油井出水原因及堵水方法
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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。
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。
油井出水的原因及堵水方法一、油井出水危害1、油井出砂,使胶结疏松的砂岩层受到破坏,严重时使油层塌陷或导致油井停产。
2、油井停喷,见水后含水量不断增加,井筒液柱重量随之增大,导致自喷井不能自喷。
3、形成死油区,油井过早见水,会导致在地下形成一些死油区,大大降低了油藏的采收率。
4、设备腐蚀,会腐蚀油井设备及破坏井身结构,增加修井作业任务和难度,缩短油井寿命。
5、增加采油成本,增大地面注水量,相应增加了地面水源、注水设施及电能消耗。
因此,油井堵水是油田开发中必须及时解决的问题,是油田开发中一项很重要的任务。
二、油井出水的原因1、注入水及边水推进。
对于用注水开发方式开发的油气藏,由于油层的非均质性及开采方式不当,使注入水及边水沿高、低渗透层及高、低渗透区不均匀推进,在纵向上形成单层突进,在横向上形成舌进或指进现象,使油井过早水淹。
2、底水推进。
底水即是油层底部的水层,在同一个油层内,油气被底水承托。
“底水锥进”现象:当油田有底水时,由于油井生产压差过大,破坏了由于重力作用所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的现象。
“同层水”进入油井,造成油井出水是不可避免的,但要求缓出水、少出水,所以必须采取控制和必要的封堵措施。
3、上层水、下层水窜入。
所谓的上层水、下层水,指油藏的上层和下层水层。
固井不好,套管损坏,误射油层采取不正确的增产措施,而破坏了井的密封条件;除此之外还有一些地质上的原因,如有些地区由于断层裂缝比较发育,而造成油层与其它水层相互串通。
4、夹层水进入夹层水又指油层间的层间水,即在上下两个油层之间的水层。
由于固井不好或层间串通,或者补水时误射水层,都会使夹层水注入油井,使油井出水。
三、常见的油井堵水方法。
常见的油井堵水方法。
目前各油田通常采用的堵水方法有两种,一种是机械堵水,一种是化学堵水。
1、机械法堵水注水开发的多层非均质油藏,层间差异大,为了减少层间干扰,提高油井产量,可采用封隔器卡封高含水层,使其停止工作,或利用打悬空水泥塞、电缆桥塞、填砂等措施,将上下油层保护起来,控制油井出水。
油井渗水防漏工程方案一、引言油井渗水是指油井在开采过程中,由于油层渗流性较大或者井筒设施受损等原因,导致地下水或者地层水进入油井,造成井底或者井眼处渗水情况。
油井渗水不仅会造成生产流程中的干扰,还会导致油层的压力变化,进而影响产能和生产效率。
因此,对于油井渗水问题的有效处理至关重要。
本文将结合实际情况,提出一套针对油井渗水的防漏工程方案。
二、油井渗水原因油井渗水的原因多种多样,主要包括以下几点:(1)油层渗透性:部分油井所处地层渗透性较大,地下水或者地层水容易渗透进入油井;(2)井筒设施受损:井口、井眼、油管等设施存在破损或者腐蚀情况,造成地下水或者地层水通过裂缝渗入;(3)注水作业:部分油田在开采过程中进行了注水作业,导致地下水体积增加,进而对油井产生影响。
三、渗水防漏工程原则针对油井渗水问题,应根据具体情况采取相应的防漏工程方案,但在总体上应遵循以下原则:(1)综合考虑:防漏工程应综合考虑油井的地质特征、环境条件和井筒设施状况等因素;(2)安全性优先:工程施工过程中,安全应该是第一位的,确保施工安全和工程质量;(3)持续监测:施工完成后,需要对油井进行持续监测,及时发现问题并及时处理。
