堵水调剖技术的现状及进展赵修太赵修太中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）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.堵水调剖工艺技术目目 录录油井五大问题：油井五大问题：砂、蜡、水、稠、低等砂、蜡、水、稠、低等. .注水井的问题注水井的问题: :出砂，吸水剖面不均匀或水注不进去等。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1. 堵水调剖技术概述注水井调剖注水井调剖调剖调剖是指调整注水地层的吸水剖面。是指调整注水地层的吸水剖面。调剖剂调剖剂是指能调整注水地层吸水剖面的物质。是指能调整注水地层吸水剖面的物质。调剖剂调剖剂：(1)(1)渗滤面调剖剂；渗滤面调剖剂；(2)(2)近井地带调剖剂近井地带调剖剂; ;(3)(3)远井地带调剖剂。远井地带调剖剂。调剖增产原理：调剖增产原理：调整注水油层的吸水剖面。调整注水油层的吸水剖面。在注水井中注入化学剂，降低高吸水层的在注水井中注入化学剂，降低高吸水层的吸水量，从而相应提高注水压力，达到提吸水量，从而相应提高注水压力，达到提高中低渗透层吸水量，改善注水井洗水剖高中低渗透层吸水量，改善注水井洗水剖面，提高注入水体积波及系数，改善水驱面，提高注入水体积波及系数，改善水驱状况的工艺技术。状况的工艺技术。1. 堵水调剖技术概述单液法调剖单液法调剖单液法调剖单液法调剖硫酸硫酸硫酸硫酸硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸亚铁硅酸凝胶硅酸凝胶硅酸凝胶硅酸凝胶锆冻胶锆冻胶锆冻胶锆冻胶铬冻胶铬冻胶铬冻胶铬冻胶水膨体水膨体水膨体水膨体酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂石灰乳石灰乳石灰乳石灰乳粘土水泥分散体粘土水泥分散体粘土水泥分散体粘土水泥分散体其它其它其它其它1. 堵水调剖技术概述其它:A A A A、粉煤灰（可复合粘土、水、粉煤灰（可复合粘土、水、粉煤灰（可复合粘土、水、粉煤灰（可复合粘土、水泥等）泥等）泥等）泥等）B B B B、复合颗粒（无机、有机复、复合颗粒（无机、有机复、复合颗粒（无机、有机复、复合颗粒（无机、有机复合）合）合）合）C C C C、木屑、木屑、木屑、木屑D D D D、橡胶粉、橡胶粉、橡胶粉、橡胶粉E E E E、水泥砂、水泥砂、水泥砂、水泥砂F F F F、复合纤维、复合纤维、复合纤维、复合纤维G G G G、工业废料等、工业废料等、工业废料等、工业废料等双液法调剖双液法调剖双液法调剖双液法调剖沉淀型双液法堵剂沉淀型双液法堵剂凝胶型双液法堵剂凝胶型双液法堵剂冻胶型双液法堵剂冻胶型双液法堵剂泡沫型双液法堵剂泡沫型双液法堵剂絮凝体型双液法堵剂絮凝体型双液法堵剂其它其它1. 堵水调剖技术概述 油井堵水油井堵水选择性堵水法选择性堵水法选择性堵水法选择性堵水法 水基堵剂水基堵剂水基堵剂水基堵剂 油基堵剂油基堵剂油基堵剂油基堵剂 醇基堵剂醇基堵剂醇基堵剂醇基堵剂非选择性堵水法非选择性堵水法非选择性堵水法非选择性堵水法树脂型堵剂树脂型堵剂树脂型堵剂树脂型堵剂 冻胶型堵剂冻胶型堵剂冻胶型堵剂冻胶型堵剂 凝胶型堵剂凝胶型堵剂凝胶型堵剂凝胶型堵剂 . . . . 沉淀型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂 分散体型堵剂分散体型堵剂分散体型堵剂分散体型堵剂1. 堵水调剖技术概述选择性堵水剂选择性堵水剂选择性堵水剂选择性堵水剂HPAMHPAMHPAMHPAM阴阳非三元共聚物阴阳非三元共聚物阴阳非三元共聚物阴阳非三元共聚物泡沫泡沫泡沫泡沫松香酸钠松香酸钠松香酸钠松香酸钠山嵛酸钾山嵛酸钾山嵛酸钾山嵛酸钾烃基卤代甲硅烷烃基卤代甲硅烷烃基卤代甲硅烷烃基卤代甲硅烷聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯烷基酚烷基酚烷基酚烷基酚- - - -乙醛树脂乙醛树脂乙醛树脂乙醛树脂松香二聚物醇溶液松香二聚物醇溶液松香二聚物醇溶液松香二聚物醇溶液油基水泥油基水泥油基水泥油基水泥活性调油活性调油活性调油活性调油水包稠油水包稠油水包稠油水包稠油偶合稠油偶合稠油偶合稠油偶合稠油酸渣酸渣酸渣酸渣其它其它其它其它1. 堵水调剖技术概述其它其它A.A.石油石油( (烃烃) )树脂堵剂树脂堵剂; ;B.B.改性沥青堵剂改性沥青堵剂; ;C.C.松香树脂松香树脂; ;D.D.其他油溶性树脂其他油溶性树脂( (聚合物聚合物).).E.E.