堵水调剖工艺技术采油院三采所唐功勋堵水调剖工艺技术简介堵水调剖工艺技术在 胜利油田的研究应用堵水调剖工艺技术简介一、概述二、堵水调剖工艺技术 三、堵水调剖剂四、堵水调剖工艺技术的发展方向 一、概述(一)油井出水的原因与危害1油井出水类型同层水窜槽水 油井出水类型 底水水层水边水注入水油井出水主要原因： 注入水沿高渗透条带突进。2油井出水的危害（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）危害采油设备（4）加重脱水泵站负担（5）增加污水处理量(二)堵水调剖的发展历程1探索研究阶段（5060）。用稠油、松香皂、油基水泥、水泥等进行单纯油井堵水试验。2发展阶段（7080年代初）。单纯油井堵水与注水井调剖。3化学堵水调剖大发展阶段（8090年代初）。堵剂研制与 应用的高峰期。研制应用了PAM系列冻胶堵剂，水玻璃凝胶堵剂等。在继续开展单纯油井堵水与单纯注水井调剖的同时 ，广泛开展了以井组为治理单元的堵调综合治理。4油田区块整体堵调阶段（90年代以后）。自80年代末90年代初开始，广泛开展了以堵水调剖为主导工艺的区块整体 堵调治理。（三）堵水调剖技术现状1国内现状（1）堵剂已经形成系列。聚合物冻胶类堵水剂、硅 酸盐凝胶堵水剂、颗粒类堵水剂（颗粒分散体类、水 膨体类和固结体类堵水剂等）、树脂类、泡沫类、稠 油类堵水剂和热采堵剂等。（2）由单井堵调，发展到区块整体堵调。调剖也由 单井小剂量近井地带调剖发展到大剂量深部调剖。（3）研制并推广应用了三套现场施工流程。（4）研制开发出PI、RE和RS决策技术。2国外现状（1）堵剂：以PAM（或其衍生物）为主剂的各种冻胶类堵 水调剖剂（如WORCON等）、部分水解聚丙烯腈堵水调剖剂 等。另外还研制开发了各种超细水泥类和稠油类堵水调剖 剂。（2）研制应用了各种决策方法，以指导现场堵调。其中 包括KTROL程序、XERO决策系统、FPAMS软件等。（3）目前国外仍以开发研制PAM及其衍生物类冻胶堵剂为 主，近几年还研制应用了可用于大剂量深部调剖的胶体凝 胶分散体（CDG）。另外还开展了用微观玻璃刻蚀二维物 理模型进行的堵调机理研究、冻胶堵水能力大于堵油能力 的物模研究、调剖后注水速度与封堵效果研究等。开展了 深部调剖技术的研究与应用。二、堵水调剖工艺技术（一） 堵水调剖工艺技术1、 堵水调剖原理 2、 堵水调剖施工工艺（二）堵水调剖的配套技术1、示踪剂技术2、区块整体堵调优化决策技术（一） 堵水调剖工艺技术1、 堵水调剖原理（1）选择性堵水选择性堵水包括两个方面，即堵剂本身对油与水的选择性封堵及地层本身对堵剂的选择性进入。在多孔介质中能够有效地降低水相渗透率而对油相渗透率损害较小的堵水剂称为选择性堵水剂。一般说来，选择性堵水剂多由高分子聚合物材料组成。采用这种堵水剂进行油井堵水的方法可称为选择性堵水。在实践中，人们又把选择性的含义引伸到地层对堵剂的选择性进入这个概念上来。即地层对堵剂的选择性进入的理论。（2）非选择性堵水非选择性堵剂泵入地层后，堵剂所到之处皆被堵 塞，即不论出油孔道或出水孔道都要被封堵。此即 为非选择性堵水。（3）注水井调整吸水剖面将堵剂注入油层，改善不同井段吸水剖面的方法 称为注水井调剖。注水井调剖的作用机理是分流作用、改善流度比 及物理堵塞为主并兼有吸附和残余阻力的作用。优点：不影响油井的正常生产，一口注水井调剖 ，多口油井受效，施工方便，有效期长。（4）区块整体堵水调剖区块整体堵水调剖是将堵水调剖区块的油层（目 的层）看成一个整体，同时对区块上的重点注水井进 行调剖，对周围对应油井进行相应封堵。是将注水井 调剖和油井堵水有机结合起来的一种综合性堵水技术 。它既不同于面积的油井堵水，也不同于一般的以水 井为中心的单一井组堵水。整体堵水调剖方法有着更加明显的主体结构感。 