油田油井堵水

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。

在石油开采井下作业施工过程中，常会因为各种原因造成油井出水，出现油井出啥、油井停喷、设备腐蚀或形成死油区等现象。

增大了采油成本，给石油企业带来重大经济损失的同时，使油井变为废井，造成资源浪费，破坏当地生态系统。

一、油井出水原因首先，对于用注水开发方式开发的油气藏，由于石油开采方式选择不当，导致使注入水及边水沿的高、低渗透层不均匀推进，出现射进或指进现象，影响油井开采质量。

其次，在油井存在底水，即留存于油层底部的水层，由于石油受到底水的承托作用，导致油井生产压差过大，破坏了石油与水层之间的重力平衡关系，使原来的油水界面在靠近井底处呈锥形升高的现象。

再次，由于石油内部上层和下层水层，即上层水、下层水的窜入，导致套管损坏，影响油井的密封效果，或是部分地区由于断层裂缝比较大，而造成油层与其它水层相互串通。

最后，由于固井不好或层间串通，或者补水时误射水层，导致在相连两个油层之间的夹层水进入注入油井，使油井出水。

在石油开采过程中一旦油井发生出水，将会造成巨大的经济损失，为了提高石油开采效率，保证施工技术人员的生命安全，就必须在石油开采井下工作时进行堵水作业。

二、石油开采井下作业堵水技术的应用要点1.机械方法堵水。

石油开采井下堵水作业时，采用机械方法进行堵水，其工作原理是利用打悬空水泥塞、电缆桥塞、填砂等设施，将油井中的油层进行隔离保护起来，以此来控制油井出水量。

或利用封隔器卡封高含水层，再用带死嘴子的堵塞器进行水层封堵，有效制止其正常运作。

减少多层非均质油藏间的层间差异性，最大程度上降低层间干扰对石油开采作业的影响，切实提高油井产量。

此外，还可以利用机械采油井堵水柱进行机械堵水，它主要由油管、配产器和封隔器等部件组成，具有材料成本低廉，施工时间短，堵水成功率较高等特点，但堵水持续时间较短，不适用于长期石油开采作业项目。

2.化学方法堵水。

利用化学方法进行石油开采井下堵水作业时，能够利用特定化学药剂实现高出水层的有效封堵，尤其是对于裂缝地层的堵水作业，一般来说，化学堵水分为选择性堵水与非选择性堵水。

1.凝胶类堵剂凝胶是固态或半固态的胶体体系。

它是由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相连接形成的空间网状结构, 结构空隙中充满了液体。

液体被包在其中固定不动, 使体系失去流动性, 其性质介于固体和液体之间。

凝胶分为刚性凝胶(如无机凝胶TiO5、SiO2等)和弹性凝胶(如线型大分子凝胶)两类。

无机凝胶属非膨胀性凝胶, 呈刚性；凝胶强度高, 一般在5000mPa以上。

①丙凝堵剂是丙烯酰胺(AM)和N,N-甲撑双丙烯酰胺(MBAM)的混合物, 在过硫酸铵的引发和铁氰化钾的缓凝作用下, 聚合生成不溶于水的凝胶来堵塞地层孔隙。

其胶凝时间受温度、过硫酸铵和铁氰化钾含量的影响。

在60℃下, AM:MBAM=95:5, 总质量分数为10%, 过硫酸铵占0.2%, 铁氰化钾 0.001%～0.002%(质量分数)时, 胶凝时间为 92～109分钟。

每口井用量 13～30m3。

②冻胶堵剂是指由高分子溶液经交联剂作用而失去流动性形成的具有网状结构的物质。

能被交联的高分子主要有PAM、HPAM、羧甲基纤维(CMC)、羟乙基纤维 (HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基半乳甘露糖(CMGM)、羟乙基半乳甘露糖 (HEGM)、木质素磺酸钠(Na-Ls)、木质素磺酸钙(Ca-Ls)等。

交联剂多为由高价金属离子所形成的多核羟桥铬离子(Cr3+, Zr4+, Ti3+, Al3+)此外还有醛类(甲醛、乙二醛等)或醛与其他分子缩聚得到的低聚合度的树脂。

该类堵剂很多, 诸如铝冻胶、铬冻胶、锆冻胶、钛冻胶及醛冻胶等。

油田常用的比较典型的冻胶堵剂就是用部分水解聚丙烯酰胺, 重铬酸钠 (Na2 Cr2 O7 ·2H2 O)、硫代硫酸钠 (Na2 S2 O3 ·5H2 O)和盐酸组成。

其配方如下: HPAM: 0.4~0.8%。

重铬酸钠: 0.05%~0.10%, 硫代硫酸钠: 0.05~0.15%, 用HCl调节: pH=3.5~4.5（铬交联体系成胶pH环境: 3~5, 铝堵剂pH值环境: 4~7）, 酚醛类堵剂pH环境: ）。

