采油工程——油井找水和堵水
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油井封堵的目的意义:在油田进入高含水后期开发阶段,由于窜槽、注入水突进或其他原因,使一些油井过早见水或遭水淹。
为了消除或减少水淹造成的危害,所采取的一系列封堵出水层的井下工艺措施统称为油井堵水。
油井堵水的目的是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,使油田的产水量在某一时间内下降后稳定,以保持油田增产或稳产,其最终目的在于提高油田采收率。
堵水作为油田稳油控水的一项主要技术措施,在油田开发中占有重要地位。
机械堵水井的选井选层原则:一般堵水井选井选层时要参考下列几方面资料:1)根据地质动态分析,选择含水上升,产油量下降的高含水井确定为堵水井。
2)进行分层测试,测试流压、每个层段的产液量、产油量及含水率。
3)根据可靠的分层测试资料,预测堵水效果。
通过资料分析认为符合下列条件的,可正式确定为堵水井:1)单井含水较高,有一定产液能力,堵层含水一般超过90%。
2)层间矛盾突出,堵后有接替层增产,或堵后能选择其他层改造增产。
3)堵层受多向注水井点影响,水井没有控制注水余地,因为控注后,要影响其他油井产量,造成综合产量下降。
4)堵层平面分布面积较广,多向连通状况较好,有出油井点。
各油田可根据各自不同的开发形式,确定各自具体的数值标准。
以喇嘛甸油田为例:目前喇嘛甸油田抽油机井堵水选井原则:产液在60t/d以上,综合含水在92%以上。
目前喇嘛甸油田电泵井堵水选井原则:产液在200t/d以上,综合含水在94%以上。
堵水施工前的准备工作:1)初选堵水井;2)核实堵水井措施前的产液,含水及动液面数据;3)编写堵水井地质方案设计;4)确定堵水工艺管柱结构及所用下井工具;5)井况调查:井身结构,历次施工情况,油井工作制度及生产数据等;6)编写施工工艺设计,安排施工计划。
一、名词解释☆油井流入动态:指油井产量与井底流动压力的关系,它反映了油藏向该井供油的能力。
☆吸水指数:表示(每米厚度油层)单位注水压差下的日注水量,它的大小表示油层吸水能力的好坏。
☆气举采油法:气举采油是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合,利用气体的密度小以及气体膨胀使井筒中的混合液密度降低,将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方式。
☆等值扭矩:用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩,使其电动机的发热条件相同,则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。
☆气液滑脱现象:在气液两相流中,由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象叫气液滑脱现象。
滑脱损失:因滑脱而产生的附加压力损失。
☆扭矩因数:悬点载荷在曲柄上造成的扭矩与悬点载荷的比值。
☆配注误差:指配注量与实际注入量的差值与配注量比值的百分数。
为正,说明未达到注入量,为欠注;为负,说明注入量超过配注量,为超注。
☆填砂裂缝的导流能力:在油层条件下,裂缝宽度与填砂裂缝渗透率的乘积,常用FRCD表示。
☆气举启动压力:气举井启动过程中的最大井口注气压力。
气举工作压力:稳定时的井口注入压力。
☆采油指数:是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积与产量之间的关系的综合指标。
其数值等于单位生产压差下的油井产油量。
☆注水指示曲线:稳定流动条件下,注入压力与注水量之间的关系曲线。
☆余隙比:余隙体积与泵上冲程活塞让出的体积之比。
☆流动效率FE:指该井的理想生产压差与实际生产压差之比。
s>0,FE<1 不完善井,s<0,FE>1 超完善井,s=0,FE=1 完善井。
☆酸的有效作用距离:酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。