可逆高吸水性树脂可逆高吸水性树脂非选择性堵堵水剂非选择性堵堵水剂非选择性堵堵水剂非选择性堵堵水剂树脂型堵剂树脂型堵剂树脂型堵剂树脂型堵剂酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂脲醛树脂脲醛树脂脲醛树脂脲醛树脂环氧树脂环氧树脂环氧树脂环氧树脂冻胶型堵剂冻胶型堵剂冻胶型堵剂冻胶型堵剂铝冻胶铝冻胶铝冻胶铝冻胶铬冻胶铬冻胶铬冻胶铬冻胶锆冻胶锆冻胶锆冻胶锆冻胶钛冻胶钛冻胶钛冻胶钛冻胶醛冻胶醛冻胶醛冻胶醛冻胶凝胶型堵剂凝胶型堵剂凝胶型堵剂凝胶型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂分散体型堵剂分散体型堵剂分散体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，含水率高达目前我国大部分油田进入高含水期，含水率高达目前我国大部分油田进入高含水期，含水率高达目前我国大部分油田进入高含水期，含水率高达85%85%85%85%以上，部分油田大于以上，部分油田大于以上，部分油田大于以上，部分油田大于90%90%90%90%；全国油田年产水达全国油田年产水达全国油田年产水达全国油田年产水达7 7 7 7亿方，每采出亿方，每采出亿方，每采出亿方，每采出1 1 1 1方水方水方水方水( ( ( (包括水处包括水处包括水处包括水处理费）需理费）需理费）需理费）需1025102510251025元元元元/ / / /方方方方全年降低产水率一个百分点，可节约全年降低产水率一个百分点，可节约全年降低产水率一个百分点，可节约全年降低产水率一个百分点，可节约7 7 7 7万万万万1.751.751.751.75亿亿亿亿元人民币元人民币元人民币元人民币1. 堵水调剖技术概述改善水驱效果的水动力学方法：改善水驱效果的水动力学方法：周期注水（不稳定注水）周期注水（不稳定注水）改变液流方向改变液流方向强化注采系统的变形井网强化注采系统的变形井网补充点状和完善排状注水系统补充点状和完善排状注水系统提高排液量提高排液量堵水与调剖技术堵水与调剖技术各种调整方法的结合各种调整方法的结合 区块调剖堵水技术发展概要：区块调剖堵水技术发展概要： 404050s, 50s, 油井单井堵水（机械、化学）技术；油井单井堵水（机械、化学）技术； 70s70s80s 80s 水井单井调剖技术；水井单井调剖技术； 80s 80s 后期，区块整体调剖技术；后期，区块整体调剖技术； 90s 90s 以调剖为中心的综合治理技术、封堵大孔道技术；以调剖为中心的综合治理技术、封堵大孔道技术； 90s 90s 中后期，中后期，2 23 3技术、深部调剖技术（凝胶、技术、深部调剖技术（凝胶、 泡沫胶）、多轮次调剖技术泡沫胶）、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。总之，堵剂与工艺的研究活跃，油藏工程研究薄弱。我国油田历年堵水调剖效果统计我国油田历年堵水调剖效果统计我国油田历年堵水调剖效果统计我国油田历年堵水调剖效果统计 控制含水上升规律的因素对策 两相流体流度比两相流体流度比 （形成非活塞式驱替，正常出水）（形成非活塞式驱替，正常出水） 储层的非均质性储层的非均质性 （形成水窜，非正常出水）（形成水窜，非正常出水） 油田开发方法油田开发方法 （人为因素，恶化（人为因素，恶化/ /改善出水）改善出水）改变水的流度注聚合物提高决策的科学性调剖堵水技术近井地带窜漏近井地带窜漏射孔段太靠近底水射孔段太靠近底水底水锥进底水锥进水驱指进现象水驱指进现象裂缝或高渗通道使油水井单向连通裂缝或高渗通道使油水井单向连通注入水油调剖剂夹层低渗油层高渗水层夹层近井地带调剖近井地带调剖 示示 意意 图图注入调剖剂对高渗水层对高渗水层进行浅层封堵进行浅层封堵调后水驱注入水主要注入水主要进入低渗油层进入低渗油层注入水油调剖剂低渗油层高渗水层深部调剖示深部调剖示（1 1）意图）意图注入调剖剂调剖剂主要进入调剖剂主要进入高渗水层高渗水层调后水驱注入水进入低渗油层，注入水进入低渗油层，绕过凝胶屏障后，进入绕过凝胶屏障后，进入水层，增加了波及体积水层，增加了波及体积低渗油层低渗油层高渗水层高渗水层注入水油调剖剂深部调驱深部调驱（2 2）示意图）示意图注入调驱剂调驱剂选择性地调驱剂选择性地进入高渗透层进入高渗透层调后水驱 凝胶在注入水的作用下凝胶在注入水的作用下发生运移，扩大了注入发生运移，扩大了注入水的波及体积水的波及体积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 开发层系划分开发层系划分 2、平面非均质: Ea 布井方式布井方式 3、层内非均质: Ev Ea 调剖堵水 4、孔间非均质：次生大孔道 调剖堵水 5、孔道非均质：驱油效率 三次采油 6、表面非均质：驱油效率 三次采油 非正常出水原因：非正常出水原因： 油层纵向上非均质性；油层纵向上非均质性； 次生高渗透通道的形成；次生高渗透通道的形成； 注采单元间的不平衡。