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文档简介

调剖、堵水及深部调驱技术中海油能源发展股份有限公司采油工程研究院二00八年十一月1主要内容技术背景

调剖技术堵水技术深部调驱技术2技术背景我国石油供需形势严峻:2004年产量1.72亿吨,进口1.2亿吨预测2010-2020年原油产量维持在1.8亿吨预测2010-2020年原油需求3.4-4.5亿吨2010-2020年需求对外依存度高达47-60%进口原油需要大量外汇重大经济/国防安全问题石油供需200320102020需求量(亿吨)2.673.44.5国内产量(亿吨)1.71.81.8缺口(亿吨)0.971.62.7对外依存度(%)364760需求产量中国工程院石油供需预测(2004)3技术背景

目前我国已开发油田的标定采收率为32.2%,仍然有60%以上的地质储量需要采用调剖、堵水以及“三次采油”技术进行开采,提高采收率有较大的余地。

海上油气田的开发建设和生产都需要大量的资金投入,尽快收回投资并取得好的开发经济效益,决定了海上油田必须以较高的采油速度进行生产。提高采油速度必须维持油井较高的产量,因此强化油井产能的一些措施,如大排量电潜泵、注水等工艺技术在海上油田中应用比较广泛,从而使油井见水和产出液含水率上升快的风险增大。此外,随着油田的开发,油井出水问题越来越突出。由此可见,稳油控水是延长海上油井经济开采寿命,提高油田采收率的重要途径,调剖堵水技术是实现这一目标的主要手段和措施之一。4渤海油田储量所有油田探明储量分布-按流体性质技术背景5技术背景6海上油田堵水技术紧迫性由于油层的非均质性或开采方式不当,使注入水及边水沿高渗透部位不均匀地推进,在纵向上形成单层突进,在横向上形成舌进,造成水提前突破,致使油井过早见水,甚至水淹,从而使低渗透部位不能发挥作用,降低了原油的采收率,严重地影响着油田的开发效果。技术背景7海上油田堵水技术紧迫性目前渤海湾海域部分油田含水上升较快,截止到07年底,平均采出程度仅7.9%,综合含水68.1%,有的已达85%以上,开发矛盾日益突出。调剖堵水是一项重要的稳油控水、提高采收率的重要途径。884口油井技术背景我国石油行业一般确定油田综合含水60~90%为高含水采油期,大于90%为特高含水采油期,大于60%以后统称为高含水以上采油期。8主要内容技术背景调剖技术堵水技术深部调驱技术9调剖技术一、基本概念二、目前研究现状三、调剖体系四、调剖工艺技术五、现场应用10一、基本概念注水井调整吸水剖面的技术简称注水井调剖。注水井调剖有两种途径可以采用,一种是机械调剖方法,另一种是化学调剖方法。目前,海上油田基本上采用的机械调剖方法主要是分层注水。然而,机械调剖方法存在一定的局限性,在同一储层非均质性很严重的情况下,用机械调剖方法很难取得好的效果;并且也无法进行地层深部调剖,不能进一步提高水驱扫油面积。化学调剖是在注水井中用注入化学剂的方法,来降低高吸水层段的吸水量,从而相应提高注水压力,达到提高中低渗透层吸水量,改善注水井吸水剖面,提高注入水体积波及系数,改善水驱状况的工艺技术。1.概念注水井吸水剖面的不均匀,说明地层存在高渗透层。注入的水必然首先沿高渗透层突入到油井,引起油井产水率的提高和产油量的降低。11注水开发的油田,由于油藏纵向和平面上的非均质性及油、水粘度的差异,造成注入水沿注入井和生产井间阻力较小的高渗透层或裂缝突进或指进而绕过低渗透高阻力区,从而降低了水的波及体积和水驱效果,甚至在注入流体波及不到的区域形成死油区,这不仅会使中低渗透层的原油采出程度降低,而且会使油井过多过早产水,影响油田的稳产、高产,降低油田注水效率,增加原油生产成本。注水井化学调剖原理就是通过向注水井注入化学调剖剂,让调剖剂在井下封堵注水井的高渗透层,改变水流方向,迫使注入水进入原来的中低渗透层,从而扩大注入水的波及体积,提高注入水的利用率。注入水进入中、低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替了出来,提高了油井的产油量和阶段采出程度。2.调剖原理一、基本概念油层非均质性导致注入水的不均匀驱替k2k1k3k2>k1,k2>k3调剖剂调剖原理示意图12调剖技术一、基本概念二、目前研究现状三、调剖体系四、调剖工艺技术五、现场应用131.调剖技术的发展历程60年代末70年代初油井的堵水开始转向水井的调剖;70年代颗粒、冻胶、凝胶类化学调剖剂得到大力发展;80年代调剖进入快速发展阶段,相应的配套技术得到大力发展;90年代初期提出整体调剖的概念,并与区块综合治理相配套,整体调剖得以实施;90年代末提出调剖向调驱方向发展,进行大剂量油藏深部调剖,并且提出“2+3”的发展方向(即调剖和驱油技术组合发展的方向);2000至今区块整体调剖及决策技术全面发展。