☆面容比:岩石反应表面积与酸液体积之比☆临界流动:指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动状态。
☆功能节点:压力不连续即存在压差的节点。
☆阀的距:阀开启压力与关闭压力之差。
266套管找漏的主要方法目前有测流体电阻法、井径仪测井法、木塞法、FD找漏和封隔器试压法等,但各大油田目前主要采用木塞法、FD找漏和封隔器试压法,下面就常用的几种方法做简要介绍:1 木塞法找漏主要是用一个比套管内径小6~8毫米的木塞,木塞两端带有胶皮,且胶皮比套管内径大4~6毫米,把二者的组合体一起投入套管内,安装好井口后进行替挤清水作业,随着木塞一直由井口被推至井底,当木塞被推至破损点以下时,泵压开始下降,流体从套管破损处排出,木塞将因为压力减小而不再下行,然后停泵检测木塞深度,即是套管破损点,该方法操作简单,缺点是无法测算套管破损长度。
2 封隔器试压找漏封隔器试压法找漏作为油井大修作业时常见的找漏方法,主要是用封隔器卡住一段套管深度,然后由地面设备进行打压,根据压力变化判断套管是否破损,该方法在施工过程中需要频繁起下钻,而且对封隔器自身的性能要求很高,施工周期长。
3 FD找漏法作为目前使用较多的找漏方法,FD找漏法具有施工方面,成功率高,施工过程中只要合适套管尺寸的堵封器、提方式开关和井口安有封隔器或者防喷器。
FD找漏法的技术原理是:把油层以上部分的套管作为液缸,封堵器当做活塞,封井器进行环空密封,根据液体不可压缩原理,通过封堵器在套管内上下来回运动或者打压,然后从套管或者油管压力表上压力值的变化判断是否漏失,并计算漏失量和漏失深度等值。
套管堵漏主要方法就是挤水泥堵漏,挤水泥堵漏主要是将水泥浆以一定的压力和排量挤入破漏套管外,然后会在套管内留下一定长度的水泥塞,待24~28小时后水泥浆凝固,然后再钻通,最后试压合格并停止施工。
挤水泥主要表现在以下方面: 3.1 挤水泥施工目的挤水泥是利用液体传导压力性质,将一定数量和规格的水泥浆挤入指定位置,使其进入地层裂缝或者多孔隙地带、套管外的环空或者套管破损处的目的层,使地层与套管之间形成密封地带,便于承受各种压力,进而满足后续生产的一种工艺技术。
挤水泥的主要目的就是通过挤封套管破损处来恢复油井正常生产。
采油工程——油井找水和堵水第六章复杂条件下的开采技术第三节油井找水和堵水油井出水是油田开发中后期遇到的普遍现象,特别是水驱油田,油井出水是不可避免的现象6.3.1油井出水原因、出水危害及油井找水1.油井出水的原因油井出水按其来源可分为注入水、边水、底水、上层水、下层水和夹层水。
1)油井出水的危害:油井出水后,使非胶结性油层或胶结疏松的砂岩层受到破坏,造成油井出砂,降低了油井的生产能力;出砂严重的埋死油层,或使油层塌陷,导致油井停产。
由于油井见水后含水量不断增加,井筒含水比增大,液柱重量也随之增大,减小油井自喷能力,甚至失去自喷能力,迫使油井转成机械采油方式。
若油井生产时控制不当,使油井过早见水,将会导致在地下形成一些死油区,因此大大降低了油藏的采收率。
油井大量出水,形成注水井与生产井的地下大循环,增加了地面注水量,从而相应地增加了地面水源、注水设施及电能等的消耗;同时油井出水也使油气集输和原油脱水工作更加复杂化。
油井出水后,由于地层水有很强的腐蚀性,油井设备及井身结构容易造成破坏,增加了修井作业任务和难度,缩短油井寿命,增加生产成本,降低了油田开发的经济效益。
2)油井防水措施:对付油井出水,应以防为主,防堵结合,综合处理,概括起来有以下三个方面的措施:(1)制订合理的油藏工程方案,合理部署井网和划分注采系统,建立合理的注、采井工作制度和采取合适的工程措施以控制油水边界均匀推进。
(2)提高固井和完井质量,以保证油井的封闭条件,防止油层与水层串通。
(3)加强油水井日常管理、分析,及时调整分层注采强度,保持均衡开采。
3)油井找水方法:找水:(1)综合对比资料判断出水层位(地质资料+生产资料)(2)水化学分析法(利用产出水的化验分析结果来判断其为地层水或注入水的方法)(3)根据地球物理资料判断出水层位A流体电阻测定法(流体电阻测定法是指根据不同矿化水具有不同的导电性,利用电阻计测出油井中流体电阻率变化曲线,从而确定出水层位的方法)B井温测量法(利用地层水具有较高温度的特点来确定出水层位的方法)C放射性同位素法(向井内注入同位素液体,人为地提高出水层段的放射性同位素强度来判断出水层的找水方法)2油井堵水1)机械堵水调剖堵水:从注水井进行封堵高渗透层,可以调整注水井的吸税剖面,称调剖,从油井进行封堵高渗透层,可以减少产水,称之为堵水。