注采单元间的不平衡。非均质恶化程度非均质恶化程度（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“1/3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的认识高含水期油藏非均质现状的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。 高含水期油藏非均质现状再认识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.堵水调剖工艺技术目目 录录2.1 2.1 高含水期剩余油分布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。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（第一级：微规模（MicroMicro） 矿物颗粒、空隙尺寸矿物颗粒、空隙尺寸 扫描电镜、薄片、光刻微观模型扫描电镜、薄片、光刻微观模型 研究剩余油在空隙内部研究剩余油在空隙内部 的分布、数量和性质的分布、数量和性质2. 油藏工程技术研究 第二级：小规模（第二级：小规模（MacroMacro） 确定油藏特性确定油藏特性：，k , Ct , Pc , krp-So 实验室各种岩心实验、驱替实验、测饱和度实验室各种岩心实验、驱替实验、测饱和度第三级：大规模（第三级：大规模（MegaMega） 注采单元内（间）对流体流动的主要障碍注采单元内（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研究剩余油在实际油藏内的分布状况第四级：宏规模（第四级：宏规模（Giga） 油藏级规模的平均油藏级规模的平均 物质平衡、沉积相研究、三维地震物质平衡、沉积相研究、三维地震剩余油分布研究成果剩余油分布研究成果 （1）剩余油（剩余可采储量）丰度分布图；剩余油（剩余可采储量）丰度分布图； （2 2）水淹状况分布图；）水淹状况分布图； （3 3）不同水淹级别下的面积分布；）不同水淹级别下的面积分布； （4 4）不同水淹级别下的储量分布。）不同水淹级别下的储量分布。2.2 2.2 水窜类型判别水窜类型判别 主要水窜（水的突进）类型：注入水；边底水 判别方法：建立典型曲线； 建立实际含水与时间关系曲线。水窜类型判别水窜类型判别 水窜类型判别水窜类型判别 2.3 大孔道识别与计算(1)(1)油藏工程方法（概率模型法）油藏工程方法（概率模型法） 基本假设： (1)(1)在各井控制范围内，渗透率纵向非在各井控制范围内，渗透率纵向非均质为由均质为由n n个小层组成的层状地层非均质；个小层组成的层状地层非均质； (2)(2)在层状地层中，各小层间物性参数在层状地层中，各小层间物性参数不同但同一小层内，各物性参数不变；不同但同一小层内，各物性参数不变； (3)(3)油层水淹后，渗透率在纵向上分布油层水淹后，渗透率在纵向上分布规律不变。规律不变。 渗透率分布具有随机性，以小层厚度为样本数渗透率分布具有随机性，以小层厚度为样本数 的渗透率累积分布函数为的渗透率累积分布函数为： 由分布函数由分布函数F(k)与密度函数与密度函数f(k)关系，得到关系，得到: H:总厚度；总厚度；m ，h: h 累积厚度；累积厚度；m , k: 渗透率；渗透率；um 由随机变量的数字特征：由随机变量的数字特征： 根据根据高渗通道的划分标准和各井区的地质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特点，确定各井区高渗通道界限 . 第第 j 井区，其界限为井区，其界限为 ，若，若 ， 则该井区存在高渗通道。则该井区存在高渗通道。 高渗通道的厚度高渗通道的厚度 为：为： 高渗通道的平均渗透率为：高渗通道的平均渗透率为： 高渗通道孔隙的等效半径：高渗通道孔隙的等效半径：大孔道识别与计算(2)示踪剂技术国内大部分二次采油主力油田进入开发中后期，地下参国内大部分二次采油主力油田进入开发中后期，地下参数场发生了巨大的变化数场发生了巨大的变化: :渗透率与含油饱和度渗透率与含油饱和度示踪剂测试与解释技术是直接确定井间地层参数分布的示踪剂测试与解释技术是直接确定井间地层参数分布的先进技术之一先进技术之一 60609090年代，示踪剂筛选与解释方面发展迅速年代，示踪剂筛选与解释方面发展迅速从第一代的化学示踪技术发展到九十年代的第四代示踪从第一代的化学示踪技术发展到九十年代的第四代示踪技术，即微量物质示踪技术技术，即微量物质示踪技术随着计算机的发展，形成了解释软件并应用于矿场实践，随着计算机的发展，形成了解释软件并应用于矿场实践，主要包括数值方法、解析方法以及半解析方法主要包括数值方法、解析方法以及半解析方法由于有了性能更好的示踪剂和测试解释技术以及软件，由于有了性能更好的示踪剂和测试解释技术以及软件，推动了目前井间示踪监测技术的快速推广和应用推动了目前井间示踪监测技术的快速推广和应用在许多方面具有其它方法所不可比拟的优越性在许多方面具有其它方法所不可比拟的优越性示踪剂技术研究进展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、剂与被示踪流体行为特征同步（如运动速度、扩散速度、性态同步扩散速度、性态同步），），或者二者之间具有可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。