二、目前研究现状142.调剖的配套技术及发展方向1)高含水期油藏的描述技术2)调剖、封堵大孔道的数值模拟技术3)调剖剂的研发与评价技术4)高孔高渗、大孔道识别技术5)示踪剂注入和解释技术6)综合优化决策技术7)调剖工艺设计技术8)注入工艺及过程控制技术9)注入流程和设备开发技术10)效果监测和评价技术1)降低调剖剂成本2)合理组合调剖剂3)智能凝胶选择性调堵技术4)有效把握调剖剂注入时机5)延长调剖的有效期6)提高调剖的整体效果7)将调剖技术与驱油技术结合起来调剖技术与聚合物驱、表面活性剂驱等驱油技术结合调剖技术与气驱技术结合调剖技术与热驱(热力采油)技术结合调剖技术与微生物驱技术结合配套技术发展方向二、目前研究现状15调剖技术一、基本概念二、目前研究现状三、调剖体系四、调剖工艺技术五、现场应用161无机材料2有机材料3生物材料4

磁性材料5复合材料6工业废弃物

按照材料的性质分类选择性非选择性双液法单液法按是否有选择性按施工工艺做法1.调剖药剂的分类三、调剖体系172无机材料

(1)无机胶凝材料

主要有水泥、碱-矿渣、石膏、粉煤灰、高水材料、水玻璃等。

1.高炉矿渣具有潜在的活性,废物利用。酸性矿渣碱性矿渣在硅酸钠等的激活剂作用下,可以硬化。粉磨到(5-50)微米后,强度与水泥接近。

2.粉煤灰一种废弃物、颗粒细微在(5-80微米之间)、具有很弱的潜在胶凝性。可以和聚合物等复合使用。

3.高水材料高水材料又称高水速凝材料(出现于90年代初),是一种能够在高水灰比(2.0~3.0)情况下迅速凝固,并形成具有一定强度水泥石的无机胶凝材料。高水材料有“点水成石”的功效。水泥的水灰比通常在0.5以下。而高水材料的水灰比可以达到3.0,即1kg高水材料中加入3.0kg水,硬化后强度可以达到3~5MPa。研究人员在实验室还开发出了水灰比达到10.0的高水材料,但目前市场上没有相应产品。三、调剖体系18

3.高水材料高水材料水化产物主要是条形、针状的钙矾石(水泥杆菌)。形成时吸收大量水。

CaO

Al2O3

3CaSO332H2O

这些条形、纤维状、针状的钙矾石支撑起水泥石的骨架。内部大量孔隙。孔隙度可以达到50%以上。孔隙内部充满了水。由于孔隙直径很小,因此高水材料水泥石的渗透率很低。小于10md,但远高于普通水泥石(0.1%-0.001%md)。流动时高水材料的稠化时间和凝固时间明显比静置条件下长。即在流动的条件下,高水材料水泥浆可以长时间(3-5小时)保持其流变性。这是因为高水材料浆体中固相颗粒远比水泥浆少,颗粒在流动时接触概率小。一旦静止后会很快(10-30分钟)凝固,在中高温(>65℃)下初凝时间会更短,约5-20分钟。从技术上讲,高水材料可以替代水泥和粉媒灰作为无机堵剂或用于配置复合堵剂。

主要特点:1)浆体密度轻2)加量小3)稠化时间易控制2无机材料

(1)无机胶凝材料三、调剖体系19

4膨胀水泥

1)镁氧类膨胀水泥其主要膨胀成分是MgO和CaO。水化产物是水镁石、羟钙石和钙矾石。水化后体积是反应前固体体积的2.19、1.98和2.29倍。镁氧类膨胀水泥可以酸溶,15%盐酸可全部溶解。