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。

石油开采井下作业堵水技术的应用摘要：我国各个领域的科学技术水平随着社会与经济的发展有了一定的提升，石油开采作业的堵水施工技术也越来越先进。

油田开采项目需要考虑各方面因素，施工作业也比较复杂，如要彻底分析开采地区的水文生态保护问题、地质环境问题等。

堵水技术主要用于降低油井出水问题的概率，在保护环境的同时提高油田的出油率，从而提升石油企业的综合效益。

关键词：堵水石油水泥1 石油开采井下作业的堵水技术要点1.1 水动力调整法水动力调整法是指借助压力场与流场对油藏进行调整，使其达到一定预期目标的方法。

该方法被用于石油开采井下作业后可让施工工艺更匹配油藏地质的环境，有效减少层与层之间的冲突情况与作业问题。

另外，施工技术人员还可以通过水动力调整法堵水技术来控制施工作业期间的水流方向，确保水流流向高处，这样就可有效避免水锥问题的出现。

水锥问题解决后，施工作业可能遇到的层内剖面问题也就能顺利处理了。

1.2 笼统挤注技术笼统挤注技术处理堵水问题效果较高的一种技术。

借助笼统挤注技术，石油开采井下作业人员就能同步开展管柱与井筒作业，而且井筒施工操作难度相对较低，将两者进行结合作业既可以达到控制施工成本的效果，又能减少施工安全隐患，有利于石油企业的长期发展。

所以，笼统挤注技术在堵水处理方面值得推广应用。

1.3 大剂量、多液法施工流程石油开采作业期间比较常见的一种堵水问题对应方案是大剂量、多液法施工技术，这种方法的原理是堵水体系处于进水容易、粘度较低时就让其抵达预定深度的地表层，而后再经过各类化学反应形成符合施工需求强度的堵水体系。

施工作业相关人员通过该技术能够有效掌握作业流程中的数据信息，并能以此做出相应的调整，因此此项技术在一定程度上也有利于石油开采施工安全性的保证。

2 石油开采井下作业堵水技术的运用2.1 化学堵水技术全面分析石油开采场地的情况，并科学采取相应的堵水技术，是石油企业保证石油质量与开采效率的基础，而且堵水技术的运用与现场实际情况越贴合，石油开采作业的效率与安全性越有保障。

1.海上石油开采调剖堵水的必要性 海上油田开发需要投入大量的资金，尽快收回投资并取得好的经济效益，决定了海上油田必须以较高的采油速度进行生产。提高采油速度必须维持油井较高的产量，因此强化油井产能的一些措施如大排量电潜泵、注水等工艺技术在海上油田开发中应用较为广泛，这些强采强注措施将会使油井见水周期缩短和产出液含水率上升很快，随着油田的开发油井出水问题越来越突出。调剖堵水是延长海上油田油井经济开采寿命，提高石油开采速度和采出程度的非常有效的手段和措施之一。

1.1.油井出水的原因 油井出水可能是来自同层水，也可能来自异层水（又叫外来水）。注入水、边水和底水为同层水；由于固井质量差、套管损坏引起的流体窜槽或误射手水层引起的出水为异层水。出水的原因主要有以下几个方面： （1）由于地层渗透率的非均质性及油水流度比的差异，使注入水易沿高渗透地层突进，造成油井含水上升较快。 （2）在注入水的的长期冲刷下，特别是强采强注时使地层胶结物受到破坏，引起渗透率的急剧上升，在油水井之间形成高渗透、大孔道地层，也会引起油井上升很快。 （3）油水同层时，由于流体压力梯度大于游水重力梯度时易引起底水锥进。 （4）由于固井质量差、套管损坏引起的流体窜槽或误射手水层引起的出水。

1.2 油井出水的危害 （1）油井产水，对经济效益影响很大，某些高产井可能转变为无工业价值的井，影响油田经济开采期。 （2)对于出水井，如不及时采取措施，地层中可能出现水圈闭的死油区，注入水绕道而过，从而降低采收率，造成极大的浪费。 （3）油井出水还可使储层结构破坏，造成油井出砂。 （4）油井出水后还会增加液体相对密度，增大井底油压，使自喷井转为抽油井。 （5）油井出水会腐蚀井下及地面设备。 （6）油井产水增加，必然会使地面脱水费用增加，造成环境污染。

1.3 堵水方法分类 堵水技术根据施工井的种类不同，可分为水井调剖和油井堵水两大类；根据堵水方法的不同，又可分为机械堵水和化学堵水；化学堵水又可分为选择性堵水和非选择性堵水。

调驱、调剖和堵水的区别1、注水井综合调驱技术注水井综合调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。

它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。

其结果，就可封堵注水井的高渗透层，均衡其吸水剖面，降低油水的流度比，进一步驱出地层中的残余油，并可在地层中形成一面活动的“油墙”，产生“活塞式”驱油作用，以降低油井含水提高原油采收率。

