注水井大剂量深部调剖技术研究及应用
我国油田化学堵水调剖剂开发和应用现状
我国油田化学堵水调剖剂开发和应用现状一、引言油田堵水包括在生产井堵水和在注水井调整吸水剖面两种措施。
堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂, 调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂, 两种剂有共性, 也有特性,但以共性为主, 多数情况两剂可以互相通用。
为方便起见, 有时把两种剂统称为堵剂。
可以通用的堵剂, 在使用时性能上需作适当调整。
一般情况下, 用于堵水时用量较少, 相应的可泵时间较短, 要求强度较高。
用于调剖时用量较大, 可泵时间则要求较长, 有些剂需用延迟凝胶技术或双液法注入工艺才能满足大剂量注入的要求。
当然也有一些剂不能或不宜通用。
堵水调剖技术要在油田应用中获得成功、产生效益，除有好的堵剂外，还必须深入研究油藏及处理工艺，三者互相配合，不可偏废。
二、油田化学堵水调剖开发研究1.堵水调剖物理模拟由于油田在开采过程中，无法预知地底的实际情况，仅能够依据地面影像、超声波、附近区域地质等情况预测地层下实际的油层情况，因此通过微观模拟技术和核磁共振成像技术研究了聚合物冻胶在多孔介质中的充填、运移和堵塞规律，从而初步模拟化学堵水调剖剂在深入地层之后的具体情况，例如：聚合物冻胶提高注入水的波及体积、调整吸水剖面、改善水驱采收率的微观机理。
从整个研究表面，冻胶类的调剖剂能够对高渗透的大孔道实现堵塞，强迫注入水向低渗透层进行挤压，这扩大了注入水的波和体积，从而提高了注入水的利用率。
注入水进入低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替出来，提高了产油量和阶段采出程度。
同时，试验对层内堵水调剖时的堵剂用量、调剖时机、段塞个数等因素对堵水调剖效果的影响进行了研究，结果表明：多段塞效果好于单段塞；调剖时机越早越好；堵剂用量越大越好，但从经济效益考虑，认为0.2PV较为合适。
影响冻胶类堵荆封堵效果因素分析从冻胶类堵水效果进行分析表明了，冻胶类堵剂随着堵后注水速度的增加封堵率下降，且两者具有较好的双对数直线关系；弱冻胶随着渗透率的增加封堵率下降，强冻胶可使不同渗透率的岩心的渗透率减少到近似同一个值，同时对冻胶类堵剂堵水不堵油的机理进行了探讨。
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调剖堵水技术是一种应用于高含水油井的一种水平井工艺，旨在提高油井采收率，降低含水率，进一步延长油井使用寿命。
在高含水油井的开发过程中，由于胶体粘部分、化学反应、沉积物生长和反渗透作用等因素的影响，油井产出受限，井网压差增加，油水界面下降，使井筒中水含量日益增多，影响采油效率。
而调剖堵水技术能够有效解决这些问题，提高油井产出与采收率，从而提升整体油田开发效率。
调剖堵水技术的原理是利用调剖剂、堵水剂和水泥等材料在高含水油井中形成一系列具有特定功能的过滤屏障，包括分散性调剖屏障、堵塞性堵水屏障、黏度调节屏障、流量平衡屏障等，从而实现高含水油井的管柱控制、防水、深部膨胀和合理调节油井产量。
调剖剂、堵水剂和水泥等材料通过注入高含水油井，填充井筒缝隙，封锁井眼，改变井筒流动路径，开采更多油藏，提高采油矿井的采收率。
在调剖堵水技术的具体应用过程中，需要根据不同井型和井深等因素选择适合的调剖剂和堵水剂。
在注入调剖堵水剂前，需要先进行强制水宣洗井一次，以清洗孔隙和裂隙中的沉积物和杂质。
随后在井筒中注入调剖剂和堵水剂混合液，使其均匀分布在井筒中。
在注入混合液的同时，油井产量会有所下降，但在几个小时后产出会有所恢复。