2)硫铝酸盐类膨胀水泥反应物主要是以钙矾石为膨胀成分。水化迅速膨胀力大。不具有酸溶性。膨胀水泥主要用于大孔道、高产水层堵水。可以将其彻底封堵。

5无机凝胶

1)三氯化铝凝胶在巴什科尔斯坦油田得到了实际应用。主要机理是AlCl3和碱性物质(地层中的或人为注入的)反应,生成Al(OH)3凝胶。可以使井眼周围30米半径的区域水力连通性降低75~80%。这种凝胶具有一定的稳定性,而且成本低廉。

2)硅酸凝胶水玻璃在酸性条件下形成硅酸凝胶。凝胶缺乏韧性可以加入HPAM。成胶时间短(小于24小时),可加入乳糖、木糖或醇类。

3)其它无机凝胶如硅酸铝凝胶,氢氧化铁凝胶等,应用很少。2无机材料

(1)无机胶凝材料三、调剖体系20主要有石灰、粘土、石英砂、正电胶、三氯化铝、氯化钙、无机酸等。正电胶(混合金属氢氧化物MMH)作为一种泥浆体系近几年发展应用很快。正电胶胶体溶液被称为“流动的固体”,具有极强的剪切稀释特性,作为调剖堵水材料也利用了这一特性。正电胶颗粒直径大多小于1μm,可用于中低渗地层。应用时可与聚合物-粘土配合实用。目前应用不多,原因是价格昂贵。2无机材料

(2)无机非胶凝材料无机酸:硫酸、盐酸、硅酸等。有机酸:乙酸、草酸等可产生沉淀的无机物:三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁+硅酸钠无机材料多数不单独使用,而是和其它材料复配使用。刚性无机颗粒和地层孔隙的匹配问题:研究表明:

1)对于渗透率小于2D的地层,选择粒径为300目的无机颗粒(最大粒径40-50微米)

2)对于渗透率大于2D的地层,选择粒径为180目的无机颗粒(最大粒径70微米)

3)地层孔隙估算:

三、调剖体系21

3有机材料①延缓交联凝胶体系◆聚合物的浓度和分子量,有最低浓度。浓度越低可成胶的pH值范围越小。

◆聚合物的剪切原本可成胶的聚合物在高速剪切可能不成胶。

◆pH值的变化如HPAM-Cr3+体系的适宜pH值是6-6.5,小于3.5成胶很快,大于10基本不成胶。

◆水的矿化度矿化度高凝胶强度低,甚至不成胶

◆温度。温度高成胶快,强度低,不稳定。是目前应用较多的凝胶体系。可以产生凝胶的有机物有:单柠、木质素、胍胶等天然聚合物,羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、三元共聚物、两性离子聚合物等。交联剂有:酚醛树脂类、Cr3+、Al3+、Zr4+、Ti4+、硼酸等。其中对于Cr3+可采用乙酸、草酸等络合的办法来延长交联时间;对于Al3+、Zr4+、Ti4+、硼酸等可采用控制pH的方法来延长交联时间。H+交联剂H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+三、调剖体系22

3有机材料形成机理:液膜型微胶囊的制备,其理论基础是多重乳化,即首先把交联剂用煤油包覆(一级乳液),然后再把一级乳液制成水外相的乳状液(二级乳液),分散到聚合物溶液中。整个过程要用到W/O和O/W型两种乳化剂,最终实现W/O/W的乳化制备过程。

②液膜型微胶囊

煤油

W/O型乳化剂交联剂溶液

W/O型乳化剂的煤油溶液O/W型乳化剂水

一级乳液(W/O)

O/W型乳化剂的水溶液液膜型微胶囊(二级乳液W/O/W)