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随着科技的发展，示踪剂的发展主要体现在两个方面：个方面：一个方面是示踪剂的类型和检测手段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的更新，另一方面是示踪剂对流体的示踪由定性向半定量、定量化发展。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：纵观示踪剂的发展过程，将其分为四代：J化学示踪剂化学示踪剂又又称称为为第第一一代代技技术术，属属于于五五十十年年代代技技术术，主主要要以以各各类类无无机机盐盐、染染料料、卤卤代代烃烃和和醇醇为为代代表表，其其性性态态可可以以是是液液体体、气气体体、固固体体等等，检检测测工工具具包包括括分分光光光光度度计计、色色谱谱等等，检检测测最最低低检检出出限限只只能能达达到到1010-4-41010-6-6（ppmppm级）的级别。级）的级别。化化学学示示踪踪剂剂具具有有用用量量大大、需需作作业业泵泵入入、成成本本高高、测测试试精精度度低低、部部分分对对原原油油后后加加工工及及环环境境存存在在影影响响以以及及解解释释过过程程中中不不确确定定因因素素过过多多等等缺缺点点，因因此此呈呈现现逐逐渐渐淘汰的趋势。淘汰的趋势。示踪剂技术研究进展J放射性同位素示踪剂放射性同位素示踪剂又又称称为为第第二二代代技技术术，属属于于七七十十年年代代技技术术，主主要要以以氚氚水水、氚氚化化烷烷烃烃、氚氚化化醇醇等等为为代代表表，检检测测工工具具包包括括液液相相闪闪烁烁仪仪等等，检检测测最最低低检检出出限限可可以以达达到到1010-9-9（ppbppb级）的级别。级）的级别。放放射射性性同同位位素素示示踪踪剂剂由由于于用用量量少少、井井口口直直接接加加入入、易易检检出出、价价格格便便宜宜等等优优点点。但但是是放放射射性性同同位位素素示示踪踪剂剂的的投投加加、检检测测需需要要专专门门的的人人员员和和部部门门，另另外外，还还要要符符合合国国家家有有关关放放射射性性药药剂剂管管理理要要求求，因因此此需需要要联联合合专专业业部部门门来来完完成成有有关关的的测测试环节。试环节。示踪剂技术研究进展J非放射性同位素示踪剂非放射性同位素示踪剂又又称称为为第第三三代代技技术术、稳稳定定同同位位素素示示踪踪技技术术，属属于于八八十十年年代代末末技技术术，主主要要以以存存在在于于一一定定药药剂剂中中、可可以以活活化化的的非非放放射射性性同同位位素素等等为为代代表表，检检测测手手段段为为中中子子活活化化技技术术，用用 能能谱谱检检测测其其活活度度，检检测测最最低低检检出出限限可可以以达达到到1010-12-12（pptppt级）的级别。级）的级别。非非放放射射性性同同位位素素示示踪踪剂剂由由于于具具有有放放射射性性同同位位素素示示踪踪剂剂的的优优点点，同同时时克克服服了了放放射射性性同同位位素素示示踪踪剂剂在在投投加加、取取样样、管管理理等等方方面面的的缺缺点点，因因此此，应应用用前前景景被被看看好好。但但是是非非放放射射性性同同位位素素示示踪踪剂剂需需要要进进原原子子反反应应堆堆激激活活，因因此此在在缺缺少少专业部门参与的情况下难以完成检测。专业部门参与的情况下难以完成检测。示踪剂技术研究进展J微量物质示踪剂微量物质示踪剂又又称称为为第第四四代代技技术术（或或叫叫做做特特殊殊化化学学示示踪踪剂剂），属属于于九九十十年年代代技技术术，利利用用在在地地层层及及其其所所含含流流体体中中没没有有或或者者含含量量极极微微的的微微量量元元素素作作为为示示踪踪剂剂，检检测测技技术术先先进进，使使用用Mark-26-twoMark-26-two或或HR-ICP-MSHR-ICP-MS等等先先进进仪仪器器检检测测，检检测测最最低低检检出出限限可可以以达达到到1010-15-15（ppqppq级）的级别。级）的级别。