调剖堵水后，需要进行封孔固井工艺，将井筒的缝隙密封，防止堵塞材料从井筒中流失。
总体而言，调剖堵水技术在高含水油井中应用优势明显，其能够有效地控制高含水产井的水声压差，增强油井采出层和开发层之间的连通性，提高井网的整体采收率，减少油水混合物的排放，达到环保目的。
但需要注意的是，在具体应用过程中，需要根据实地情况进行综合评估和调整，以保证技术能够发挥最大的作用。
调剖设计模板
一、油藏特征和开发现状1、油藏特征2、开发现状二、注水井调剖剂的工作原理及设计原则1、注水井调剖剂的工作原理国内外注水井调剖工作近年来基本上有一个共识，多采用聚合物作为主剂，在特殊条件下方考虑其它剂型，吉林油田也是如此，采用无机、有机、高分子、低分子等等。
分别在浅调、深调进行了大量的工作，普遍认为：由于高分子的特性，选择作为油水井堵剂材料目前来说是优先考虑的。
它的三大工作原理是公认的。
1.1分流作用该项技术主要是应用聚合物地下交联技术，低粘度调剖液可优先进入强吸水层段，并在地层条件下交联，形成网状结构，堵塞高吸水层，使其吸水能力下降。
同时启动层内低渗透率层段。
1.2驱替作用注入调剖剂交联后，在继续注水过程中，低渗透率层段中的流体得到动力补充，在注水压差的作用下，已形成的凝胶体开始缓慢向前移动，使调剖半径“动态”化，产生驱替作用。
1.3改善流度比流度比是影响注水开发的重要因素之一，油层及裂缝中交联的弱凝胶体，在长期的注入水冲刷和浸泡下部分凝胶溶胀、溶解，提高注入液的粘度，从而降低油水流度比，扩大体积波及系数，增加扫油体积系数，从而提高采收率。
2、注水井调剖剂的设计原则依据多年来对注水井调剖工作的不断再认识，结合区的实际现状，综合各调剖剂的特点及对油藏封堵的要求，筛选出调剖剂的组合方式为“低温交联型携颗粒型混合调剖剂+强凝胶型”。
首先用低温调剖剂携带颗粒型调剖剂（颗粒浓度视施工压力变化情况现场动态调整），低温调剖剂注入地层初期未形成凝胶体系，其流动性能与聚合物溶液相似，两者混合液优先进入裂缝和大孔道，颗粒型封堵裂缝或大孔道，而低温调剖剂继续前移，进入裂缝和高渗层，随着注入时间的延长，低温调剖剂产生交联反应，形成粘度更大的交联体系，封堵部分高渗透孔隙通道和裂缝，前移驱替速度降低，侧向驱替范围扩大，扩大堵剂对窜流通道在纵向上和平面上的波及范围，更好地调整层内和平面矛盾，最后用强凝胶调剖剂，保护主体凝胶不受注入水的冲刷，提高调剖有效期。
油田增产措施中堵水调剖技术的开发及应用
油田增产措施中堵水调剖技术的开发及应用石油工业作为我国经济的支柱产业，对经济的快速发展做出巨大贡献，我国石油勘探开发的步伐愈来愈快。
现在，中国的大部分油矿有含水度较高的问题，加速采油工程中堵水调剖技术的科学研究具有重大的实际意义。
标签：油田增产;堵水调剖技术;开发应用化学堵水调剖对中国石油开采的进展起着十分重大的效用。
在这些年调剖堵水剂和原油增产技术进展的基础上，有关企业和研究机构要研究调剖堵水增产的新技术新方法，并将它们应用在我国油田的开发上，以增强自己的实力为重要事项，以适应新的社会发展时期石油开采的需要，保证中国新社会发展时期建设的一次能源供给。
1堵水调剖技术概念简述堵水调剖技术主要是为了改善油田在注水后，出现过早过快水淹的现象，通过堵水调剖技术能够极大的改善油田注水的效果，也能够保证油田在开采量上稳产、增产。
堵水调剖技术中堵水气的效果是控制有水或者是控制产水，本质上是改变地下水在油井附近的渗透规律。
堵水工艺根据工艺的不同和施工条件的不同，可以分为油井堵水和水井调剖两种，目的是为了降低地下水的渗透率，提高油井的开采率。
在一般的使用过程中，堵水使用的是生产井堵水处理剂，而调剖剂使用的是注水井调整吸水剖面的处理经。
常用的油田堵水法两种，一种是机械堵水法，一种是化学堵水法。
