注水井的问题: –出砂，吸水剖面不均匀或水注不进去等。
1. 堵水调剖技术概述
对策
●两相流体流度比 调剖堵水 （形成非活塞式驱替，正常出水） 技术 ●储层的非均质性 （形成水窜，非正常出水） ●油田开发方法 提高决策的 科学性 （人为因素，恶化/改善出水）
近井地带窜漏