在整个区块上，改变注入水在油井水平方向的流动和 纵向上的分配，相应地改善注水井吸水剖面和油井产 液剖面，从而能更有效地达到增加原油产量和提高采 收率的目的。（5）深部调剖与液流转向技术粘土类深部调剖技术粘土悬浮体聚合物溶液双液法封堵剂粘土悬浮体冻胶双液法封堵剂粘土单液法堵剂为防止粘土悬浮体从油井产出，可预先对生产井采用较 高强度的堵剂进行封堵。为减少粘土堵剂在注水井入口受到 冲刷，或在关井时反吐，可在注完粘土堵剂之后，注入少剂 量高强度堵剂封口。现场注入设备和流程：撬装式注入流程和固定站式堵水 流程弱冻胶深部调剖技术弱冻胶的组成:主要由0.2%0.5%HPAM和0.02%0.15%交联剂 组成(铬盐或铝盐的络合体系) 。弱冻胶的作用机理:在近井地带形成可运移的冻胶体，可在 注水压差的作用下，进入油层深部，形成堵塞，迫使液流转 向，改善波及效率，同时在其运移过程中发生驱替作用，提 高驱油效率。弱冻胶的特性：调剖和驱替两种作用。弱冻胶调驱机理：弱冻胶颗粒在多孔介质中吸附、滞留、残 余阻力系数增大等造成大孔道的阻塞而迫使注入水和液流改 向，从而扩大波及体积。其他类型的深部调剖工艺技术1、多种类型堵剂的多段塞调剖工艺技术在进行了充分的油藏研究，确定油藏地层条件后 ，选用不同类型的、性能有所差异的多种调剖剂， 分成几个不同段塞注入地层，起到深部堵塞的效果 。2、多段塞多轮次堵调在第一次调剖进行一段时间后，又对该井的该层 段进行第二次调剖（有的井也许要进行第三次、第 四次施工，这要视具体情况而定），后面所注入的 调剖剂将第一次所注入的调剖剂推向地层深部，造 成深部堵塞。2、 堵水调剖施工工艺（1）堵水调剖施工设计选井、选块 油层较厚，一般应在5m以上； 油水井连通情况较好，水井注水对对应油井生产影响明显。层内非均质严重，高渗透、大孔道层段清楚，开采层纵向渗透率差异大；采出程度低，有较多的剩余可采储量，有一定的增产潜力；区块水驱效果差，存水率低，水淹速度快，产量下降快;油井有过高产历史，含水上升快，油量下降快，液量足；调整水井的注水量，生产井的产油量和水量变化情况。收集资料完井日期、完钻井深、人工井底、水泥返高、固井质量、油层套管规范、射孔层位及井段、生产层位及井段、孔隙度、渗透率、地层温度、投注日期、残余油饱和度、地层压降等。注水井的注入压力和注入量、对应油井的产液量、产油量、含水率、含水上升速度、见水日期。注水井的吸水剖面曲线或分层测试吸水指示曲线、压降曲线、投入示踪剂测试结果、对应油井的产液剖面、碳氧比测试结果等。以往措施情况。包括酸化增注、压裂、卡封、堵水调剖等。施工设计施工井的基本数据、目前生产情况、封堵层位及井段、堵调依 据、所用堵剂、堵调原理、堵剂用量、施工管柱、施工压力和排 量、施工程序、施工要求和注意事项。根据油井的找水资料或注水井的吸水剖面曲线，决定所要封堵 的层位和井段。根据施工层位和井段，施工目的和要求，所用堵剂性能，设计 施工管柱结构和下入深度。堵剂用量设计施工参数的设计施工流程设计及施工设备车辆合理安排施工步骤，确保施工质量及施工效果。提出切实的施工要求，确保施工过程中的人身、设备安全，减 少环境污染。（2）堵水调剖施工流程活动流程图3-1：活动流程示意图图中：1、2：配制和注入用泵车；3、4：方池；5：试验井撬装流程图3-2：撬装流程示意图图中：1：注入泵；2：配液池；3、4：搅拌器；5：加料漏斗； 6：注入井固定站式注入流程：以地面堵驱站为核心的辐射型堵水 网络，利用配水间与注水井原有注水管网注入调剖井点。二、堵水调剖工艺技术（二）堵水调剖的配套技术1、示踪剂技术示踪剂是指那些可溶于液体并在极低浓度下仍能被检测 出来，用以指示溶解它的液体存在、流动方向或流动速度的物 质。