油田化学 第五章 注水井调剖与油井堵水
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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。
第5章油水井化学堵水与调剖技术5.1油井出水原因及堵水方法 (2)5.1.1油井产水的原因 (2)5.1.2堵水方法和堵水剂分类 (3)5.2油井非选择性化学堵水剂 (5)5.2.1树脂型堵剂 (6)5.2.2沉淀型堵剂 (8)5.2.3凝胶型堵剂 (10)5.2.4冻胶堵剂 (13)5.3油井选择性堵水剂 (13)5.3.1水基堵剂 (14)5.3.2油基堵剂 (23)5.3.3醇基堵剂 (24)5.4油井堵水工艺和堵水成效评定 (25)5.4.1油井堵水选井原则 (25)5.4.2油井堵水工艺条件 (25)5.4.3油井堵水成效评定 (27)5.5注水井化学调剖技术 (28)5.5.1调剖剂 (28)5.5.2注水井调剖工艺条件和效果评定 (40)5.6用于蒸汽采油的高温堵剂 (42)5.6.1用于蒸汽采油的高温堵剂 (43)5.6.2高温注蒸汽调剖剂 (44)参考文献 (47)油气井出水是油田开发过程中普遍存在的问题,特别是采用注水开发方式,随着水边缘的推进,由于地层非均质性严重,油水流度比的不同及开发方案和措施不当等原因,均能导致油田含水上升速度加快,致使油层过早水淹,油田采收率降低。
目前,世界上许多油田都相继进入中高含水期,而地下可采储量依然较大,我国主要油田也已进入中高含水期,现仅采出注水开采储量的62%。
原注水条件下广泛应用的增产增注措施效率越来越低,技术难度越来越大,产量递减,产水量大幅度增加,经济效益差。
所以,急需寻找有效的新方法,改善高含水产油效果。
当前运用较广泛的措施就是调剖堵水技术,它是在原开采井网不变的情况下通过调整产层结构来实现的。
注水井调剖和生产井堵水技术在现场进行了广泛的应用,有效地改善了注入水波及体积,调整了油藏开采结构,提高了产量,因而它是注水开发过程中一种关键技术。
堵水作业是“控制水油比”或“控制产水”。
其实质是改变水在地层中的流动特性,即改变水在地层的渗流规律。
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。
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。