四、深部注浆防漏工程方案深部注浆是一种针对油井渗水问题的有效技术手段,在油井渗水问题上取得了较好的效果,其工程方案包括以下几点:(1)前期准备:在进行深部注浆之前,需要对油井的地质情况和井筒设施状态进行详细的勘察和检测,以便确定渗水原因和注浆方案;(2)选用注浆材料:根据油井地质条件和井筒状况,选择适当的注浆材料,包括有机注浆剂、无机注浆剂等,确保注浆效果;(3)施工工艺:采用专业工程师进行施工规划,确定好施工方案、工艺流程和施工参数,并配备相应的施工设备和工具;(4)持续监测和维护:深部注浆后,需要对油井进行持续监测,并进行及时维护,确保注浆效果的持续稳定。
五、地层改造防漏工程方案地层改造是指通过改变油井所在地层的物理参数,从而防止地下水或者地层水进入油井,对于渗水防漏有一定的效果,其工程方案包括以下几点:(1)水封层注水:通过在油井周围注入特殊的注水剂,形成一层密实的水封层,防止地下水和地层水渗入油井;(2)地层加固:在地层中注入特殊的加固剂,提高地层的密实度和渗透性,从而减少地下水或者地层水的渗透;(3)井眼加固:对油井井眼进行加固处理,通过增强井眼周围的密实度,减少渗水情况的发生。
油田注水井堵塞产生原因及解决思路1)常规注水井堵塞在油田注水开发过程中,由于外来液体与储层岩石矿物和储层流体等不配伍.水中悬浮物质、微生物及代谢产物的存在,以及原油中石蜡、沥青胶质等析出,常引起地层堵塞,使注水井吸水能力下降,注水压力升高,影响原油生产。
因此,对注水开发的油藏,必须采用合理的保护油气层措施.防止地层损害。
2)含聚污水注水井堵塞机理在油田开发过程中,由于种种原因,造成储油层渗透率大大降低,尤其是对于低渗油藏,可能造成油气井降低产量或失去产能,我们把这种现象称为油藏堵塞。
从堵塞物成分分析、堵塞物成因及堵塞机理、化学解堵技术3个方面综述了近10年来注聚井堵塞及解堵技术的研究与应用情况。
现场取样分析结果表明,注聚井堵塞物均是无机物和有机物组成的混合物。
堵塞物成因及堵塞机理归纳如下:聚合物吸附滞留;聚合物相对分子质量与储层孔喉尺寸不配伍;地层微粒运移;细菌及其代谢产物;无机物引发的聚合物胶团;聚合物溶液配制及稀释操作不当。
含聚污水注水井堵塞原因是受物理和化学共同作用的结果,是有机和无机的复合堵塞,其堵塞机理为化学反应结垢(无机堵)及物理作用形成有机质胶团(有机堵)(1)化学反应结垢——无机堵常见的无机沉淀有碳酸钙(CaCO3)、碳酸锶(SrCO3)、硫酸钡(BaSO4) 、硫酸钙(CaSO4)、硫酸锶(SrSO4)等。
产生无机沉淀的主要原因有两个:第一是外来流体与地层流体不配伍;第二是随着生产过程中外界条件的变化,地层水中原有的一些化学平衡会遭到破坏,平衡发生移动而产生沉淀。
这些沉淀可吸附在岩石表面成垢,缩小孔道,或随液流运移在孔喉处堵塞流动通道,使注入能力及产量下降。
(2)物理作用形成聚合物胶团——有机堵这些污泥主要由沥青质、树脂、蜡及其它碳氢化合物组成,这种污泥很难溶解,一旦生成,清洗是很困难的。
据报导美国有30%以上的原油与酸作用可形成这类污泥外来液体引起原油PH值改变而导致沉淀。
高PH值的钻井液和水泥浆滤液侵入地层,可沉淀。
油井出水原因及堵水方法报告姓名:赵春平班级:石工11-10 学号:11021467前言油井出水是油田采油过程中的一种重要的现象,我们可以从许多方面来判断发现油田油井出水现象,例如,油井产出液中,含水增加,含油降低即是油井出水的前兆;油井产液量猛增,且含油率下降;油井井口压力猛增,产液量猛增;油井大量出水而几乎不出油;用仪器测试时,发现油井含水增加。
进行生产测试时,电阻曲线有明显的变化等。
这些都是油井出水的重要特征。
通过这些现象我们可以判断油井出水原因。
为了应对油井出水的问题,减少过早见水或者串槽的危害,我们必须找出出水地层,判断出水原因,作出相应的堵水措施。
而在油田实际操作中,最常用的是机械堵水法和化学堵水法。
一、油井出水原因油井的出水原因不同,采取的堵水措施一般也不同,在油田中常见的出水原因一般包括:1、注入水及边水推进对于用注水开发方式开发的油气藏,由于油层的非均质性及开采方式不当,使注入水及边水沿高、低渗透层及高、低渗透区不均匀推进,在纵向上形成单层突进,在横向上形成舌进或指进现象,使油井过早水淹。