2堵水调剖剂的种类2.1水泥类堵水剂我国原有的堵水剂是水泥堵水剂。
该堵塞剂具有采购成本低、使用强度高、不受温度限制等诸多优点。
所以，该堵水剂得以被大范围使用。
该堵水剂种类繁多，有活性水泥、油基水泥等。
由于水泥颗粒体积大，密封性好，国内开发的微型水泥和新型水泥添加剂使水泥堵塞剂得到了大范围的使用。
2.2树脂类堵水剂有很多种类的树脂堵塞剂，例如酚醛树脂和尿醛。
在成形过程中，这种树脂在催化剂作用的影响下由液体变为固体形状，对堵上小孔和裂纹有很好的作用。
通常来说，在石油井中，堵塞小孔、堵塞缝隙、堵塞夹层水是较为合适的。
然而，因为成本相对较高，可选择范围较小，现场操作难，风险大，这些年来这类堵塞剂的使用变得愈来愈少。
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。
石油开采注水调剖技术PPT课件
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3
一、注水井调剖概述
1．注入水指进和窜流
油
井 出
2． 底 水 锥 进
水
的 主
3． 边 水 突 进
要
原 因
4.其他原因
同层水
窜层（槽）水
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4
一、注水井调剖概述
注水开发油田，注入水沿高渗透层（高吸水 层）窜流是造成油井高含水与过早水淹的主要 原因。油井堵水可增加产油量和降低含水，但 有效期短、仅单井受益，油层非均质性严重时， 成功率较低。为保持油田的高产、稳产和改善 水驱开发效果，在开展好油井堵水的同时，还 必须调整注水井的吸水剖面，即开展注水井调 剖。
距入口端0.3m取出砂样
距入口端3m取出砂样
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（一）冻胶类调剖剂
压力（MPa）
5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0
0
第一点压力 第二点压力 第三点压力 第四点压力 第五点压力
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 时间（min）
调剖剂即使被突破后，仍能够较大幅度地降低高渗层的渗透率
HPAM+有机铬体系静态成胶试验结果
250
200
150
100
50
0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
时间(分钟)
HPAM+有机铬体系动态成胶试验结果
动态成胶时间一般会比静态成胶时间长3~5倍。
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（一）冻胶类调剖剂
Cr3+交联：－CH2-CH-
－CH-CH2- 醛类交联： －CH2-CH-
O=C
C=O
注水调剖简介
随着注水油田不断开采，使注入水沿着高渗 层指进现象严重，在水井和油井之间过早形成 水线沟通，造成注入水沿着高渗带冲刷，水驱 效率降低。
4
注水井调剖的意义
调剖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。
决定区块上需调剖的井
可以根据数值决定所需用的调剖剂及用量
决定重复施工时间
9
注水井调剖选井原则
由于区块整体处于一个压力系统，所以要改变 液流方向，才能够达到提高采收率的目的，注水 井调剖应在区块整体上进行： 位于综合含水高、采出程度低，剩余饱和度高的 区域；
油水井连通好；
吸水和注水良好的注水井； 吸水剖面纵向差异大； 固井质量好
