堵水调剖技术综述

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。

油田化学堵水调剖综述肖传敏　王正良(江汉石油学院化学工程系,荆州434023)摘　要　综述了国内外油田应用的堵水调剖剂的性能、作用机理及应用开发情况,重点介绍了化学堵水调剖剂,最后对堵水调剖剂的研究及发展提出了建议。

关键词　油田堵水　堵水剂　调剖剂　应用　综述收稿日期:2003201210。

作者简介:肖传敏,江汉石油学院化工系2001级硕士研究生,从事油气田开发工程方面的研究。

我国油田化学堵水技术从50年代起在现场应用,至今已有50年的历史。

最初是用水泥浆堵水,后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等,60年代以树脂为主,70年代水溶性聚合物及其凝胶开始在油田应用,从此,油田堵水技术进入了一个新的发展阶段,堵剂品种迅速增加,处理井次增多,经济效果也明显提高。

我国油田普遍采用注水开发方式,地层非均质性严重,油藏地质复杂,在开发中后期含水上升速度加快,目前油井生产平均含水已达80%以上,东部地区的一些老油田含水已达90%以上。

因此,堵水调剖的工作量逐年增大,工作难度增加,而增油潜力降低。

堵水就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,即改变水在地层中的渗透规律。

堵水作业根据施工对象的不同,分为油井(生产井)堵水和水井(注入井)调剖二类。

其目的是补救油井的固井技术状况和降低水淹层的渗透率(调整流动剖面),提高油层的采收率。

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。

油田中采用的堵水方法可分为机械堵水和化学堵水两类:化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成堵塞。

机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开,以阻止水流入井内。

就目前应用和发展情况看,主要是化学堵水。

根据堵水剂对油层和水层的堵塞作用,化学堵水可分为非选择性堵水和选择性堵水;根据施工要求还有永久堵和暂堵。

非选择性堵水是指堵剂在油井层中能同时封堵油层和水层的化学剂;选择性堵水是指堵剂只与水起作用,而不与油起作用,故只在水层造成堵塞而对油层影响甚微。

调剖堵水技术在高含水油井中应用调剖堵水技术是一种常用于高含水油井开采中的作业技术，它通过调剖剂的注入，改善油井地层渗透率分布，达到提高产量的效果。

在高含水油井中应用调剖堵水技术，可以有效地解决高含水油井产能下降的问题，提高油井的开采效率，降低开采成本，是一种重要的作业技术。

一、高含水油井的特点高含水油井是指含水率超过50%的油井，由于含水率高，会导致油井产能下降，无法有效地生产出油品。

高含水油井的特点主要包括以下几点：1. 油水分离困难：高含水油井中油水混合在一起，油水分离困难，导致油井产生的油水混合物不易处理。

2. 能量损失大：高含水油井中，油的相对渗透率较低，导致油井的产能下降，能量损失较大。

3. 地层渗透率分布不均匀：由于地层构造复杂，地层渗透率分布不均匀，导致高含水油井中的有效储层有限。

1. 调剖堵水技术原理调剖堵水技术是指通过注入调剖剂，改善地层渗透率分布，提高油井的产能。

调剖剂主要有聚合物、改性静电吸附剂、表面活性剂等成分，通过注入调剖剂，可以提高地层渗透率，降低地层渗透压，增加油井产能。

（1）高效节能：调剖堵水技术可以有效地提高油井的产能，降低开采成本，实现高效节能。

（2）改善油水分离效果：调剖堵水技术可以改善地层渗透率分布，提高油水分离效果，使得油井产出的油品更纯净。

（3）延长油井寿命：调剖堵水技术可以延长油井的寿命，提高油井的开采效率，增加油井的产油周期。

（1）制定调剖堵水方案：根据高含水油井的实际情况，制定合适的调剖堵水方案，确定调剖剂的类型、注入量、注入方式等。

（2）进行前期准备：调剖堵水前需要对油井进行一系列的准备工作，包括准备调剖剂、清洗油井管道、检修设备等。

（3）注入调剖剂：根据方案要求，将调剖剂通过注入设备注入到油井地层中，改良地层渗透率分布。

（4）效果评估和调整：待调剖剂充分扩散后，进行效果评估，根据评估结果进行调整，确保调剖堵水效果达到预期。

调剖堵水技术在高含水油井中的应用已经取得了一定的实际效果。

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。

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。

国内外堵水调剖技术的现状与发展2006-5-5国内外堵水调剖技术的现状与发展我国陆上石油80％以上是靠注水开发的。

一个油藏往往由多个油层组成，由于各油田渗透性的差异，注人水将沿高渗透层突进，造成油井过早水淹。

因此对于注水开发的油田产水是一个普遍问题，及时弄清产水层和产水方向，采取合理有效的措施——即调剖、堵水措施是非常必要的。

一、国内外油井堵水工艺技术现状1、国外堵水、调剖技术研究和发展现状国外早期使用非选择性的水基水泥浆堵水，后来发展为应用原油、粘性油、憎水的油水乳化液、固态烃溶液和油基水泥等做为选择性堵剂。

1974年，Needham 等人指出，利用聚丙烯酰胺在多孔介质中的吸附和机械捕集效应可有效地封堵高含水层，从而使化学堵水调剖、技术的发展进人了新的阶段。

70年代末到80年代初油田化学堵水技术得到了较好的应用和发展，后来发展成为注水井调剖技术、深部调剖技术。

1.1堵水调剖物理模拟研究国外许多学者对堵水调剖的机理、堵剂的封堵性能和堵剂的选择性进行了研究。

White利用岩心实验研究了水解聚丙烯酞胺的堵水作用机理，可归纳为：吸附理论即亲水膜理论；动力捕集理论；物理堵塞理论。

交联聚合物的封堵作用主要表现在物理堵塞L.Dawe、Liang等人分别利用微观模型和Berea砂岩岩心实验研究了聚合物冻胶堵水不堵油的原因，其结果认为油水流动通道的分离可能是造成冻胶对油水相渗透率不均衡减少的根本原因。

Seright利用Berea砂岩采用示踪剂等技术研究了渗透率、堵后注水速度、岩性、冻胶性能等因素对堵剂封堵性能的影响，结果认为强冻胶可使不同渗透率的岩心减少到近似同一个值，对于弱冻胶，渗透率越高，封堵率越大；堵后的残余阻力系数随注水速度的增大而减少，并具有较好的双对数关系。

总之，国外在堵水调剖物理模拟方面做了大量的研究工作，其中许多结论对实践具有较大的指导意义。

1.2堵剂研究和应用近20年来，水溶性聚合物类堵剂在油田得到了广泛的应用。

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。