2、底水推进底水即是油层底部的水层,在同一个油层内,油气被底水承托。
“底水锥进”现象:当油田有底水时,由于油井生产压差过大,破坏了由于重力作用所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的现象。
注入水、边水和底水在油藏中虽然处于不同的位置,但它们都与要生产的原油在同一层中,可统称为“同层水”。
“同层水”进入油井,造成油井出水是不可避免的,但要求缓出水、少出水,所以必须采取控制和必要的封堵措施。
3、上层水、下层水窜入所谓的上层水、下层水,指油藏的上层和下层水层。
固井不好,套管损坏,误射油层,采取不正确的增产措施,而破坏了井的密封条件;除此之外还有一些地质上的原因,例如有些地区由于断层裂缝比较发育,而造成油层与其它水层相互串通等。
4、夹层水进入夹层水又指油层间的层间水,即在上下两个油层之间的水层。
由于固井不好或层间串通,或者补水时误射水层,都会使夹层水注入油井,使油井出水。
二、油井出水危害1、油井出砂使胶结疏松的砂岩层受到破坏,造成出砂,严重时使油层塌陷或导致油井停产。
2、油井停喷见水后含水量不断增加,井筒液柱重量随之增大,导致自喷井不能自喷。
3、形成死油区油井过早见水,会导致在地下形成一些死油区,大大降低了油藏的采收率。
4、设备腐蚀会腐蚀油井设备及破坏井身结构,增加修井作业任务和难度,缩短油井寿命。
5、增加采油成本增大地面注水量,相应增加了地面水源、注水设施及电能消耗。
因此,油井堵水是油田开发中必须及时解决的问题,是油田开发中一项很重要的任务。
三、油井找水技术1、综合对比资料判断出水层位2、水化学分析法3、机械法找水4、找水仪找水5、根据地球物理资料判断出水层位四、油井堵水技术油井堵水是指在油井生产中,利用物理或者化学的方法,从油井控制水的产出。
油井堵水的目的是提高水驱采收率。
根据需要有时把水层堵死,有时堵而不死,主要是控制地层出水。
油井的堵水工艺一般包括:起管---通井---找水---验套---堵水---钻塞---试压---下泵生产。
注水井油井如图,调剖空间:曲线拐点至注水井这一侧,堵水空间:曲线拐点至油井这一侧。
在调剖空间和堵水空间任何位置放置堵剂,引起高渗透层封堵,都可改变注入水的液流方向,提高水驱波及系数从而提高水驱采收率。
堵水空间与调剖空间大小相当,说明油井堵水与注水井调剖在提高水驱采收率中占同等重要的地位。
在目前,油田的堵水技术主要包括:方法(一)、油井堵水的选井选层1.砂岩油田油井堵水选井(层)条件如用测井组合图、产液剖面、井温、碳氧比、抽汲等方法找水。
油井单层厚度较大,一般要求在5m以上。
油井各油层纵向渗透率差异较大,可优先选择油层纵向渗透率级差大于2的井。
优先选择纵向水淹不均匀,部分层段产油发挥作用较小或未发挥作用,目前尚有较大潜力的油井。
进行堵水的油井出水层位清楚,固井质量好,无层间串槽。
2. 碳酸盐油田油井堵水选井条件油井生产层段是以裂缝为主的裂缝性储层;溶洞为主的孔洞型储层或以晶间孔和粒间孔为主的孔隙型储层。
油井生产层段中,水平裂缝比较发育。
油井的生产剖面纵向差异大,除主力层段外有接替层段。
方法(二)、机械法堵水注水开发的多层非均质油藏,层间差异大,为了减少层间干扰,提高油井产量,可采用封隔器卡封高含水层,使其停止工作,或利用打悬空水泥塞、电缆桥塞、填砂等措施,将上下油层保护起来,控制油井出水。
1、基本原理:利用封隔器将出水层位卡住,然后投带死嘴子的堵塞器封堵高含水层。
2、现场常用机械堵水管柱结构自喷井堵水管柱:由油管、配产器和封隔器等构成机械采油井堵水管柱:一般采用丢手管柱结构,所用井下工具基本与自喷井堵水管柱相同。
如果情况允许,应尽量采取此方式,它成本低,施工周期短,定位准确,成功率高,但也有一定的缺点,有效期短,治标不治本。
方法(三)、化学法堵水化学法堵水是采用化学堵剂对高出水层位进行封堵,它对于裂缝地层、厚层底部出水更为有效。