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注水井调剖的决策
这里介绍一种决策技术，利用注水井PI指数 的计算所得的压力指数进行决策，此称之为PI 决策技术； 可以根据区块的平均PI值：区块平均PI值越 小越需要调剖，
区块注水井的PI值极差：PI值极差是指区块 注水井PI值的最小值与最大值的差，其值越大 越需要调剖
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PI决策技术的特点：
判别区块调剖的必要性
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主要的调剖工艺技术
单液法：潍仿钠土、水玻璃 双液法：水玻璃+氯化钙、钠土+钙土、水玻璃 +粘土类 聚合物调剖剂：聚丙烯酰铵+交联剂 乳化液调剖剂 泡沫调剖剂
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以聚合物冻胶的物理堵塞为主并兼有吸附能 力的化学剂，因为聚合物链上有许多反应基团与 交联剂发生交联作用，形成网状结构，地层水包 含在晶格结构中形成具有粘弹性冻胶体，这种冻 胶体在孔隙介质中间形成物理堵塞，阻止水通过 或改变水流方向。 1）渗透率下降，高渗区下降更明显，下降 幅度与交联剂浓度大小及两者配比有关； 2）地层非均质程度降低，调整吸水剖面； 3）阻碍水流动，提高水流阻力。
调剖堵水技术在高含水油井中的应用
调剖堵水技术在高含水油井中的应用摘要：调剖堵水技术在高含水油井中的应用较为广泛，也较为重要，在应用的过程中应该坚持其应用原则，并注意当前应用过程中存在的问题，从而采取相应的措施对其进行弥补，以保证此项技术能够顺利进行实施，促进油田稳产。
关键词：调剖堵水技术；高含水油井；应用一、调剖堵水技术的原理分析调剖堵水技术主要是根据不同地层特性研制出各类堵剂，按照比例调配堵剂并采用合理的注入工艺注入到地层。
油井堵水是将高渗透层或者出水的孔隙封堵住，控制水的产出，同时实现提高注水波及体积和产油量的目的。
封堵的方式包括采用选择性堵剂将同层水进行封堵、或是用堵剂将高含水层封堵、还可以在底水上建立隔板来控制底水进入。
堵剂主要根据不同地层开发研制，如高渗透层、高矿物质地层、高温地层、低渗透地层等所用的堵剂均不同，具体分为冻胶类、树脂类、稠油类、泡沫类等多种种类。
对注水井调剖采用的方法是将调剖剂注入到注水井内，通过调节注水地层的吸水性和剖面大小实现对高含水层的封堵，该方式能够提高注入水的波及系数。
一般多采用如下三种调剖方式：近井地带调剖、渗滤面调剖、远井地带调剖。
各类型的堵剂与地层相互作用完成堵塞。
冻胶类堵剂是在一定温度和PH值影响作用下，通过主剂与交联剂发生化学反应形成大型分子，连接成不溶于水的网状物质，达到堵塞地层孔道的目的。
颗粒类堵剂通过大于地层孔隙的颗粒物来堵塞渗透孔隙。
凝胶类堵剂可与地层物质发生反应生成凝胶，实现对高渗透层的封堵。
树脂类的堵剂是将常温下液态的堵剂注入到地层内，受地层温度影响逐渐转变为固体，从而堵塞地层孔隙。
泡沫类的堵剂则是将二氧化碳、氮气、表面活性剂等物质注入到地层中，这些物质反应之后形成稳定的气体泡沫以实现封堵目的。
堵剂注入的工艺根据实际井况来设计，通过合理、方便操作的方式，选择合适的工艺参数将堵剂注入到地层中，通常单井封堵时选用规模较小的水泥车、压裂车等注入；撬装流程适用于大剂量注水井的调剖堵水；固定站式注入适合在大规模、多井点的调剖堵水工艺。
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注水井大剂量深部调剖技术研究及应用