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解释方法 示踪剂产出曲线的物理模型示踪剂产出曲线的物理模型示踪剂产出曲线的物理模型示踪剂产出曲线的物理模型： 示踪剂在多孔介质中的流动示踪剂在多孔介质中的流动示踪剂在多孔介质中的流动示踪剂在多孔介质中的流动 （纵向扩散和横向扩散（纵向扩散和横向扩散（纵向扩散和横向扩散（纵向扩散和横向扩散 示踪剂在均质油藏中的流动示踪剂在均质油藏中的流动示踪剂在均质油藏中的流动示踪剂在均质油藏中的流动 （连续注入和段塞注入（连续注入和段塞注入（连续注入和段塞注入（连续注入和段塞注入 示踪剂在非均质油藏中的流动示踪剂在非均质油藏中的流动示踪剂在非均质油藏中的流动示踪剂在非均质油藏中的流动 （多层叠加（多层叠加（多层叠加（多层叠加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.堵水调剖工艺技术目 录3. 堵水调剖决策技术 RE决策技术主要包括： 选井决策技术选井决策技术选井决策技术选井决策技术 堵剂决策技术堵剂决策技术堵剂决策技术堵剂决策技术 工艺参数设计工艺参数设计工艺参数设计工艺参数设计 效果预测技术效果预测技术效果预测技术效果预测技术 效果评价技术效果评价技术效果评价技术效果评价技术3.1 3.1 区块整体调剖堵水的区块整体调剖堵水的RERE决策技术决策技术 RE区块整体调剖决策运行图区块整体调剖RE决策技术整体调剖效果预测选井决策堵剂决策施工设计效果评价增产效果预测降低产水预测降低含水率预测增加可采储量预测增加采收率预测投入成本计算增加产值计算投入产出比输出结果评价标准选择调剖井的依据选择调剖井的依据 渗透率渗透率 吸水剖面吸水剖面 注入动态注入动态 压力降落曲线压力降落曲线 采出程度与含水关系采出程度与含水关系 选井决策技术研究 (1)(1) 渗透率渗透率 利用利用渗透率变异系数渗透率变异系数和和平均渗透率平均渗透率的大小选择调剖井的大小选择调剖井 选井决策技术研究 (2)(2)h/Hk=(k50-k80)/k50CFLc 吸水剖面 利用吸水百分数变异系数选择调剖井 h/HI=(I50-I80)/I50根据注水井的根据注水井的吸水强度吸水强度来选择调剖井来选择调剖井对对分段注水分段注水的注水井需根据水嘴的大的注水井需根据水嘴的大 小小利用嘴损曲线校正利用嘴损曲线校正 注入动态注入动态 压力降落曲线压力降落曲线PI=P/t根据注采井组的含水与采出程度的对应关系选择调剖井根据注采井组的含水与采出程度的对应关系选择调剖井采出程度与含水关系采出程度与含水关系9-103含水率与采出程度关系曲线00.20.40.60.81010203040采出程度 R（%）含水率 fw（小数）理论实际单因素决策单因素决策(1)(1)渗透率单因素决策渗透率单因素决策 从渗透率单因素出发选择调剖井点主要应考虑渗透率从渗透率单因素出发选择调剖井点主要应考虑渗透率变异系数和平均渗透率大小，并利用变异系数和平均渗透率大小，并利用简化的升半梯形简化的升半梯形分布分布将将其表示成选择调剖井的决策因子其表示成选择调剖井的决策因子(2)(2)吸水剖面决策吸水剖面决策 计算出每口注水井的吸水百分数变异系数后，利用计算出每口注水井的吸水百分数变异系数后，利用简简化的升半梯形分布化的升半梯形分布将其表示成选择调剖井的决策因子将其表示成选择调剖井的决策因子(3)(3)注入动态单因素决策注入动态单因素决策 首先计算注水井的视吸水指数和每米吸水指数后，利用首先计算注水井的视吸水指数和每米吸水指数后，利用升半梯形分布升半梯形分布将其表示成选择调剖井的决策因子将其表示成选择调剖井的决策因子(4)(4)井口压力降落曲线决策井口压力降落曲线决策 计算出所有参与决策的注水井的修正的PI值以后，利用降半梯形分布求得每口注水井的压降曲线决策因子。(5)(5)采出程度含水关系单因素决策采出程度含水关系单因素决策 利用升半梯形分布将注采井组的含水率表示成决策因子； 利用降半梯形分布将注采井组的采出程度表示成决策因子。多因素综合决策多因素综合决策 单因素决策是从各侧面反映问题本质单因素决策是从各侧面反映问题本质 具有一些片面性具有一些片面性 各种方法所用资料的各种方法所用资料的可靠性也不完全可靠性也不完全 相同相同 科学合理地选择调剖井要求科学合理地选择调剖井要求进行多因进行多因 素综合评判素综合评判 多因素综合决策多因素综合决策 (1)(1)模糊综合评判的一般模型模糊综合评判的一般模型 (2)(2)变权问题变权问题 常权满足 ，且诸权是常数 变权也满足权系数之和为1，且参与决策因素的相对权重不变 (3)(3)选井的多因素综合决策选井的多因素综合决策 在充分考虑各选井因素的情况下，采用变权的多因素综合评判来选择调剖井。选择调剖井的多因素模糊决策模型如下： 式中：FZ表示多因素决策因子矩阵， 表示权重矩阵，F表示单因素决策因子矩阵。