调剖堵水ERO专题讲座

1、调剖堵水PROFILE CONTROL AND WATER SHUTOFF调剖堵水ERO专题讲座第1页 目录第一节 调剖堵水基本概念第二节 调剖堵水提升采收率原理第三节 调剖堵水剂第四节 压力指数值（PI）第五节 适合堵水调剖区块筛选标准第六节 堵水调剖存在问题第七节 调剖堵水技术现实状况与进展第八节 选井标准、效果评定调剖堵水ERO专题讲座第2页第一节 调剖堵水基本概念 地层不均质性是注入水沿高渗透层突入油井。 为了提升涉及系数，从而提升采收率，必须封堵这些高渗透层。 调剖堵水ERO专题讲座第3页 从注水井封堵这些高渗透层时，可调整注水层段吸水剖面叫调剖。L 从油井封堵这些高渗透层时，可降低

2、油井产水叫堵水。 L 二次采油（即注水或注气）地层需要调剖堵水，三次采油（即注特殊流体）地层更需要调剖堵水。第一节 调剖堵水基本概念调剖堵水ERO专题讲座第4页 调剖:调整注水油层吸水剖面。在注水井中注入化学剂，降低高吸水层吸水量，从而对应提升注水压力，到达提升中低渗透层吸水量，改进注水井吸水剖面，提升注入水体积涉及系数，改进水驱情况工艺技术。调剖堵水ERO专题讲座第5页油井出水危害(1）消耗油层能量，降低油层最终采收率； a 油层能量推进水向采油井前进； b 油井见水后，在纵向和横向上推进很不均匀，造成油井过早水淹，涉及系数降低； c 出水后井内静水压头增大，影响低压气层产气量，甚至不产气；

3、 d 井底附近含水饱和度升高，降低油气相对渗透率，引发水堵。(2）降低抽油井泵效； 产水量增加，抽油井做大量无用功降低含水率主要性调剖堵水ERO专题讲座第6页油井出水危害(3）使管线和设备腐蚀和结垢； a 产出水加剧了H2S和CO2腐蚀作用； b 产出水中离子在地面条件下结垢。(4）脱水负荷加大； a 产水量增加； b 油水乳化。（5）污染环境降低含水率主要性调剖堵水ERO专题讲座第7页油 井 出 水 方 式调剖堵水ERO专题讲座第8页近井地带窜漏射孔段太靠近底水底水锥进水驱指进现象裂缝或高渗通道使油水井单向连通油井出水按水起源有注入水、边水、底水、上层水、下层水、夹层水。调剖堵水ERO专题讲

4、座第9页出水层位确实定A 水化学分析法 采出水化验分析结果来判断地层水和注入水B 地球物理资料 有流体电阻测定法、井温测量和放射性同位素法。C 机械法找水D 找水仪找水降低含水率主要性调剖堵水ERO专题讲座第10页降低油井出水方法 注水井调剖 油井堵水非选择性堵水选择性堵水化学堵水降低含水率主要性调剖堵水ERO专题讲座第11页图3-1 胜坨油田胜二区沙二3层系生产曲线 注入堵剂12500方，增产11900吨原油第二节 调剖堵水提升采收率原理调剖堵水ERO专题讲座第12页图3-2 胜坨油田胜二区沙二3层系水驱特征曲线 据曲线可计算调剖后水驱采收率可提升3.64%。调剖堵水ERO专题讲座第13页图

5、3-3 濮城油田沙二上2+3层系产液含水率与采出程度关系 调剖堵水后产液含水率下降，到达极限含水98%时采收率30%。 极限水驱标定水驱采收率27.68%，调剖后标定水驱采收率29.18%，可提升1.5%。调剖堵水ERO专题讲座第14页 -封堵高渗透层 -提升注水压力 -开启高含油饱和度中、低渗透层 -提升涉及系数 堵水调剖提升采收率原因与机理：采收率提升了调剖堵水ERO专题讲座第15页第三节 调剖堵水剂一、堵剂定义堵剂是指注入地层能起封堵作用物质。 从水井注入地层堵剂叫调剖剂。 从油井注入地层堵剂叫堵水剂。 调剖剂和堵水剂都属堵剂。堵剂调剖剂从水井注入堵水剂从油井注入调剖堵水ERO专题讲座第