油井智能分层找堵水技术韩佳平朱明哲摘要:本文介绍了一种井下智能分层采油技术,一趟管柱实现井下找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。
用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层段安装一套智能开关器。
找堵水过程中井下智能开关能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,实现油井的找水、堵水措施,达到任意选层开采,降水增油的目的。
同时在生产过程中,内置压力计可连续监测分层压力资料,分析油层分层参数(分层压力、渗透率、污染系数)等资料,为精细掌握油藏动态特性提供依据。
一、概述油田进入高含水期开采阶段以后,必须对高含水层采取堵水措施,开采低含水层,封堵高含水层,以达到稳油控水、增产降耗的目的。
目前各油田采用的几种找堵水方法,在应用中或多或少受到各种因素的限制,如井况、成本、周期、成功率等,因而在现场的应用还比较有限。
本文介绍的“井下智能找堵水分层采油技术”,只需一趟管柱就实现了找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。
其原理是用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应每一个目的层位安装一套智能开关器,找堵水过程中开关器能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,无需地面复杂的操作,就可实现油井的找水、堵水措施,达到任意选层开采,降水增油的目的。
同时在生产过程中,内置压力计可连续监测分层压力资料,直接解释出油井分层资料如分层压力、渗透率、污染系数等。
该项技术以其创新的思维、科学的设计、低廉的施工成本和方便的调层方法,为稳油控水提供了一种全新的技术方案,将使油田开发水平跨上一个新台阶,具有广阔的应用空间。
二、国内外技术背景目前国内外常用的找水、堵水方法,主要有以下几种:1、产液剖面测试找水技术在油井正常生产情况下,从环空下入产液剖面测试仪器进行测试,找出产水层,然后作业实施分层开采。
该技术的优点是能在抽油机不停抽的情况下获得井下分层的流量、含水率等数据,为分析油井动态,制定合理的工作制度及采取增产措施提供了可靠依据。
其缺点是受井况条件限制较多,仪器环空起下困难,应用范围有限。
在油田进入高含水后期开发阶段,由于窜槽、注入水突进或其他原因,使一些油井过早见水或遭水淹,为了消除或减少水淹造成的危害,所采取的一系列封堵出水层的井下工艺措施统称为油井堵水。
油井堵水的目的是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,使油田的产水量在某一时间内下降或稳定,以保持油田增产或稳产,堵水的最终目的在于提高油田采收率。
油井堵水主要有机械堵水和化学堵水两种方法。
根据油井出水原因不同,采取的封堵方法也不同。
一般对外来水(如上层水、下层水及夹层水)或者水淹后不再准备生产的水淹层,搞清出水层位后,多采用打水泥塞或用封隔器将油、水层分开,然后向出水层位挤入非选择性堵剂,封堵出水层。
不能将油、水层封隔开时,多采用具有一定选择性的堵剂进行封堵,如对于边水和注入水普遍采用选择性堵剂堵水。
为控制个别水淹层的含水,消除合采时的层间干扰,多采用封隔器暂时封堵高含水层。
第一节油井出水原因及防水措施一、油井出水原因1、注入水及边水边水是指处于油层边部的水。
由于油层性质不均匀以及开采方式不当,使注入水及边水沿高渗透层及高渗透区不均匀突进,在纵向上形成单层突进,在横向上形成“舌进”,使油井过早水淹。
2、底水当油层有底水时,由于井底压力下降,破坏了由于重力作用建立起来的油水平衡关系,使原来的油水界面在靠近井底处呈锥形升高,这种现象称为“底水锥进”。