液膜型微胶囊结构示意图将两种交联反应液中的交联剂以液膜包裹,使之到达油藏深部与聚合物反应。三、调剖体系23水膨体、高吸水树脂(SAP)、低浓度预交联高强度调剖剂都是聚合物在低度交联时表现出的特性。生产的工艺也基本类似,都经过聚合-干燥-粉碎等过程。产物的共同特性都是吸水膨胀。它们的调剖机理都基本接近,只是施工工艺、膨胀倍数、价格等不同。如SAP用于堵水时用浓盐水送入地层。进入水层后浓盐水被稀释,SAP发生体积膨胀堵塞出水孔道;进入油层后浓盐水不能被稀释,SAP体积基本不变化,生产后被排出。而水膨体和低浓度预交联高强度调剖剂,施工时直接加入水中注入。高吸水性聚合物,亦称高吸水树脂(SuperAbsorbetPolymer,英文缩写SAP),俗称吸水剂、保水剂,是一种高分子材料。具有能吸收自身重量数百倍甚至上千倍水份的特性,由于其分子结构互相交联,分子网络所吸收的水只能造成体积膨胀,而不能被简单的物理方法挤出,即使施加几十公斤的压力,也不能将所吸收的水份排出。SAP的应用领域十分广阔,除用于石油开采外,还用于植树造林、农业抗旱外,还被广泛用于园艺、土木建筑、化妆品、卫生用品、食品包装等领域。

3有机材料③水膨体、高吸水树脂、低浓度预交联高强度调剖剂等。三、调剖体系24

3有机材料③水膨体、高吸水树脂、低浓度预交联高强度调驱剂等。三、调剖体系25油溶性树脂

这是一种最直观的选择性堵水材料。通常有:

1)松香和松香改性物

2)聚氨脂

3)油溶性酚醛树脂等。

这类材料不溶于水,在原油中能较好地溶解。对油层伤害小,但价格较高,难以大规模使用。使用时必须注意粒径大小用量。硬沥青也有类似的作用。

非油溶性树脂

酚醛树脂、尿醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等。非选择性堵水。

如中原油田的YH2000高强度复合型堵剂

凝胶堵剂A高分子聚合物+交联剂+稳定剂

树脂堵剂B苯酚+甲醛+缓凝剂+固化增强剂+固体充填料

3有机材料④树脂类三、调剖体系26机理是贾敏效应。主要由水、表面活性剂、稠油、低交联树脂、氧化沥青等组成。根据各成分的性质、含量可以配置出不同性能的乳化体系。是一种有效的选择性堵水体系。适用用于均质、中低深、无大通道的地层。

活性稠油--稠油:表活剂=1:0.005(油包水)

乳化稠油--稠油:水:表活剂=1:2:0.005(水包油)

偶合稠油—稠油:树脂=1:0.1(颗粒堵塞)

3有机材料⑤活性稠油、乳化稠油、偶合稠油三、调剖体系274生物材料

是目前国外研究最多的领域。包括:酶、微生物、孢子粉、生物聚合物。酶是由生物体内自身合成的生物催化剂。具有高效、反应条件温和、专一的特点。多数酶的化学组成为蛋白质。目前国外有单位在研究用酶进行堵水。酶可以用于堵水的机理如下:(1)促使地层物质或注入地层的物质产生无机沉淀;(2)促使地层物质或注入地层的物质产生凝胶;(3)促使地层物质或注入地层的物质产生树脂类物质。

国内还没有见到酶用于堵水的相关报道。但压裂作业中有用酶作破胶剂。生物聚合物:瓜胶、田菁胶、黄胞胶、硬葡聚糖、纤维素等。瓜胶、黄胞胶、硬葡聚糖都可以和三价铬等高价离子交联。田菁胶可以和硼砂交联。同PAM相比,以上生物聚合物都有较强的耐盐、耐剪切能力。微生物调剖机理主要为微生物调剖剂主要进入原注水的水流大孔道经过一段时间培养后,在多孔介质中生长繁殖。生成菌丝团菌落和气体明显改变了孔隙大小的分布。形成的机械堵塞和生成气体的气锁使注水阻力增大,渗流能力下降。注入水被迫绕流,从而启动低渗透区波,提高注入水波及体积。同时它所产生的活性物质和气体降低了原油的表面张力和粘度利于驱油效率的提高。死亡的生物体本身是1微米以下的颗粒,也具有堵塞作用,可用与中低渗地层调堵。三、调剖体系285磁性材料