6、16页二、堵剂分类 可按不一样标准对堵剂进行分类： 若按注入工艺，可分为单液法堵剂（如铬冻胶)和双液法堵剂（如水玻璃-氯化钙双液法堵剂）。前者是指调剖堵水时只需向地层注入一个工作液；后者是指调剖堵水时需向地层注入两种工作液。 若按堵剂封堵距离，可分为渗滤面堵剂（如水膨体）、近井地带堵剂（如硅酸凝胶）和远井地带堵剂（如冻胶胶态分散体，colloidal dispersion gel,CDG）。 调剖堵水ERO专题讲座第17页 若按使用条件，可分为高渗透层堵剂（如粘土-水泥固化体系）、低渗透层堵剂（如硫酸亚铁），高温高矿化度地层堵剂（如各种无机堵剂）。 若按配堵剂时所用溶剂或分散介质，可分为水基堵

7、剂（如铬冻胶）、油基堵剂（如油基水泥）和醇基堵剂（如松香二聚物醇溶液）。 若按对油和水或出油层和出水层选择性，可分为选择性堵剂（如泡沫）和非选择性堵剂（如粘土-水泥固化体系）。不过因为地层中高含水层是高渗透层，因而是低注入阻力层，所以注入非选择性堵剂，主要进入高含水层，起选择性封堵作用。二、堵剂分类调剖堵水ERO专题讲座第18页三、主要堵剂1、铬冻胶（成冻体系） 在w(HPAM)为610-3溶液中加入重铬酸钠和亚硫酸钠，直至w (Na2Cr2O7)为9.010-4和w (Na2SO3)为1.610-3配成。 2、硅酸凝胶（胶凝体系） 在w(HCl)为0.10溶液中加入w (Na2O.m SiO

8、2)为0.15溶液，直至pH为2配成。调剖堵水ERO专题讲座第19页3、钙土-水泥体系（固化体系） 在w(钙土)为0.08悬浮体中加入水泥，直至w (水泥)为0.08配成。4、水玻璃-氯化钙双液法堵剂（沉淀体系） 交替注入w (Na2O.m SiO2)为0.10溶液和w (CaCl2)为0.08溶液，中以隔离液(如水)隔开。5、水玻璃-盐酸双液法堵剂（增注调剖体系） 交替注入w (Na2O.m SiO2)为0.1 0溶液和w (HCl)为0.0 5溶液，中以隔离液(如水)隔开。调剖堵水ERO专题讲座第20页其它堵剂参见 “油田化学”相关章节6、钙土-碳酸钠双液法堵剂（活化体系）交替注入w (钙

9、土)为0.20悬浮体和w (Na2CO3)为0.08溶液，中以隔离液(如水)隔开。7、钙土-聚丙烯酰胺双液法堵剂（絮凝体系）交替注入w (钙土)为0.20悬浮体和w (HPAM)为110-3溶液，中以隔离液(如水)隔开。8、钙土-水玻璃双液法堵剂（固化体系）交替注入w (钙土)为0.20悬浮体和w (Na2O.m SiO2)为0.20溶液，中以隔离液(如水)隔开。调剖堵水ERO专题讲座第21页第四节 压力指数值（PI）一、注水井井口压降曲线注水井井口压降曲线关井后测得井口压力随时间改变曲线压力指数(pressure index,PI )值是由注水井井口压降曲线和PI 值定义求出用于调剖堵水决议

10、主要参数。型快速下降 ；型先快速下降后迟缓下降；型是迟缓下降。图3-4 注水井井口压降曲线类型调剖堵水ERO专题讲座第22页二、PI值图3-5 由注水井井口压降曲线计算PI 注水井压力指数； p(t) 注水井井口压力随关井时间t 改变函数 。 t 关井时间。通常为90分钟调剖堵水ERO专题讲座第23页三、PI值与地层及流体物性参数关系PI与k反相关，与h成反比，与q成正比，与正相关。q注水井日注量； 流体粘度；k地层渗透率； h地层厚度； re注水井控制半径；地层孔隙度； C综合压缩系数；t关井时间。调剖堵水ERO专题讲座第24页四、PI值更正值将PI更正值作为堵水调剖决议参数单原因决议;还有

11、多原因决议方法RE决议 为使注水井PI 值可与区块中其它注水井PI 值相比较，应将各注水井PI 值更正至相同条件下。由式（3-2）能够看到，若将PI 值更正至相同q/h值（可选区块注水井q/h平均值或其就近归整值）下，PI 值就直接与地层渗透率反相关，所以，可将此PI值更正值（简称PI值更正值）作为调剖堵水决议参数。 调剖堵水ERO专题讲座第25页第五节 适合堵水调剖区块筛选标准普通来说，平均PI值低于10MPa； PI极差超出5MPa区块就需要调剖堵水。一、区块注水井平均PI值低 区块注水井平均PI值越低，地层渗透率越高，高渗透层（或裂缝）存在可能性越大，就越需要调剖堵水。从统计得到，区块注

