第四章油水井化学改造1-3

第四章油水井的化学改造2/3/20231（1）为什么进行油水井改造？油水井在生产过程中存在各种问题，影响油田的正常生产。（2）油水井存在哪些问题？油井五大问题：砂、蜡、水、稠、低；注水井；出砂、吸水剖面不均匀、水注不进去。2/3/20232第一节调剖堵水油层采收率低驱油体系的波及系数低驱油体系的洗油效率低水油流度比地层非均质性润湿性界面张力一、调剖堵水的基本概念1、调剖2/3/20233地层的不均质性是注入水沿高渗透层突入油井。注入水的波及系数低，采收率低，油井含水上升快。为了提高波及系数，从而提高采收率，必须封堵这些高渗透层。2/3/20234从注水井封堵这些高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面叫调剖。从19世纪70年代提出，已由单纯的“剖面调整”发展为深部封堵高渗透层。单井油井堵水调剖剂单井油井堵水调剖剂深部调剖浅层封堵2/3/20235

2、油井堵水2/3/20236油井出水按水的来源有注入水、边水、底水、上层水、下层水、夹层水。“底水锥进”2/3/20237油井出水的危害性消耗地层能量油井大量出水，造成油井出砂更为严重危害采油设备加重脱水泵站负担增加污水处理量2/3/20238减少油井出水的办法注水井调剖油井堵水从油井封堵这些高渗透层时，可减少油井产水叫堵水。2/3/20239二、堵剂的定义堵剂是指注入地层能起封堵作用的物质。堵剂调剖剂－从水井注入的堵水剂－从油井注入的2/3/202310三、堵剂的分类可按不同的标准对堵剂进行分类：若按注入工艺，可分为单液法堵剂和双液法堵剂。前者是指调剖堵水时只需向地层注入一种工作液；后者是指调剖堵水时需向地层注入两种工作液。2/3/202311流体流动性降低溶液、乳状液、溶胶、悬浮体凝胶、冻胶、沉淀、固化物注入过程中进入地层后单液法：

2/3/202312双液法：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）。注水注水第一工作液第二工作液隔离液封堵物质注入水隔离液作用：调节封堵位置2/3/202313若按堵剂封堵的距离，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（如冻胶的胶态分散体，colloidaldispersiongel,CDG）。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）。2/3/202314若按配堵剂时所用的溶剂或分散介质，可分为水基堵剂（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的选择性，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）。但是由于地层中的高含水层是高渗透层，因而是低注入阻力层，所以注入的非选择性堵剂，主要进入高含水层，起选择性封堵作用。2/3/2023151、铬冻胶（成冻体系）在w(HPAM)为6×10-3溶液中加入重铬酸钠和亚硫酸钠，直至w(Na2Cr2O7)为9.0×10-4和w(Na2SO3)为1.6×10-3配成。

2、硅酸凝胶（胶凝体系）在w(HCl)为0.10的溶液中加入w(Na2O.mSiO2)为0.15的溶液，直至pH为2配成。2/3/2023163、钙土-水泥体系（固化体系）在w(钙土)为0.08的悬浮体中加入水泥，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.mSiO2)为0.10的溶液和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.mSiO2)为0.10溶液和w(HCl)为0.05的溶液，中以隔离液(如水)隔开。2/3/2023176、钙土-碳酸钠双液法堵剂（活化体系）交替注入w(钙土)为0.20的悬浮体和w(Na2CO3)为0.08的溶液，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的悬浮体和w(HPAM)为1×10-3的溶液，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的悬浮体和w(Na2O.mSiO2)为0.20的溶液，中以隔离液(如水)隔开。2/3/2023181．HPAM（水基）（1）优先进入含水饱和度高的地层。（2）进入地层的HPAM可通过氢键吸附在由于水冲刷而暴露出来的地层表面；（3）分子中未吸附部分可在水中伸展，减小地层对水的渗透性。选择性堵水剂：水基堵剂、油基堵剂、醇基堵剂2/3/2023192/3/2023202/3/202321

2.泡沫（水基）以水作分散介质的泡沫可优先进入出水层；在出水层稳定存在；通过叠加的Jamin效应，封堵来水；油可引起泡沫的破坏，所以进入油层的泡沫不堵塞油层。3．烃基卤代甲硅烷（油基）烃基卤代甲硅烷可与水反应，生成相应的硅醇。硅醇中的多元醇很易缩聚，生成聚硅醇沉淀，封堵出水层。2/3/2023224、松香二聚物醇溶液（醇基）与水相遇，水即溶于醇中，降低了它对松香二聚物的溶解度，使松香二聚物饱和析出。2/3/2023235．水包稠油（水基）用水包油型乳化剂将稠油乳化在水中配成。因乳状液是水外相，粘度低，所以易进入水层。在水层，乳状液破坏，产生高粘的稠油。水包稠油乳化剂最好用阳离子型表面活性剂，为什么？因为它易吸附在带负电的砂岩表面，引起乳状液的破坏。