3.2PI决策技术3.3动态法优化设计堵水方案技术技术思路：技术思路：(1)以油藏数值模拟技术为手段，建立调剖堵水增产模型；(2)建立单井堵剂用量模型；(3)建立单井调剖堵水施工费用模型；(4)优化模型： 经济效益目标增油价值堵剂成本施工费用 约束条件3.4 多轮次调剖数值模拟软件三维三相多轮次调剖数值模拟软件研制三维三相多轮次调剖数值模拟软件研制 (1) 假设条件：假设条件： 流体有油、水、堵剂三相组成；流体有油、水、堵剂三相组成； 流体等温渗流，流动符合达西定律；流体等温渗流，流动符合达西定律； 不考虑成胶之前的堵剂溶液的剪切降解；不考虑成胶之前的堵剂溶液的剪切降解； 堵剂成胶过程可用指数规律描述；堵剂成胶过程可用指数规律描述； 堵剂成胶前后体积不变；堵剂成胶前后体积不变； 完全成胶后的堵剂不流动；完全成胶后的堵剂不流动； 地层为各向异性的非均质地层。地层为各向异性的非均质地层。 (2) 数学模型数学模型基本方程：基本方程： 油油 相：相：水水 相：相：堵剂相：堵剂相： 辅助方程：辅助方程： (2) 数学模型数学模型 初始条件：初始条件：边界条件：边界条件： (3)模型解法 模型解法：模型解法： 求解时，用有限差分方法把上述偏微分方程化为线性方程组，然后用预处理双共轭梯度法求解线性方程组。 在此基础上，求解堵剂相饱和度、以及封堵后的地层参数变化情况，从而预测多轮次调剖措施的生产动态和增油降水情况。(3)模型解法模型解法 计算框图计算框图数据流程：数据流程： 地质模型参数流体物性参数堵剂物性参数生产动态资料用正交极小化方法求压力方程调剖井工调剖井工作制度作制度求解并输出P, ,C, K分布, fw, 程序设计框图程序设计框图 ：3.5 调剖堵水后的注采系统优化理由：理由： （1）原有的高渗通道或大孔道已被封堵，改变原有的定势流场成为可能； （2）地下液流方向的改变，为驱动剩余油富集区已成为可能； （3）原有的注采方式不适应提高注水波及系数的要求。 做法：做法： （1 1）韵律层潜力评价（静态、动态）；）韵律层潜力评价（静态、动态）； （2 2）井网的完善和高效利用；）井网的完善和高效利用； （3 3）先进的二次采油方法集成应用。）先进的二次采油方法集成应用。 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.堵水调剖工艺技术目目 录录沉淀型无机盐类堵水、调剖化学剂沉淀型无机盐类堵水、调剖化学剂聚合物冻胶类堵水、调剖化学剂聚合物冻胶类堵水、调剖化学剂颗粒类堵水、调剖化学剂颗粒类堵水、调剖化学剂泡沫类堵水、调剖化学剂泡沫类堵水、调剖化学剂树脂类堵水调剖化学剂树脂类堵水调剖化学剂微生物类堵水、调剖化学剂微生物类堵水、调剖化学剂其他类堵水调剖化学剂其他类堵水调剖化学剂 常用堵剂类型 沉沉淀淀类类：水水玻玻璃璃- -氯氯化化钙钙、氟氟硅硅酸酸- -水水玻玻璃璃、水水玻玻璃璃- -硫酸铝等硫酸铝等 凝凝胶胶类类：现现场场应应用用最最多多的的一一类类调调堵堵剂剂。各各种种聚聚合合物物凝胶及其冻胶等凝胶及其冻胶等 颗颗粒粒类类：水水泥泥、土土类类、石石粉粉、蚌蚌壳壳粉粉、粉粉煤煤灰灰、石石灰乳、体膨型凝胶颗粒、榆树皮粉等灰乳、体膨型凝胶颗粒、榆树皮粉等 堵剂现状堵剂现状 树树脂脂类类：酚酚醛醛树树脂脂、脲脲醛醛树树脂脂、松松香香皂皂、改改变变岩岩石石润湿性类：甲硅烷、阳离子聚合物、表面活性剂等润湿性类：甲硅烷、阳离子聚合物、表面活性剂等 泡沫类泡沫类：两相泡沫、三相泡沫、泡沫凝胶等两相泡沫、三相泡沫、泡沫凝胶等 微生物类微生物类：如各类细菌如各类细菌 其其他他类类：酸酸类类（硫硫酸酸、盐盐酸酸）、活活性性稠稠油油、改改性性水水泥等泥等 堵剂现状堵剂现状堵剂决策技术(1)(1)堵剂类型的选择堵剂类型的选择 堵剂类型的选择主要考虑堵剂与地层的配伍性：堵剂类型的选择主要考虑堵剂与地层的配伍性： 堵剂粒径与地层孔喉的匹配关系堵剂粒径与地层孔喉的匹配关系 堵剂与地层水矿化度的匹配关系堵剂与地层水矿化度的匹配关系 堵剂与地层温度的匹配关系堵剂与地层温度的匹配关系 堵剂与地层水堵剂与地层水PHPH的匹配关系的匹配关系 将常用堵剂的性能参数建库，然后将实际区块的特征将常用堵剂的性能参数建库，然后将实际区块的特征参数与堵剂库匹配来优选堵剂类型。参数与堵剂库匹配来优选堵剂类型。(2)(2)堵剂用量的计算堵剂用量的计算 通常注入堵剂越多，其吸水指数下降越多，所以反通常注入堵剂越多，其吸水指数下降越多，所以反过来过来吸水强度越大的井调剖时吸水强度越大的井调剖时，为了降低其吸水指为了降低其吸水指数就数就需注入越多的堵剂需注入越多的堵剂，单井堵剂用量的计算如下，单井堵剂用量的计算如下: :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.