调剖技术与堵水技术
堵水、调剖技术方面的概述

堵水、调剖技术概述发布:多吉利来源:减小字体增大字体堵水、调剖技术概述油田开发到中后期,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)。
注入时,这两种工作液用隔离波隔开,但随着工作液向外推移,隔离液越来越薄。
当外推至一定程度,即隔离液薄至一定程度,它将不起隔离作用,两种工作液相遇产生封堵地层的物质。
由于高渗透层吸入更多的工作液,所以封堵主要发生在高渗透层,达到调剖的目的。
(2)选择性堵水工艺:利用产液剖面等测试资料,确定出水部位后,进行选择性堵水。
调剖、堵水选井原则方法 -

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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。
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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。
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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
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
调剖堵水

水膨体型调剖剂
颗粒分散型调剖剂 颗粒固结型调剖剂
双液法调剖 剂
3、按封堵半径分类 渗滤面调剖剂 近距离地层调剖剂 远距离地层调剖剂
二、主要调剖剂的反应机理
1、铬(锆)冻胶调剖剂 铬(锆)冻胶调剖剂是以 Cr3+ ( Zr4+ )离子为交联 剂的单液法调剖剂,通过生成铬(锆)的多核羟桥络离 子,再与部分水解聚丙烯酰胺中的 -COO- 基发生交联反 应,生成具有网状结构的铬(锆)冻胶。 2、硅酸凝胶调剖剂
大于5 MP 所以该区块需要调剖,且1、2和3号井为 a 调剖井;4和5号井不需要处理,6号井为增注井。
2、调剖剂的选择
注水井的调剖剂按3个标准选择: 1)地层温度; 2)地层水矿化度;
3)注水井的PI改正值。
调剖剂的选择
× ° µ ã Î Â ¶ È ò º Ð Å 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ôÆ µ Ê ¼ Á ¨¡ £ æ £ © ± Í Õ Á Ð ü · ¡ Ì å Æ Í · Á /Ë ® Ä Ð ü · ¡ Ò º ® Å Ë ò Ì å Ð ü · ¡ Ì å õ ¶ · ± ½ º õ ¶ · ± ½ º Ë « Ò º « ¨ ® ° Ë £ Á § -Ñ Î Ë ® ® ° Ë £ Á § -Á ò Ë ® Ñ Ç Ì ú ® ° Ë £ Á § -È Â » ¯ · Æ ± Í Õ Á -¾ Û ª û Ï © õ £ © « ± Í Õ Á -· õ ¶ ± ½ º 30« ¡ 360 30« ¡ 120 30« ¡ 90 30« ¡ 90 30« ¡ 90 30« ¡ 150 30« ¡ 360 30« ¡ 360 30« ¡ 90 30« ¡ 90 × µ ° ã Ë ® ¿ ó » ¯ ¶ È ¨Á £ ¡ 104mg.L-1© £ 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 6 0« ¡ 6 0« ¡ 6 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 6 ¢ Ë ¬ ® ¾ ® PI µ Ö ¨ £ MPa© £ 0« ¡ 8 0« ¡ 6 0« ¡ 8 1« ¡ 18 3« ¡ 20 8« ¡ 20 3« ¡ 16 2« ¡ 14 0« ¡ 8 0« ¡ 4
调剖、堵水技术的新进展

数据处理系统
轻松表格 全屏编辑
数据库
其中数据库方式和轻松表格方式全部是在表格提示方 式下输入与修改的。
选层决策
单因素选井决策
渗透率
产液剖面
含水率测井 流量计测井 其它手段分析方法人工油井堵水选层决策。
堵剂决策
堵剂类型决策 堵剂用量决策
施工设计
根据前几项决策对堵水井进行施工参数设计及施 工要求设计。
调剖技术
含油污泥深部调剖技术
微生物调剖堵水技术 复合段塞调剖技术
精细化学调剖技术
堵水技术
堵水防砂一体化技术
中子寿命与地层测试找油堵水一体化技术
智能堵水技术
区块整体调剖堵水决策及施工设计软件
注水井调剖技术
含油污泥深部调剖技术
含油污泥 是原油脱水处理过程中伴生的
工业垃圾
泥 质
中子寿命与地层测试找油堵水一体化技术
作用:
两者的相互结合能省时高效地完成找油找水、 确定油水比、产能等多项工作。
地层测试技术的核心内容是利用各种封隔器和 井下开、关井工具,构成一套临时的生产系统, 使地层进行短期生产,以确定地层流体的性质、 产能等数据。
通过分析确定出水层位后,下入封隔器或桥塞 进行堵水。
细菌及其代谢产出的生 物聚合物急剧扩张,孔 隙越大细菌和营养物积 聚滞留量越大,形成的 生物团块越大。
微生物调剖堵水技术
特点:
适应性强 见效快 施工简便 不伤害地层 不污染环境
无毒无害
使用安全
汇 报 提 纲
调剖技术
含油污泥深部调剖技术
微生物调剖堵水技术 复合段塞调剖技术
精细化学调剖技术
中子寿命与地层测试找油堵水一体化技术
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。
第八章 调剖与堵水简介