2/3/202324（1）适应条件：

适用于封堵不易用封隔器将水层与油层分隔开的油井。（2）封堵原理：堵剂都是利用油与水的差别或油层与水层的差别，达到选择性堵水的目的。（3）技术关键：

堵剂的选择性。2/3/202325非选择性堵剂树脂型堵剂冻胶型堵剂：聚合物水溶液交联凝胶型堵剂：溶胶胶凝，如硅酸凝胶沉淀型堵剂：两种能生成沉淀的物质，如硅酸钠分散体型堵剂：固体分散剂2/3/202326（1）适应条件：适用于封堵单一水层或高含水层．（2）封堵原理：将堵剂注入目的层，起到封堵作用。（3）技术关键：油层和水层能明显分开；堵剂注入目的层。

2/3/202327四、堵水调剖提高采收率的原因与机理封堵高渗透层提高注水压力启动高含油饱和度的中、低渗透层提高波及系数采收率提高了2/3/202328胜坨油田胜二区沙二3层系的生产曲线注入堵剂12500方，增产11900吨原油2/3/202329胜坨油田胜二区沙二3层系的水驱特征曲线据曲线可计算调剖后水驱采收率可提高3.64%。2/3/202330濮城油田沙二上2+3层系的产液含水率与采出程度关系调剖堵水后产液含水率下降。2/3/202331第二节油水井防砂法出砂危害油井出砂：（1）采油层段堵塞；（2）管线和设备堵塞；（3）抽油泵磨损；（4）井壁坍塌，使套管受挤压而变形；水井(主要在洗井或排液时发生):

引起水层堵塞。2/3/202332油水井防砂法化学桥接防砂法化学胶结防砂法人工井壁防砂法滤砂管防砂法绕丝筛管砾石充填防砂法2/3/202333二、化学桥接防砂法由桥接剂将松散的砂在它们接触点处拼接起来。桥接方法：将桥接剂配成水溶液，注入出砂层段，关井，使桥接剂在砂粒间吸附达到平衡。桥接剂是指能将松散砂粒在接触点处桥接起来的化学剂。2/3/2023342．有机阳离子型聚合物支链上有季铵盐结构的有机阳离子型聚合物常用的桥接剂：1.无机阳离子型聚合物：由铝离子和锆离子组成的多核羟桥络离子2/3/202335

三、化学胶结防砂法用胶结剂将松散的砂在它们接触点处胶结起来。胶结剂是指能将松散砂粒在接触点处胶结起来的化学剂。2/3/2023361.胶结剂冻胶胶结剂：交联剂+HPAM

树脂胶结剂：树脂+固化剂2/3/2023372/3/202338偶合剂:能使两种材料或分子发生偶合作用的物质。和两种材料之间都有较好的亲和力，由此可以改变两种材料之间的界面性能，提高其界面粘合性。如:2/3/2023392/3/2023402.胶结剂防砂步骤（1）地层的预处理若要顶替出砂层中的原油，可用盐水；若要除去砂粒表面的油，可用油溶剂处理。油溶剂包括液化石油气，汽油、煤油。若要除去影响胶结剂固化的碳酸盐，可用盐酸。若要为砂准备一个为胶结剂润湿的表面，可用醇或醇醚，如正己醇、乙二醇丁醚。2/3/202341（2）胶结剂的注入将胶结剂注到松散砂层，与砂接触。为使胶结剂均匀注入，在注胶结剂前可先注一段塞转向剂。如，异丙醇、柴油和乙基纤维素的混合物，减小高渗透层渗透率

2/3/202342（3）增孔液的注入增孔液是将多余胶结剂推至地层深处的液体。要求：增孔液不溶解胶结剂．不影响胶结剂固化。（4）胶结剂的固化若固化剂在胶结剂注入时已加入，这一步骤是关井侯凝；若固化剂注入时未加入，这一步骤是先注入固化剂再关井侯凝。2/3/202343对于已出砂砂层，可在砂层的亏空处做一个由固结的颗粒物质所组成的有足够渗透率的防砂屏障，即人工井壁。可用下列方法形成人工井壁：三、人工井壁防砂法1．填砂胶结法2．树脂涂敷砂法3．水泥砂浆法4．水泥熟料法2/3/202344