前苏联、兰州石油机械研究所和中原油田对此进行过研究和应用。其原理是:利用以聚丙烯酰胺为主的水溶液作载体,将磁铁矿粉沫挤入地层,再挤入一定量的固化剂(交联剂)。固化剂和聚丙烯酰胺发生交联,磁铁矿粉沫也被束缚在网状结构中。在井底磁力发生器的作用下,磁铁矿粉沫连通聚丙烯酰胺凝胶被“收紧”在射孔区周围,在固化剂作用下逐渐形成一个整体,犹如铆钉一般将出水层炮眼“铆死”。这种方法具有堵剂用量少、利用率高、成本低廉、突破压力高、有效期长的特点。但显然这是一种非选择性的堵水方法。在中原油田曾经实施155口井,有效期162天/井。综合成本11.8万元/井。三、调剖体系296复合材料

由多种材料复配而成,如聚合物-粘土、聚合物-粉媒灰、暂堵剂-水泥-石灰、聚合物-水玻璃等。这类材料可以弥补各种材料的不足,实现材料在强度、作用半径和周期、价格等方面的互补,实现各种性能的均衡。◆中原油田JTD-1颗粒堵剂

50%树脂+30%粉煤灰+15%超细碳酸钙+2%OP-10+3%PAM。◆醇-盐沉淀调剖剂利用“盐析”效应,在浓盐水中加入醇,会引起盐沉淀。施工时向地层交替注入浓氯化钠溶液和乙醇和异丙醇。◆吉林油田的CHY堵剂是以稠油为主剂,在其中加入多种固相及液相乳化剂组成。◆前苏联使用的泡沫水泥(充气水泥)。三、调剖体系307工业废弃物主要有含油污泥、废渣(如粉媒灰、酸渣)、废液(如纸浆废液)、生产的边角料(如木屑、橡胶)等。利用这些材料可以废物利用。具有保护环境、成本低廉的优点。◆中原油田用水体改造工厂的副产品--石灰泥调剖。◆华北、胜利油田用含油污泥进行调剖◆大港油田用电厂煤灰调剖◆

MTC浆体堵水

MTC(废弃泥浆转化成水泥浆技术)最初用于固井工程。后有人将其用于堵水技术。施工过程如下:废弃泥浆--清除固相--加入水泥或矿渣混拌--注入三、调剖体系318常用的调剖剂

主要有冻胶型调剖剂、沉淀型调剖剂和颗粒膨胀型调剖剂。1)冻胶型调剖剂

冻胶型调剖剂通常是用高分子材料在井下条件下进行交联或聚合,形成凝胶而堵塞高渗透层,实现调整吸水剖面的目的。常用的冻胶型调剖剂:木质素磺酸盐—聚丙烯酰胺,TP-910,黄胞胶,BD-861,PIO-601等多种。木质素磺酸盐—聚丙烯酰胺

调剖原理:木质素磺酸盐(包括木质素磺酸钙和木质素磺酸钠)的分子链上含有多种官能团,如甲氧基、羟基、醚基、羰基、芳香基和磺酸基等。交联剂重铬酸钠中的六价铬经木质素磺酸盐中的羟基和羰基还原为三价铬,三价铬再与木质素磺酸盐和聚丙烯酰胺(HPAM)发生络合作用形成三维网状结构的凝胶堵塞高渗透通道。三、调剖体系328常用的调剖剂1)冻胶型调剖剂

木质素磺酸盐—聚丙烯酰胺

主要性能特点:堵剂交联前室温下粘度50-100mPa.s,可泵性好。成胶时间随温度升高而缩短,通过调整配方其成胶时间可控制在1-48h,成胶后,冻胶具有较好的粘弹性、抗挤和抗剪切性,冻胶粘度(5-20ⅹ104mPa.s;堵剂对岩心具有较好的进入和封堵能力,岩心封堵率95%以上。堵剂误堵非目的层后,可用NaOH和HCL破胶解堵;堵剂现场配制,施工工艺简单方便。

三、调剖体系配方一配方二(适用900C以下井温)配方三(适用90-1200C以下井温)木质素磺酸钙3%-6%木质素磺酸钠4%-5%木质素磺酸钙4%-6%聚丙烯酰胺0.7%-1.1%聚丙烯酰胺1.0%聚丙烯酰胺0.8%-1.0%氯化钙0.7%-1.1%氯化钙1.0%-1.6%氯化钙0.4%-0.6%重铬酸钠1.0%-1.1%重铬酸钠1.0%-1.4%重铬酸钠0.9%-1.1%木质素磺酸盐—聚丙烯酰胺调剖剂基本配方338常用的调剖剂