12、水井平均PI值低于10 MPa区块均需要调剖堵水。 二、区块注水井PI值极差大 PI值极差是指区块注入井PI 值最大值与最小值之差 ，其值越大 ，地层越不均质，越需要调剖堵水。从统计得到，PI值极差超出5MPa区块就需要调剖堵水。 调剖堵水ERO专题讲座第26页该区块需要调剖堵水调剖堵水ERO专题讲座第27页第六节 堵水调剖存在问题一、堵剂使用数量限制 堵剂使用数量程度是指由投入产出比合理值所决定堵剂最大用量。调剖堵水ERO专题讲座第28页图3-7 平板模型屡次注入堵剂采油曲线调剖堵水ERO专题讲座第29页图3-8 单位堵剂增产油量与高渗区封堵率关系 在开始进行调剖中，单位体积堵剂增产油量增加

13、，但当调剖次数超出一定程度时，单位体积堵剂增产油量降低，说明对应着投入产出比合理值，堵剂使用必定存在一个数量程度。为了突破这个程度，人们在降低堵剂成本、合理组合堵剂、把握堵剂注入时机、延长堵剂使用期和提升堵剂整体效果上做了大量工作。 高渗区封堵率增加-多轮次调剖。调剖堵水ERO专题讲座第30页二、堵剂起作用机理限制 采收率=涉及系数洗油效率 能够看到，采收率提升有两个机理，一个是提升涉及系数机理，另一个是提升洗油效率机理。 堵剂只能经过提升涉及系数机理起提升采收率作用，这就是堵剂起作用机理程度。 调剖堵水ERO专题讲座第31页二、堵剂起作用机理限制 为了突破这个堵剂起作用机理程度，当前研究了一

14、个将调剖堵水与三次采油结合起来技术，叫“2+3”提升采收率技术。该技术要求对区块上注水地层充分调剖堵水，最大程度地提升注入水涉及系数，发挥二次采油作用，在此基础上进行有程度三次采油，注入少许含碱和(或)含表面活性剂驱油剂，提升洗油效率，补充堵剂作用机理不足，到达以最小投入得到最大产出目标。调剖堵水ERO专题讲座第32页一、多轮次堵水调剖技术二、调驱一体化与区块整体综合治理技术L三、稠油热采井调剖封窜技术四、裂缝性油藏堵水调剖技术L五、疏松砂岩防砂堵水一体化工艺技术六、非均质大厚层选择性堵水与酸化一体化技术七、聚合物驱等后续堵水调剖与提升采收率技术八、复杂区块堵水调剖技术第七节 调剖堵水技术现实

15、状况与进展调剖堵水ERO专题讲座第33页 区块整体治理是单井堵水调剖深入发展，就是从区块整体出发，在对油藏进行精细描述基础上，经过优化模型进行堵水方案优化设计，经过系列堵剂对主要出水层进行封堵，并经过改进堵水工艺确保区块堵水方案准确实施，以到达调整注水井吸水剖面和油井产液剖面目标，从而提升注入水涉及系数，深入提升原油采收率。调剖堵水ERO专题讲座第34页 采取可流动聚合物冻胶调堵工艺，聚合物冻胶调剖剂能优先进入高吸水层段和主要水流方向，在地层条件下生成可流动体型聚合物冻胶，对裂缝封堵能力大大增强，形成体型冻胶在地层条件下可迟缓漂移，深入增加调剖深度。 预凝胶技术和高强度聚合物冻胶封堵技术。预凝

16、胶技术，指堵剂注入前已预先形成凝胶，然后把这种胶体挤入裂缝中封堵裂缝。高强度聚合物冻胶封堵技术是冻胶在地层中形成基本不动堵塞屏障，从而有效地封堵高渗层或出水层，开启中低渗透层。 活性微一纳米颗粒体膨延深调驱技术。从室内模拟地层情况下岩心试验结果看，能够很好地处理小断块或裂缝性油气藏层间和层内突出矛盾。调剖堵水ERO专题讲座第35页 疏松砂岩出砂出水严重、堵水和固砂施工分别实施、作业费用高、工作量较大问题，提出并开发了防砂堵水相结合新工艺，既能处理油水井出砂问题，又有效地降低了油井出水。能够大大降低油水井作业次数、降低作业成本、增加原油产量、提升经济效益。 调剖堵水ERO专题讲座第36页复合颗粒