底部水层的水锥入井底,随着原油一起采出,造成油井含水上升。
3、上层水、下层水及夹层水是指从油层上部或下部的含水层及夹于油层之间的含水层。
由于固井质量不高,套管外水泥环密封不严,使油层与水层连通在一起;或是由于误射水层,使油井出水。
由于这些都是油层以外的水,所以统称为外来水。
二、油井防水措施1、制定合理的油田开发方案,特别是要根据油层的特点,合理地划分注采系统,采取分采分注;规定合理的油水井工作制度,以控制油水边界均匀推进。
2、在工程上要提高固井质量和射孔质量,避免采取会造成套管损坏的井下工艺技术措施,以保证油井的密封条件,防止油层和水层窜通。
第六章复杂条件下的开采技术
第三节油井找水和堵水
油井出水是油田开发中后期遇到的普遍现象,特别是水驱油田,油井出水是不可避免的现象
6.3.1油井出水原因、出水危害及油井找水
1.油井出水的原因
油井出水按其来源可分为注入水、边水、底水、上层水、下层水和夹层水。
1)油井出水的危害:
油井出水后,使非胶结性油层或胶结疏松的砂岩层受到破坏,造成油井出砂,降低了油井的生产能力;出砂严重的埋死油层,或使油层塌陷,导致油井停产。
由于油井见水后含水量不断增加,井筒含水比增大,液柱重量也随之增大,减小油井自喷能力,甚至失去自喷能力,迫使油井转成机械采油方式。
若油井生产时控制不当,使油井过早见水,将会导致在地下形成一些死油区,因此大大降低了油藏的采收率。
油井大量出水,形成注水井与生产井的地下大循环,增加了地面注水量,从而相应地增加了地面水源、注水设施及电能等的消耗;同时油井出水也使油气集输和原油脱水工作更加复杂化。
油井出水后,由于地层水有很强的腐蚀性,油井设备及井身结构容易造成破坏,增加了修井作业任务和难度,缩短油井寿命,增加生产成本,降低了油田开发的经济效益。
2)油井防水措施:
对付油井出水,应以防为主,防堵结合,综合处理,概括起来有以下三个方面的措施:
(1)制订合理的油藏工程方案,合理部署井网和划分注采系统,建立合理的注、采井工作制度和采取合适的工程措施以控制油水边界均匀推进。
(2)提高固井和完井质量,以保证油井的封闭条件,防止油层与水层串通。
(3)加强油水井日常管理、分析,及时调整分层注采强度,保持均衡开采。
3)油井找水方法:
找水:(1)综合对比资料判断出水层位(地质资料+生产资料)
(2)水化学分析法(利用产出水的化验分析结果来判断其为地层水或注入
水的方法)
(3)根据地球物理资料判断出水层位
A流体电阻测定法(流体电阻测定法是指根据不同矿化水具有不同
的导电性,利用电阻计测出油井中流体电阻率变化曲线,从而确
定出水层位的方法)
B井温测量法(利用地层水具有较高温度的特点来确定出水层位的
方法)
C放射性同位素法(向井内注入同位素液体,人为地提高出水层段
的放射性同位素强度来判断出水层的找水方法)
2油井堵水
1)机械堵水
调剖堵水:从注水井进行封堵高渗透层,可以调整注水井的吸税剖面,称调剖,从油井进行封堵高渗透层,可以减少产水,称之为堵水。
为什么调剖堵水可以提高地层最终采收率
答:因为调剖堵水可以封堵高渗透层,提高注入压力,注入压力提高可以使水进入高含油饱和度的中低渗透层,从而提高波及系数,因此
可以提高地层最终采收率.
调剖堵水会不会将大量的油堵在地层中
答:不会,因为调剖堵水封堵的是低含油饱和度的高渗透层,再说,即使有油被堵,注入的调剖剂和油的粘度相近,也会驱替出来.
2)化学堵水
为非选择性堵水和选择性堵水
非选择性堵水是指在油井上采用适当的工艺措施分隔油水层,并用堵剂堵塞出水层的化学堵水方法。
选择性堵水是指通过油井向生产层注入适当的化学剂堵塞水层或改变油、水、岩石之间的界面张力,降低油水同层的水相渗透率,而不堵塞油层或对油相渗透率影响较小的化学堵水方法。
HPAM选择性堵水的原理
(1)因HPAM是一种水基堵剂,进入地层后会优先进入含水饱和度高
的水层。
(2)在水层HPAM中的酰胺基和羧基可以通过氢键吸附在地层从而保留在水层,而在油层由于地层被油覆盖,HPAM不能在油层吸
附,所以不易保留在油层。
(3)在水层,HPAM未被吸附部分,在水中带负电伸展,对水的流动有较大的阻力,而水层中的油,由于HPAM不能在油水中伸展,所以对油流的阻力很小。