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183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。
2油水井调剖堵水剂讲解

质。
碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钠。
乙酯、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、柠檬酸、甲醛、苯酚、 邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚等。
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
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和碱性硅酸凝胶。
酸性硅酸溶胶
生成:
酸性硅酸溶胶是由水玻 璃加到盐酸中生成。
特点: 胶粒带正电。
2
高渗透层 (含油饱和度低)
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的含义:
狭义: 调整注水油层的吸水剖面。 广义: 从注水井进行封堵高渗透层的工作,从而
迫使注入水波及到含油饱和度较高的中、 低渗透层,从而起到提高注入水的波及系 数和降低油井含水的目的。
3
4
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的目的:
改善地层非均质性,提高注入水波及系数, 从而提高采收率。
优点:
能充分利用药剂,堵剂混合均匀后注入地层,
经过一定时间后,所有堵剂都能在地层中起封堵
作用。
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1、硫 酸
(1)调剖机理
硫酸先与近井地带的碳酸盐反应,增加了注 水井的吸水能力; 产生的硫酸钙、硫酸镁将随酸液进入地层, 饱和后析出,形成堵塞; 由于高渗透层进人的硫酸多,主要堵塞发生 在高渗透层。
5、铬冻胶
(2) Cr3+ 可有哪些来源?
KCr(SO4)2、CrCl3、Cr(NO3)2、Cr(CH3COO)3
由Cr6+(如K2Cr2O7、Na2Cr2O7)用还原剂(如
Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3)还原得到
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6、水膨体
水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的 聚合物。
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一种边沿技术即调驱技术。
二、调剖技术
1.注水井调剖的重要性
1)注水井调剖是从水的源头上控制水
从地层产出。
2)注水井调剖的最终目的是通过提高 水的波及系数提高原油的采收率。
2. 区块整体调剖技术中的组成技术
调剖工作应在区块整体上进行,区块
整体调剖技术有5种组成技术:
1) 油藏精细描述技术; 2) 剩余油研究技术; 3) 区块整体调剖的决策技术; 4) 区块整体调剖的单井技术;
渗透层突入油井,就起不到驱油作用。 由于三次采油所使用的驱油剂相当昂贵,所以三 次采油比二次采油(水驱)更需要调剖堵水。
4. 调剖堵水的发展趋势
1)与堵水技术相比,调剖技术仍是主导技术; 2)堵水技术将有重大进展; 3)调剖技术+堵水技术成为提高采收率的重要技术; 4)调剖技术、堵水技术与驱油技术结合起来,形成
调剖技术与堵水技术
(石油大学,华东)
二〇〇三年三月
提纲
一、前言
1.调剖堵水的概念
2.调剖堵水的意义
3.调剖堵水的过去和现在 4.调剖堵水的发展趋势
二、调剖技术
1.注水井调剖的重要性
2.区块整体调剖技术中的组成技术
3.区块整体调剖技术中的决策技术
4.区块整体调剖技术中的调剖剂技术
5.区块整体调剖技术的应用潜力
2. 调剖堵水的意义
调剖堵水的目的是提高原油采收率。
水驱采收率 = 波及系数×洗油效率
波及系数—驱油剂波及到的油层容积与整个
含油容积的比值;
洗油效率—驱油剂波及到的地层所采出的油
量与这个地层储量的比值。
调剖堵水是通过封堵高渗透层,提高注入水
的波及系数,达到提高采收率的目的。
k2>k1,k2>k3 k1 k2 k3
一个区块注水井的井口压降曲线
1—798井;2—2605井;3—606井;4—6320井;5—7-7井; 6—703井;7—607井;8—6010井;9—707井;10—504井