17、调剖剂高渗透大孔道地层调剖工艺技术复合树脂封堵剂灰岩及裂缝性地层调剖工艺技术高温调剖封窜剂热采井高温井调剖封窜工艺技术自生颗粒调剖剂低温高矿化度地层调剖工艺技术分散凝胶调驱剂中低渗性地层调剖驱油工艺技术延迟交联凝胶剂中低渗性地层深度调剖工艺技术复合段塞调驱剂区块整体调剖综合治理工艺技术调剖堵水ERO专题讲座第37页冻胶类系列堵水剂砂岩地层非选择性堵水工艺技术高强度复合型堵剂油井底水及微裂缝封堵工艺技术复合树脂小球堵剂油井炮眼及大孔道封堵工艺技术高吸水性树脂堵剂高含水油水同层井选堵工艺技术特种复合材料堵剂热采井暂堵及调剖封窜工艺技术复合树脂颗粒堵剂高含水大厚层油井选堵工艺技术调剖堵水ERO专题讲

18、座第38页第八节 选井标准、效果评定 选 井选 堵 剂 施 工 工 艺效 果 评 价调剖堵水ERO专题讲座第39页油井堵水选井标准：（1）单层厚度大，普通大于5米；（2）层间渗透率差异较大，优先选择渗透率级差大于2油井；（3）优先选择纵向水淹不均匀，还有增产潜力油井；（4）油井出水层位必须清楚；（5）油井固井质量好，没有窜槽；（6）优先选择水井调剖后对应油井。调剖堵水ERO专题讲座第40页水井调剖选井标准：（1）综合含水高，采出程度低，剩下油饱和度高区块注水井；（2）与油井连通性很好注水井；（3）吸水和注水情况良好注水井；（4）吸水剖面纵向上差异大水井；（5）固井质量好，无窜槽或层间窜漏注水井

19、。调剖堵水ERO专题讲座第41页调剖剂选择标准： （1）封堵强度要高，必须满足多轮次调剖井对强度要求，确保对高渗透层和大孔道实施有效封堵，以确保较长使用期； （2）可泵性好，粘度和成胶或者固化时间必须满足注入泵和施工时间要求，确保调剖剂进入足够地层深度和调剖作业顺利进行； （3）稳定性好，调剖液不能出现严重分层和沉淀，在地层温度下分解和降解慢，化学稳定性好； 调剖堵水ERO专题讲座第42页 （4）与地层流体配伍性好，与地层水和原油不发生有碍调剖效果和开采化学反应; （5）适应性好，调剖剂性能适应于地层矿化度、温度和pH值范围； （6）调剖剂粒径范围和级配与调剖地层匹配性好，确保不在地层表面形成

20、滤饼，即能在大孔道喉道出形成桥堵，又能进入地层深部，起到深部调剖作用。调剖堵水ERO专题讲座第43页 调剖剂用量选择 调剖剂用量多少，与处理半径和吸水指数亲密相关，也影响到调剖效果。普通来讲，地层越厚、吸水强度越大，需要注入剂量也越大，剂量越大处理半径就越深，使用期也越长。 单井调剖剖用量计算 考虑效果和成本方面原因，单井调剖剂用量可用下式进行简单估算： Q=R2H Q-调剖剂用量，m3/t；R-调剖半径，m；-地层孔隙度，%；H-注水层厚度，m；-修正系数。 R应依据地层吸水强度和油水井距离选定。以纵向层间调剖为主时提议取46，以横向层内调剖为主时提议取810,大剂量深度调剖(或多轮次调剖、调驱结合时)应更大一些。依据吸水强度较高层占地层总厚度比值来选择，普通取值为0.3-0.4。调剖堵水ERO专题讲座第44页注入压力和排量选择 选择施工工艺参数主要是确定注入压力和排量，二者是相关，通常主要是确定施工压力。 为了使调剖剂更加好选择性进入高吸水层，控制注入压力是非常主要。对于笼统注水井，注入压力普通控制在稍低于正常注水压力或在其附近，也可依据不一样地层开启压力来控制，注入压力应高于高渗透层开启压力，低于低渗透层压力；若使用封隔器卡封后单层处理，可采取高压大排量注入，但最高注入压力不能超出地层破裂压力80%。 使用数值模拟能够优选注入压