摘 要：针对注水井生产特点，以及常规水井调剖技术处理半径
小、调剖有效期短、效果差的状况，研究开发出大剂量深部调剖技
术研究，现场应用表明，该技术有效改善了油藏深部的非均质性，
大大提高了处理半径，从而扩大了波及体积，延长了调剖有效期，
提高了注水开发效果和水驱采收率。
关键词：大剂量深部调剖 调剖实验 地面智能注入系统 采收率
在油田注水开发的中后期，由于地层非均质性的存在，必然导致
注采井间的高渗透层过早地形成水淹，形成水淹层，降低了注入水
向低渗透部位的波及程度，导致周围油井含水上升，甚至水淹。因
此，如何控制好注入水在地层中的流动形态，对保持油井稳产是十
分重要的。在注水井上进行注水井大剂量化学调剖，对注水井的吸
水剖面进行调整，封堵高渗透层，迫使注入水转向中低渗透层，提
高注水波及面积，达到提高油层动用程度，改变油井产液剖面，控
制油井含水上升的目的。油田注水开发的中后期，在注水井上进行
大剂量深部调剖施工将是提高注水区块原油最终采收率的重要措
施之一。
大剂量深部调剖技术通过控制聚合物交联反应时间，可实现长时
间、大剂量注入，使调剖剂能够达到油藏深部，不仅仅是在近井地
带改善吸水剖面，在油藏深部也能迫使液流转向。
一、技术原理
大剂量深部调剖技术中的高分子聚合物在延缓型交联剂作用下
在地层内缓慢生成弱凝胶，并在后续流体的推动下在高渗透通道中
缓慢向地层深部移动。由于逐渐发生交联反应，粘度增大而发生滞
留，堵塞孔喉或减小大孔隙的有效流通截面，形成较高的残余阻力
系数，导致后注入水或聚合物溶液产生分流和转向进入较小孔隙，
驱替油藏中低渗透部位的原油；由于弱凝胶强度较低，在后续流体
驱替作用下，大孔道、裂缝或次生大孔隙中的弱凝胶分子，能够通
过多孔介质，进一步向地层深部推进，进入油藏深部并在其中形成
一定的堵塞。随着弱凝胶分子线团与注水井间距离逐渐增加，地层
纵向截面逐渐扩大，驱替压差减小，弱凝胶流速降低，分子线团又
将在地层更深部位发生滞留，再次导致液流改向。
二、实验部分
1.实验方法
堵水调剖剂凝胶法
3.地面智能注入系统
由于措施时间长，工作量大，以往人为影响因数较大，为此我们
采用了全新的地面智能注入系统，取代了目前国内常使用的水泥车
或注聚泵，减少了普遍存在的缺陷，如设备性能参数不配套、施工
成本高、工艺效果差、机械故障和对化学堵剂剪切率高等，大大减
少工艺设计方案以外因数的影响，使措施有效率大大提高。
4.施工参数的确定：施工中的压力和排量要根据施工井组的具体
情况而定。通过测施工井的吸水指示曲线，找出几个压力（ 或排
量）的拐点，再根据井组的综合含水确定取那一个压力拐点以下的
压力施工。
四、应用实例
2005年该技术在4714区块实施大剂量深部调剖1井次，井号
480017，累计注入调剖剂3704.5t，共耗时36天。前期480017井
注水压力上升2mpa，周边油井逐渐见到明显效果。措施后该区块其
它井也相继应用了该技术，逐渐形成了区块整体调剖模式，效果显
著。
五、认识与结论
1.随着油田注水开发进入中后期，高含水对油田的高产、稳产将
带来越来越大的危害，采用大剂量深部调剖的办法是从根本上解决
注水区块“水患”的有效手段。
2.大剂量深部调剖措施后在近井地带不会形成强有力的封堵，其
调剖目的在于改善地层深部的非均质性，使注入水在油层深部转向
来提高扫油面积，从而提高采收率。
3.深部调剖技术不仅能实现增油降水和稳油控水目的，还能有效
地改善区块的水驱开发效果，大幅度减缓区块自然递减和综合递减
速度。
参考文献
[1]佟曼丽.油田化学[m].山东：石油大学出版社，1997.
[2]刘一江，王香增. 化学调剖堵水技术[m].北京：石油工业出
版社，1991.
[3]万仁溥，等.采油工程手册[m].北京：石油工业出版社，2001.