根据堵水剂对油层和水层的堵塞作用,化学堵水又分为非选择性堵水与选择性堵水。
1、选择性堵水(不找水)定义: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。
1)部分水解聚丙烯酰胺机理:HPAM进入出水层后,HPAM中的酰胺基(—CONH2)和羧基(—COOH)可通过氢键吸附在砂岩的羟基表面,而不吸附部分则留在空间堵塞出水层。
(这是因HPAM上的亲水基团使留在空间的不吸附部分向水中伸展,因而对水有较大的流动阻力,起到堵水作用);进入油层的HPAM,由于砂岩表面为油所覆盖,不发生吸附,因此不堵塞油层。
因HPAM 不亲油,分子不能在油中伸展,故对油的流动阻力很小2)泡沫堵水由于泡沫是气体分散在水中所形成的分散体系,它的分散介质是水,所以它也是优先进入出水层。
在出水层中,泡沫是通过气阻效应(即贾敏效应)的叠加产生堵塞。
3)松香酸钠(松香酸钠皂或松香钠皂松香酸钠是由松香(含80%-90%松香酸)与碳酸钠(或烧碱)反应生成。
由于松香酸钠可与钙、镁离子反应,生成不溶于水的松香酸钙、松香酸镁沉淀,所以,适用于水中钙、镁离子含量较大(例如大于1000mg/l)的油井堵水。
而出油层不含钙、镁离子,所以不发生堵塞。
4)松香二聚物的醇溶液5)烃基卤代甲硅烷6)聚氨基甲酸酯7)活性稠油2、非选择性堵水机理:所用堵剂对水层和油层均可造成堵塞,而无选择性。
堵剂:水泥浆、树脂、硅酸钙等。
1)水泥浆封堵水泥是一种非选择性堵剂,利用它凝固后的不透水性可实现封堵。
打水泥塞封堵下层水,挤入窜槽井段封堵窜槽水,或挤入水层堵水。
2)树脂封堵将液体树脂挤入水层,在固化剂的作用下,成为具有一定强度的固态树脂而堵塞孔隙,以达到封堵目的包括酚醛树脂、尿醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂等。
其在固化剂和催化剂作用下形成坚硬的固体,堵塞孔道或裂缝。
优点是强度高、有效期长。
缺点是成本高、没有选择性、误堵油层后解除困难。
近年纯树脂类堵水剂的应用已少。
目前,封堵油井出水层工艺相对比较简单,技术相对成熟,工作量相对较多。
而控制油井出水量的技术难度相对较大,风险较大,技术还不成熟。
方法(四)、与其他措施有机结合的堵水方法1、油井堵水与酸化的结合技术先酸化后堵水,恢复地层原有渗透率。
先堵水后酸化,解除中低渗透层的污染2、油井深部堵水与注水井深部调剖的结合技术深部堵水与深部调剖都有较高的采收率,这两项技术的结合有协同效应。
3、油井堵水与化学剂吞吐的结合技术注高效洗油剂;注油井堵水剂;将化学剂过顶替入地层五、油井堵水存在问题的产生原因问题:1. 堵水技术在实际应用中的成功率低;2. 增产效果差,高含水层通常也是主产层,封堵后增油效果并不明显;3. 有效期短,技术还不成熟,有时治标不治本。
原因:1油井堵水单井进行;2油井堵剂主要设置在近井地带;3堵水剂选择性注入工艺不配套;4油井堵水未与其他措施有机地结合起来。
六、油井堵水的发展趋势1. 油井区块整体堵水,将水从高渗透层的出水口全部控制。
2. 深部堵水,即深部堵水。
3. 选择性堵水,使用选择性堵水剂,建立选择性注入方法。
4. 能控制不同来水的堵水,用来控制底水、边水和注入水。
5. 与其他措施有机结合的堵水,与其他措施在作用上的互补,产生了它们的有机结合。
在油气开采过程中,油井堵水与注水井调剖在提高水驱采收率中占有同等重要的地位。
油井堵水技术是通过提高波及系数从而提高原油采收率的重要技术,主要分为化学法和机械法两种方法。
油井堵水技术必须在区块整体中进行,油井堵水存在的问题使它的作用至今未得到充分发挥。
油井堵水将向着油井区块整体堵水、深部堵水、选择性堵水、能控制不同来水的堵水和与其他措施结合的堵水等方向发展。
一些成功的油井堵水矿场试验例说明油井堵水对水驱采收率提高具有巨大潜力,我们应在油井堵水的薄弱环节上做更多的探索,从而提高原油采收率,为油田创作更多效益。