区块注水井按PI改正值的排列
PI 值 PI 改正值 q / h平均值的归整值 (q / h)
一个区块的注水井按 PI 改正值大小的排列 序号 井号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 798 2605 606 6320 7-7 607 703 707 504 6010 平均 q 3 -1 (m · d ) 25.0 46.0 92.0 55.0 276.0 45.0 83.0 52.0 68.0 30.0 77.2 h (m) 70.6 99.0 99.6 121.8 90.0 61.0 76.0 75.0 79.8 116.4 88.9
2) 国外
在80年代前期,将调剖堵水技术作为三次采油前
地层的预处理技术。
ห้องสมุดไป่ตู้
在80年代后期至今,将调剖堵水技术作为一种重
要的提高采收率技术。
除调剖堵水外,也可通过三次采油提高原油的采
收率。三次采油不仅通过提高波及系数,而且还可通 过提高洗油效率提高原油采收率。
三次采油需用到各种驱油剂。若这些驱油剂沿高
这种决策技术称为PI决策技术。
PI决策技术可解决区块整体调剖的6个问题: 1)判别区块调剖的必要性; 2)决定区块上需调剖的井; 3)选择适当的调剖剂用于调剖; 4)计算调剖剂用量; 5)决定重复施工时间。 6)预测区块调剖的效果。
PI决策技术
注水井井口压降曲线与PI值
PI 值按下式定义:
PI =
注入水沿高渗透层突入油井
k2>k1,k2>k3 k1 k2 k3
堵剂
注水井调剖
k2>k1,k2>k3 k1 k2 k3
堵剂
油井堵水
k2>k1,k2>k3 k1 k2 k3
堵剂
堵剂
油水井对应调剖堵水
3. 调剖堵水的过去和现在
1) 国内 我国十分重视调剖堵水工作。至今,这项工作的发展已经 历了六个阶段: 第一阶段是60年代,为油井单井堵水阶段。 第二阶段是70年代,为水井单井调剖阶段。
注水井注水地层的吸水剖面是不均匀的。
一口注水井的吸水剖面
注水地层的吸水剖面说明,地层存在高渗透
层。注入的水必然首先沿高渗透层突入油井,引
起油井产水率的提高和油井产量的降低。
2) 油井堵水
油井堵水是指从油井减少水的产出。
油井产出的水有不同的来源:
(1)来源于注入水;
(2)来源于边水;
(3)来源于底水。
6.调剖技术的发展趋势
三、堵水技术 1.油井堵水的重要性 2.区块整体堵水技术的组成技术
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.油井堵水技术的发展趋势
四、结束语
一、 前言
1. 调剖堵水的概念
这里的调剖是指注水井调剖;
这里的堵水是指油井堵水。
1) 注水井调剖
注水井调剖是指从注水井调整注水地层的吸 水剖面。
t
0
p (t )dt t
式中, PI ——注水井的压力指数(MPa); p(t) ——注水井关井时间t后井口的油管压 力(MPa); t ——关井时间(min)。
PI值的理论基础
12.5 re2 c q PI ln 15kh kt
式中,q——注水井日注量(m3· d-1); ——流体动力粘度(mPa· s); k——地层渗透率(m2); h——地层厚度(m); ——孔隙度(%); c——综合压缩系数(Pa-1); re ——注水井控制半径(m); t——关井测试时间(s)。
第三阶段是80年代前期,为井组的油水井对应调剖堵水阶段。
第四阶段是80年代后期,为区块整体调剖堵水阶段。 第五阶段是90年代前期,为区块整体以调剖堵水为中心的综 合治理阶段。其中的综合治理包括注水井增注、油井提液、改 变注采井别、调整生产层系和打调整井等。 第六阶段是90年代后期,为区块整体调剖堵水与驱油的结合 阶段,即调驱阶段。发展了单液法调驱技术和双液法调驱技术。
5) 区块整体调剖效果的评价技术。
3. 区块整体调剖技术中的决策技术
为使调剖能体现出整体观念,从而成为其他 综合治理的中心,必须有决定调剖重大问题的一 套办法。这套办法通常叫调剖的决策技术。
这里提供一种决策技术,主要使用由注水 井井口压降曲线计算所得的压力指数(Pressure Index,PI)并结合其他测试数据进行决策,因此
区块注水井井口压降曲线的测试
1.将注水井的日注量调至指定的数值,稳定 注水一天。 2.测定前.井口压力表要经过校正。 3.测定时,记下注水压力(油压、套压、泵 压)和实注量,迅速关井,记下关井开始的时间, 从这一时间起读井口压力,一直至压力变化很小 为止。在读数期间,若压力下降快则加密读数 (例如 0.5 min 或 l min);若压力下降慢,则延 长时间读数(例如 5 min 或 10 min)。 4 .以时间( min )为横坐标,以压力( MPa ) 为纵坐标,画出注水井井口压降曲线。