其中的驱油剂可与原油产生混相作用，有效地驱出残余油，在地层中形成向油井运移的类似于活动的“油墙”的原油富集带，具有较长期的远井地带调剖作用。

堵水剂可对地层的高渗透大孔道产生封堵作用，均衡其吸水剖面，使驱油剂更有效地驱油。

调剖剂可不断地调整地层的吸水剖面，并可更有效地驱油。

它对低渗透地层的渗透率无伤害，用它对注水井进行处理后，在同样的注水量下，注水压力下降或上升的幅度不大。

2、注水井综合调剖技术调剖措施：注入井堵水措施：油井堵水调剖的作用：（1）提高注入水的波及体积，提高产油量，减少产水量，提高油田开发的采收率。

（2）封堵多层开采的高渗透，高含水，或注入井的高吸水层，减少层间干扰，改善产液剖面或吸水剖面。

（3）封堵单层采油井的高渗透段和水流大通道或注水井的高吸水井段。

（4）封堵水窜的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率。

从概念上很好区分这两个概念：调驱是调剖和驱油双重作用；调剖就是调整吸水剖面。

从注水井封堵高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面，这称为调剖。

为了调整注水井吸水剖面，改善水驱效果，向地层中、高渗透层吸水能力较强的部位或层段注入化学剂，降低中、高渗透层的渗透率，提高低渗透油层的吸水能力，这种工艺措施叫注水井调剖。

主要作用：为了调整吸水剖面，缓解层间矛盾。

字面上也是可以理解：调剖就是调整吸水剖面，降低层间矛盾，调驱就是调整驱动方式。

3、堵水堵水是指油井出水后进行封堵的办法。

目的控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油效率。

堵水调剖工艺技术简介一、概述（一）油井出水的原因与危害1．油井出水类型由于油藏构造复杂、地层非均质性、油层物性、原油物性差异所致，油田注水后，层内、层间、平面三大矛盾突出，油井普遍见水。

出水的原因很多，大致可分如下几类：（1）同层水：原油和水同存于一个层位，在采油过程中水随原油一同采出，使油井含水不断升高。

（2）窜槽水：因固井质量差，套管外水泥密封不严，油层和水层连通在一起，使油井含水率升高。

（3）底水：如果油层的下面有水层，随着油井的抽吸，当流体的压力梯度克服油水重力梯度差时即形成水锥。

底水锥进使得油井产出液中的含水迅速上升或水淹。

（4）水层水：在多层合采的油井中，水层被误射开或个别层完全水淹，在油井生产时，水层水也随同油层中的原油一同采出。

（5）边水：若油层边部存在水层，在采油过程中，边水向油层指进而流入油井中，同原油一同采出。

（6）注入水：在油田内部注水驱油或边部注水驱油的过程中，由于地层的非均质性，使得注入水沿高渗透条带突进，致使油井大量出水。

这是注水开发油田油井出水的主要原因。

2．油井出水的危害性（1）消耗地层能量：注水开发油田主要靠注入水补充地层能量，由于注入水从高渗透条带或裂缝流进油井被采出，使地层压力下降，水驱效果变差。

为保持注采平衡，必须增加注入量，从而增加注水费用。

（2）油井大量出水，造成油井出砂更为严重：砂岩油层见水后，会引起粘土膨胀，降低油层的渗透率，降低产油量，而且也因胶结物被水溶解而使得油井大量出砂，严重时迫使油井停产。

（3）危害采油设备：油井大量出水不但加重深井泵的负荷，而且也使得地面管线和设备的结垢更为严重，并且使其受腐蚀的速度加快。

（4）加重脱水泵站负担：油井大量产水，产液量增加，加大了脱水泵站工作量。

这样必须扩大泵站，增加脱水设备，增加动力、破乳剂及人力等消耗，也就增加了采油成本。

（5）增加污水处理量：从原油中分离出来的污水必须经过处理，才能符合污水排放标准或回注要求。

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。

油气井堵水及封窜技术
油气井堵水及封窜技术是指在油气井生产过程中，由于地层中的水或其他外部介质进入井筒，影响井口产液能力或引起水窜现象时采取的一系列措施。

油气井堵水技术主要包括以下几种方法：
1. 堵水剂注入：通过向井筒中注入堵水剂，如聚合物、碳酸钙等物质，形成堵塞物，阻止水的进入。

2. 堵水垫压井：利用堵水剂在井底形成垫层，阻止水从地层进入井筒。

这种方法适用于水位较低且能够形成垫层的情况。

3. 注水井封窜：当存在多口井共用水源的情况下，通过调整注水井的产量，封堵从水源进入井筒的路径，避免水窜现象发生。

4. 阻塞裂缝：当存在地层裂缝导致水窜时，可以通过注入堵塞剂或填充剂，将裂缝堵塞，阻止水的进入。

5. 封孔堵水：对于水源已知的分水井，通过封堵渗透体系，堵塞水源通道，达到堵水的目的。

需要注意的是，选择适当的井堵水及封窜技术需要综合考虑油气井的具体情况，包括地层性质、水源位置、井口产液能力等因素，因此在实际应用中需要进行详细的勘察和分析。