堵水调剖工艺技术目目 录录施工参数设计研究最佳注入压力设计最佳注入压力设计最佳注入压力设计最佳注入压力设计 选择性注入压力的计算公式为：选择性注入压力的计算公式为：选择性注入压力的计算公式为：选择性注入压力的计算公式为：最佳注入压力的修正公式最佳注入压力的修正公式最佳注入压力的修正公式最佳注入压力的修正公式 按上式设计的压力偏小，其原因是上式中的压力梯度按上式设计的压力偏小，其原因是上式中的压力梯度按上式设计的压力偏小，其原因是上式中的压力梯度按上式设计的压力偏小，其原因是上式中的压力梯度是由物模研究得出的，实验时没有考虑沿程损失。因此在是由物模研究得出的，实验时没有考虑沿程损失。因此在是由物模研究得出的，实验时没有考虑沿程损失。因此在是由物模研究得出的，实验时没有考虑沿程损失。因此在大量分析研究的基础上提出了如下修正公式：大量分析研究的基础上提出了如下修正公式：大量分析研究的基础上提出了如下修正公式：大量分析研究的基础上提出了如下修正公式： 其中：其中：其中：其中：效果预测技术出发点：出发点： 不同地质特征的区块整体调剖效果不同不同地质特征的区块整体调剖效果不同 同一区块在不同开发阶段调剖效果也不一样同一区块在不同开发阶段调剖效果也不一样 基本思路：基本思路： 以油藏数值模拟为手段，针对不同类型油藏求出在不同以油藏数值模拟为手段，针对不同类型油藏求出在不同含水期进行整体调剖时其理论的增产效果，并作成预测图含水期进行整体调剖时其理论的增产效果，并作成预测图版，然后将实际油藏的性质与开发特征跟理论图版匹配便版，然后将实际油藏的性质与开发特征跟理论图版匹配便能迅速地预测出该区块实施调剖所能达到的效果能迅速地预测出该区块实施调剖所能达到的效果方案设计方案设计 区块平均渗透率、渗透率变异系数、综合含水这三个指区块平均渗透率、渗透率变异系数、综合含水这三个指标的不同组合就构成了不同的设计方案，三个指标的取值标的不同组合就构成了不同的设计方案，三个指标的取值如下：如下： 含含 水水 率（率（% %）：）： 4040；6060；8080；9090；9595 变异系数：变异系数： 0.850.85；0.650.65；0.450.45 平均渗透率（毫达西平均渗透率（毫达西 ）：）：5050；100100；200200；500 500 其他开发指标预测其他开发指标预测其他开发指标预测其他开发指标预测 按照上图的步骤可以直接预测出区块整体调剖的无因次增油量和提高的采收率，其他开发指标可分别按下列方法预测。 （1 1）增产油量预测）增产油量预测 增产油量 （2 2）降低含水率预测）降低含水率预测 区块整体调剖时降低的含水率为： （3 3）降水量预测）降水量预测 降低的产水量可按下式计算： （4 4）增加的可采储量预测）增加的可采储量预测 增加的可采储量预测可按下式计算：投入产出比计算及区块整体调剖必要性判断投入产出比计算及区块整体调剖必要性判断 (1)(1)(1)(1)投入项计算投入项计算投入项计算投入项计算 投入费用施工费作业费测试费堵剂费 (2)(2)(2)(2)产出值计算产出值计算产出值计算产出值计算 产出值油价*增油量水处理费*降水量。 (3(3(3(3筛选筛选筛选筛选 区块整体调剖的筛选标准是投入产出比大于4开采曲线评价增产油量评价产量量递减减规律律 双曲双曲双曲双曲递减递减递减递减 调和递减调和递减调和递减调和递减增产油量增产油量增产油量评价曲线增加可采储量评价增加可采储量评价增加采收率评价降低含水率评价含水上升率含水上升率降低的含水上升率降低的含水上升率降低产水量评价水驱曲线评价图压降曲线评价 水井调剖进展与发展趋势水井调剖进展与发展趋势 (1)(1)向远井调剖剂的方向发展深部调剖技术。向远井调剖剂的方向发展深部调剖技术。 分散凝胶调驱剂分散凝胶调驱剂中低渗性地层调剖驱油工艺技术；中低渗性地层调剖驱油工艺技术； 延迟交联凝胶剂延迟交联凝胶剂中低渗性地层深度调剖工艺技术；中低渗性地层深度调剖工艺技术； 复合段塞调剖剂复合段塞调剖剂区块整体调剖综合治理工艺技术；区块整体调剖综合治理工艺技术； 超细粉末调剖剂高中渗性地层深度调剖工艺技术。超细粉末调剖剂高中渗性地层深度调剖工艺技术。 (2)(2)向适应苛刻条件（高温、高矿化度、大孔道、低渗透）向适应苛刻条件（高温、高矿化度、大孔道、低渗透）的方向发展。的方向发展。复合颗粒调剖剂复合颗粒调剖剂高渗透大孔道地层调剖工艺技术；高渗透大孔道地层调剖工艺技术；复合树脂封堵剂复合树脂封堵剂灰岩及裂缝性地层调剖工艺技术；灰岩及裂缝性地层调剖工艺技术；高温调剖封窜剂高温调剖封窜剂热采井高温井调剖封窜工艺技术；热采井高温井调剖封窜工艺技术；自生颗粒调剖剂自生颗粒调剖剂低温高矿化度地层调剖工艺技术；低温高矿化度地层调剖工艺技术；分散凝胶调驱剂分散凝胶调驱剂中低渗性地层调剖驱油工艺技术。中低渗性地层调剖驱油工艺技术。(3)(3)向综合作用（增注向综合作用（增注+ +调剖、调剖调剖、调剖+ +驱油）的方向发展。驱油）的方向发展。复合调驱剂调剖驱油一体化技术。如复合调驱剂调剖驱油一体化技术。