化学调剖堵水技术

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。

油田化学堵水调剖综述[摘要]堵水调剖技术及其相关技术在油田控水和增产方面有着至关重要的地位，本文主要阐述了油田堵水调剖技术的相关知识以及其发展过程，并介绍了几种常见的化学堵水调剖剂，最后本文在分析目前化学堵水调剖技术现状的基础上对于化学堵水调剖的进一步研究提出了一些相关的建议。

[关键词]油田堵水调剖建议中图分类号：te34 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0065-01一、油田化学堵水调剖技术1.1 化学堵水调剖技术的相关概念化学堵水调剖技术是指在油井中注入相应的化学药剂（也就是化学调剖剂），从而来阻塞含水量比较高的层，实现降低无效水循环、减少油井底部的水流压力以及降低油井含水量的目的。

化学堵水调剖技术是通过不均匀的油层之间吸水能力的不同来实现的，其基本原理是在比较低的注入压力的前提下注入化学调剖剂，然后阻塞压力比较低的高吸水部位，因此来提高油井的注水压力，降低油井的吸水能力，从而实现对低渗透部位注水量的提高。

化学堵水调剖技术是分层开采的主要技术之一，其可以对以下三方面的问题做出相应的解决。

首先，在受层间隔层厚度以及分层注水管柱分层程度的要求条件下，经常出现在一个层内可能会出现几个吸水能力不同的油层的情况，此时可以采用化学调剖剂对层内的吸水量做出相应的调度和调整。

其次，对于一些由于套损而造成无法正常工作的油井，在笼统注水的前提要求下，可以使用相关的化学调剖技术来对油井的吸水面做出相应的调整。

再次，对于不均匀的比较厚的油层，可以使用化学调剖方法来使得中高渗透部位的注水量向低渗透部位逐渐进行转移。

1.2 化学堵水调剖技术的发展历程油田化学堵水调剖技术的发展过程大致可以划分为四个阶段，下面分别对这四个阶段进行相关的介绍。

第一阶段：试验阶段。

油田化学堵水调剖技术的初期试验阶段是指从1986年到1990年。

在这段时间内，机械卡堵水技术有着非常重要的地位。

一些主要的油田分别与相关科研院所进行合作，他们引进和使用了一些聚合物调剖剂，例如603堵剂、pia-601、pmn-pf等。

调剖堵水技术在高含水油井中应用随着石油勘探领域的不断发展，石油开采领域也在不断拓展，高含水油井的开发已成为石油勘探开发领域关注的热点问题。

在高含水油井的开发过程中，堵水技术的应用成为了一种重要的手段，通过调剖堵水技术可以有效地增加油井的产量，并延长油田的生产寿命。

本文将从调剖堵水技术及其在高含水油井中的应用方面进行探讨，以期进一步提高我国高含水油井的开采效率。

一、调剖堵水技术概述调剖堵水技术是一种利用调剖剂改变地层渗透率的方法，从而达到调整油水分布，提高油井产能的技术手段。

该技术的原理是通过注入调剖剂，将调剖剂与地层中的水相挤出，从而改变地层渗透率分布，减小水相渗透，提高油相渗透，减小水驱升高效地采出地层残余油。

常用的调剖剂有聚合物、环烷醇类、表面活性物质等。

调剖堵水技术的优点在于其可以有效地提高油井的产量，延长油田的生产寿命，减少油田开发成本，并且对地下水资源不会造成污染。

目前，调剖堵水技术在石油开采领域得到了广泛应用，尤其是在高含水油井的开发中发挥了重要作用。

二、高含水油井的特点高含水油井通常指含水层在产出口中含水含量超过70%，即水含量占总产出的百分比超过70%的油井。

高含水油井的产生给油田开发带来了很大的困难，因为高含水会导致油井产出的油含量低，产油效率低，降低油井的产量，而且还会造成地层压力的不稳定，产生油轮效应。

高含水油井的特点主要有以下几点：一是油井产出的油含量低，二是油井产量不稳定，三是易引起地层压力不稳定。

由于这些特点，高含水油井的开发一直是石油行业领域的难题。

对高含水油井的开发技术不断进行改进和创新就显得极为重要。

1. 改进调剖剂的配方针对高含水油井的特点，可以针对调剖堵水技术进行改进和创新。

要改进调剖剂的配方，选择适合高含水油井地层条件的调剖剂，以提高调剖剂的适用性和效果。

在高含水油井中，通常选择相对水溶解度低的调剖剂，以避免与地层水相溶解，减少对地层渗透率的影响。

2. 提高调剖剂的渗透性要通过改进调剖剂的配方，提高调剖剂的渗透性，以加强调剖剂对地层的渗透能力，从而改变地层的渗透率分布。

堵水调剖工艺技术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。

化学调剖堵水技术2011年12月目前，许多油田都相继进入高含水开发中后期，如何进一步经济、有效地开采现有油田是石油行业亟待解决的重大课题之一，其中强化采油技术的发展和应用发挥了重要的作用。