（1）示踪剂的作用了解注水井与采油井的连通情况了解注入液体在地层中的渗流速度了解地层的分层情况了解地层中是否存在裂缝评价地层处理效果（ 2）示踪剂示踪剂应满足的条件在地层中的背景浓度低；在地层中的滞留量少；化学稳定性与生物稳定性好；与地层流体配伍性好；检测分析简单，灵敏度高；无毒、安全，对测井无影响；货源广，成本低。常用的示踪剂氚水（3H2O）； 硫氰酸铵（NH4CNS）；硝酸铵（NH4NO3）；溴化钠（NaBr）；碘化钠（NaI）； 氯化钠（NaCI）；荧光素钠（C20H12O5Na2）； 乙醇（C2 H5OH）。（3）示踪剂的投放与检测示踪剂用量计算G=1.4410-2hSwCp0.265L1.745G示踪剂用量，t； h地层厚度，m；地层孔隙度（分数或小数表示）； 分散常数（m）；Sw含水饱和度（分数或小数表示）； L井距（102m）。Cp从油井采出示踪剂浓度的峰值（mg/L）。投放示踪剂前的准备熟悉井史分析背景浓度订立取样分析制度示踪剂的投放取样的时间间隔（二）堵水调剖的配套技术2、区块整体堵调优化决策技术优化决策技术是用来指导大面积堵水调剖治理的一套 包括选井、选层、选堵剂、选择堵剂用量、选择施工 参数、选择重复堵调时机、预测堵调效果和堵调效果 评价的堵调的技术。哈里伯顿公司研制开发了可用于模拟单井堵调施工过 程、预测措施后产液或吸水剖面、优选注入量、注入 压力、注入速度等的KTROL程序；能够判断出水原因 、优选堵剂种类、进行方案设计等多项功能的XERO决 策系统。石油大学（华东）研制开发出PI和RE决策技 术。中国石油勘探开发研究院研制开发出RS优化决策 系统软件。PI决策技术区块注水井井口压降曲线的测试a）将注水井的日注量调至指定的数值，稳定注水一天；b）测定前校正井口压力表；c）记下注水压力（油压、套压、泵压）和实注量后关井，开始记录井口压 力，至压力变化很小时止。d) 以时间（min）为横坐标，以压力（MPa）为纵坐标，画井口压降曲线 。 区块注水井按PI改正值的排列区块调剖必要性的判断A 按区块平均PI值，区块平均PI值越小越需要调剖。B 按区块注水井的PI值极差，PI值极差是指区块注水井最大PI值与最小PI 值之差，其值越大越需要调剖。调剖井的选定按区块平均PI值和注水井的PI值选定。低于区块平均PI值的注水井为调剖井 ，高于区块平均PI值的注水井为增注井。调剖剂的选择a）地层温度； b) 地层水矿化度； c) 注水井的PI值； d) 成本。 调剖剂用量计算a）确定调剖剂的配方；b）由调剖剂试注算出由下式定义的用量系数,由用量系数计算正式施工时 调剖剂用量式中：用量系数，tMPa-1m-1或m3MPa-1m-1；W调剖剂用量，t或m3；hf 注水层厚度，m ；PI试注调剖剂前后PI值变化，MPa。调剖效果评价通过下列曲线评价：a）注水井井口压降曲线；b) 注水井指示曲线；c）注水井吸水剖面；d）水驱曲线；e）调剖前后示踪剂的产出曲线；f）油井和区块的采油曲线（日产液、综合含水、日产油）。重复施工时间的确定调剖井转正常注水后15天测井口压降曲线，此后每月测定一次，并计算出相应的PI值。作PI值随时间的变化曲线，由曲线的变化趋势判断调剖剂在地层中的移动情况，若调剖剂移进地层，对近井地带的封堵作 用减小，则曲线下降，当下降至调剖前的PI值或某一合理指定值的时间，即为重复施工时间。油井堵水的决策a) 堵水油井的选择：堵水油井按有产能、高含水、处于低PI 值区域（从区块PI值等值图找出）等条件选择。b) 堵水剂的选择：堵水剂按地层温度、地层水矿化度、油 井所处PI值的区域、成本等条件选择。c) 堵水剂用量：由W=hf 计算。式中的为堵剂用量 系数，其值在220m3/m(地层)的范围。具体的值应参照已施工的同条件油井选定。d) 堵水效果评价：可由堵水前后油井的产液剖面和采油曲线 的变化评价。e) 重复施工时间：