如“2 23”3”技术、技术、 多段塞复合、区块综合治理）；多段塞复合、区块综合治理）；防砂调剖剂防砂调剖剂疏松砂岩防砂调剖一体化工艺与技术；疏松砂岩防砂调剖一体化工艺与技术；选堵酸化剂选堵酸化剂非均质低渗地层酸化调剖一体化技术。非均质低渗地层酸化调剖一体化技术。(4)(4)多轮次调剖技术研究。多轮次调剖技术研究。 多轮次堵水调剖决策技术，如调剖的必要性、调剖的时机、多轮次堵水调剖决策技术，如调剖的必要性、调剖的时机、调剖剂及其用量、调剖工艺与参数的优化、效果预测与评价调剖剂及其用量、调剖工艺与参数的优化、效果预测与评价等。等。 聚合物驱等后续堵水调剖技术研究。聚合物驱等后续堵水调剖技术研究。(5)调剖基础理论研究与决策技术。 高含水油气藏长期水驱后剩余油的分布规律研究；高含水油气藏长期水驱后剩余油的分布规律研究； 注水油田原油递减与含水上升规律预测技术；注水油田原油递减与含水上升规律预测技术； 高含水油田水驱的整体波及技术；高含水油田水驱的整体波及技术； 调剖堵水优化决策与效果预测；调剖堵水优化决策与效果预测； 水平井调剖堵水剂与工艺技术研究；水平井调剖堵水剂与工艺技术研究； 调剖模型（微观、宏观）的完善。调剖模型（微观、宏观）的完善。 油井堵水研究进展与发展趋势油井堵水研究进展与发展趋势 油井堵水风险大，要求苛刻，但具有见效快的优点。堵水油井堵水风险大，要求苛刻，但具有见效快的优点。堵水方面的研究与调剖相比相关的研究较少。方面的研究与调剖相比相关的研究较少。 （1 1）非选择性堵水剂用作选择性堵水剂。采用分层堵水、封）非选择性堵水剂用作选择性堵水剂。采用分层堵水、封隔器堵水。隔器堵水。 （2 2）中温用有机堵水剂、高温用无机堵水剂。）中温用有机堵水剂、高温用无机堵水剂。 （3 3）低矿化度用有机堵水剂，高矿化度用无机堵水剂。）低矿化度用有机堵水剂，高矿化度用无机堵水剂。 （4 4）需要工艺上配合（如注水井泄压、慢注入、过顶替等）。）需要工艺上配合（如注水井泄压、慢注入、过顶替等）。 （5 5）向综合作用（堵水）向综合作用（堵水+ +防砂、堵水防砂、堵水+ +酸化、堵水酸化、堵水+ +化学剂吞化学剂吞吐等）的方向发展。吐等）的方向发展。 疏松砂岩油藏防砂堵水一体化工艺技术；疏松砂岩油藏防砂堵水一体化工艺技术； 暂堵酸化、选堵酸化工艺技术；暂堵酸化、选堵酸化工艺技术； 堵水驱油一体化工艺技术。堵水驱油一体化工艺技术。(6)(6)最有发展前途的是最有发展前途的是HPAMHPAM、泡沫、复合型堵剂及稠油。、泡沫、复合型堵剂及稠油。HPAMHPAM有独特的选择性，且易交联，适用于不同有独特的选择性，且易交联，适用于不同K K的地层；的地层；泡沫和稠油不伤害地层。泡沫和稠油不伤害地层。（7 7）油田污泥在堵水调剖中的应用）油田污泥在堵水调剖中的应用。将污泥和残渣进行。将污泥和残渣进行处理和改性回注地层，用作堵水调剖剂。处理和改性回注地层，用作堵水调剖剂。（8 8）利用工业付产物和废弃物进行堵水调剖）利用工业付产物和废弃物进行堵水调剖。如造纸废。如造纸废液、粉煤灰和乳化沥青等进行堵水和调剖。液、粉煤灰和乳化沥青等进行堵水和调剖。冻胶类系列堵水剂冻胶类系列堵水剂砂岩地层非选择性堵水工艺技术砂岩地层非选择性堵水工艺技术高强度复合型堵剂高强度复合型堵剂油井底水及微裂缝封堵工艺技术油井底水及微裂缝封堵工艺技术复合树脂小球堵剂复合树脂小球堵剂油井炮眼及大孔道封堵工艺技术油井炮眼及大孔道封堵工艺技术高吸水性树脂堵剂高吸水性树脂堵剂高含水油水同层井选堵工艺技术高含水油水同层井选堵工艺技术特种复合材料堵剂特种复合材料堵剂热采井暂堵及调剖封窜工艺技术热采井暂堵及调剖封窜工艺技术复合树脂颗粒堵剂复合树脂颗粒堵剂高含水大厚层油井选堵工艺技术高含水大厚层油井选堵工艺技术改性水泥颗粒堵剂安全不流塞炮眼封堵工艺与技术。改性水泥颗粒堵剂安全不流塞炮眼封堵工艺与技术。（9 9）向适应苛刻条件（高温、大孔道、低渗透）的方向）向适应苛刻条件（高温、大孔道、低渗透）的方向发展。发展。（1010）堵水基础理论研究与决策技术。）堵水基础理论研究与决策技术。 高含水油气藏长期水驱后剩余油的分布规律研究；高含水油气藏长期水驱后剩余油的分布规律研究； 注水油田原油递减与含水上升规律预测技术；注水油田原油递减与含水上升规律预测技术； 高含水油田水驱的整体波及技术；高含水油田水驱的整体波及技术； 堵水堵水优化决策与效果预测；堵水堵水优化决策与效果预测； 水平井堵水剂与工艺技术研究；水平井堵水剂与工艺技术研究； 堵水模型（微观、宏观）的完善。堵水模型（微观、宏观）的完善。研究成果及正在进行的研究高含水大厚层选择性堵水技术高含水大厚层选择性堵水技术 疏松砂岩防砂堵水一体化工艺技术疏松砂岩防砂堵水一体化工艺技术蒸汽吞吐井高温暂堵技术蒸汽吞吐井高温暂堵技术 安全不留塞炮眼封堵技术安全不留塞炮眼封堵技术选择性堵水酸化工艺技术选择性堵水酸化工艺技术多段塞复合调驱一体化技术多段塞复合调驱一体化技术多轮次调剖堵水技术多轮次调剖堵水技术