油田进入开发中后期，产量递减，产水量大幅度增加，经济效益差。

急需寻找有效的新方法，改善高含水产油效果。

改善注水开发主攻目标是提高注水波及体积系数。

调堵是有效的提高采收率手段。

可以有效改善储层非均质性强，开发过程中干扰严重，长期冲刷导致大孔道发育，注水效率低的问题。

一、实施堵水调剖的必要性1、储层非均质性强，开发过程中干扰严重平面上，沉积微相类型多，储层非均质性强。

渗透率级差大。

由于储层平面非均质性严重，导致平面上水驱推进速度，存在各向异性，易形成单向水窜。

纵向上，含油层系多，储层非均质性强。

非主力油层与主力油层在同时注水过程中存在严重的干扰。

层间吸水差异导致各小层地层能量保持状况存在较大差异。

层内非均质性，导致注入水沿高渗条带水窜。

层内下部含水饱和度高，水淹严重，多为水洗，强水洗；上部水淹弱，多为弱见水，见水。

2、长期冲刷导致大孔道发育，注水效率低长期水驱后,井间连通渗透率提高数倍,井间为大孔道连通,连通孔隙半径增大。

大孔道发育，大大影响了油田注水开发效果，驱油效率低。

常规注水开发对提高采收率存在较大困难，堵水调剖是解决问题的有效措施。

二、堵水调剖技术主要分类（一）按堵调井的类别：1、水井调剖：调整注水井的吸水剖面，改善注入水的流向，抑制大孔道或高渗透条带的窜流，提高水驱效率。

2、油井堵水：封堵高含水层段，调整油层生产压差，使得潜力油层段发挥作用，抑制油井含水上升。

3、油水井对应堵调：对注采对应井组中注水井调剖同时对油井进行堵水，达到两发面控制水窜的目的。

（二）按堵调目的分类层内堵调：利用油水井厚油层内的韵律夹层或韵律段的渗透性差异来调整其吸水剖面或生产剖面，改善液流方向，提高开发效率。

层间堵调：封堵调整高含水层，启动低含水潜力层，使得潜力油层充分发挥作用，抑制单层突进或指进。

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。

一、水井调剖机理注水井调剖技术是改善层间、层内及平面矛盾，实现老油田稳产的重要措施。

通过实施调剖措施可有效改善注水井的吸水剖面，扩大注入水波及体积，增加可采储量，降低自然递减速度，提高油田采收率，提高油田开发水平。

水井调剖使用泵车或柱塞泵把调剖堵剂注入到水窜大通道深处或裂缝深处，封堵砂组强水洗层段水窜通道，后续注水由于惯性原因仍有一部分沿主通道注入，产生绕流增加扫油体积，增加层内动用程度，主产液井降低液量降低含水增加产油量；同时由于注入水在主水窜通道方向遇阻，加在其它方向或其它层段注水压力升高，其它方向或其它层段增加扫油体积，增加油层动用程度，表现低液井水驱能量增加，增加产液量产油量。

通过调剖有效的解决井组层间层内、平面矛盾，提高开发效果。

水井调剖分为全井段混调和分层调剖两种。

二、油井化学堵水机理油井化学堵水是使用化学堵剂封堵油井高渗高压主产液层，减少主产液层产液，减少油井层间干扰，释放其它产层产能，油井减低液量降低含水增加油量；同时由于高产液井方向压力升高，迫使注入水转向其它方向，增加扫油体积，增加油层动用程度，有力改善井组平面矛盾，提高开发水平。

油井化学堵水是水井调剖的有力辅助措施。

水井调剖是“以面带点”，油井化学堵水是“以点促面”，保证调剖持续有效有力措施。

三、KY－Ⅱ低温膨胀凝胶调堵剂1.调堵剂组成该调堵剂由多种改性超高分子量抗盐聚合物与有机树脂活性中间体交联，在稳定剂、调节剂的控制下，在20-80℃的温度条件下成胶、固化，形成本体凝胶。

主剂为几种功能聚合物的复合物，交联剂等物质为有机材料，形成的调驱剂不对油层造成永久性的伤害。

该凝胶体吸水倍数可达1倍以上，具有较好的粘弹性、柔韧性、变形性和破胶修复性，凝胶强度可在交联聚合物～粘弹体范围内进行调节。

2. 调剖剂性能①具高粘弹性：凝胶的粘附性强，弹性好，不易碎。

②具高变形性：无固定形状，具粘稠液体～粘弹体状态。

③吸水膨胀性：与砂岩表面吸附水结合，吸水倍数0.3-0.6倍。

堵水、调剖技术概述堵水、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。

对于下部位出水，进行封上、中堵下，用封隔器将油井产油段的上、中部位隔开，然后对出水的下部位堵水。