2)沉淀型调剖剂

沉淀型调剖剂是通过调剖剂在进入地层孔道后生成沉淀来封堵高渗透性地层实现调剖。如水玻璃—氯化钙、聚丙烯腈—氯化钙、铁系单液法、硅系双液法等调剖剂。(1)水玻璃—氯化钙调剖剂

调剖原理:将分隔开的水玻璃溶液和氯化钙溶液同时注入地层,两种溶液在地层中相遇后发生反应生成沉淀,这些沉淀物可以封堵地层孔道,降低高渗透层的渗透率。注入时,两种溶液用油或水隔开,进入地层后随着注入液向外推移,隔离液越来越薄,最后两种溶液相遇而产生沉淀。

三、调剖体系348常用的调剖剂

2)沉淀型调剖剂

(1)水玻璃—氯化钙调剖剂

主要性能特点:水玻璃与氯化钙的反应条件及反应产物均不受温度的影响,因此使用不受温度条件的限制,可用于各种井温的井,适用范围广。基本配方:甲液:20%水玻璃+0.3%聚丙烯酰胺水溶液乙液:10%-50%氯化钙水溶液甲液:乙液=1:1三、调剖体系358常用的调剖剂

2)沉淀型调剖剂

(2)聚丙烯腈—氯化钙调剖剂

调剖原理:将聚丙烯腈溶液和氯化钙溶液注入地层后,两种溶液在地层中相遇,氯化钙与聚丙烯腈发生反应生成一种性能稳定的棉絮团状沉淀物,这种沉淀物有很好的韧性,能封堵地层孔道,阻止水的流动。因高渗透层孔隙度大,进入孔道的调剖剂多,所形成的堵塞物也多,因此对高渗透层具有选择性调剖作用。三、调剖体系368常用的调剖剂

2)沉淀型调剖剂

(2)聚丙烯腈—氯化钙调剖剂

主要性能特点:调剖剂沉淀物不淡化,经水长期浸泡不变软溶解;调剖剂沉淀物产生率高;沉淀反应不受施工条件影响,抗盐、抗温、抗剪切能力强;沉淀物能够酸溶,现场处理有误时可用盐酸解除。

基本配方:甲液:6.5%-8.5%聚丙烯腈水溶液乙液:20%-30%氯化钙水溶液甲液:乙液=1:1隔离液为原油三、调剖体系378常用的调剖剂

3)颗粒膨胀型调剖剂

颗粒膨胀型调剖剂是一种通过在注入地层后吸水膨胀来堵塞孔道,实现调剖作用的调剖剂。

(1)聚丙烯酰胺颗粒调剖剂

调剖原理:聚丙烯酰胺颗粒调剖剂是一种部分交联的聚丙烯酰胺,由于其交联度控制适当使其失去了水溶性而具有遇水膨胀的性质,选择适当粒径的水膨性聚丙烯酰胺固体颗粒,使其进入高渗透层孔隙或裂缝,吸水后溶胀变大,对地层孔道产生堵塞而起到调剖作用。三、调剖体系388常用的调剖剂

3)颗粒膨胀型调剖剂(1)聚丙烯酰胺颗粒调剖剂主要性能特点:水中溶解率低;膨胀性受温度和水的矿化度影响大,水温越高膨胀越快和越大,矿化度越大,膨胀越慢和越小;调剖剂密度与水接近,不会发生下沉;封堵效果较好,裂缝型封堵效率在90%以上,孔隙型封堵效率70%-95%。

基本配方:用清水、盐水或轻质油作为携带液,根据地层吸水能力确定调剖剂加量配制成调剖工作液。三、调剖体系398常用的调剖剂

3)颗粒膨胀型调剖剂(2)聚乙烯醇颗粒调剖剂

调剖原理:聚乙烯醇颗粒具有吸水溶胀而不溶解的性能,将聚乙烯醇颗粒注入地层后遇水膨胀,溶胀后的颗粒堵塞地层孔道,降低高吸水层的吸水量,提高低渗透层的吸水量,实现调剖。主要性能特点:水中溶解性低;水中膨胀度适当且温度和矿化度影响小;密度较水高,易下沉,注入速度必须大于沉降速度;封堵效果好,封堵效率大于98%。

基本配方:用清水作携带液,根据地层渗透率、孔隙度和吸水能力,选择合适粒径的调剖剂固体颗粒及固液携带比,配制调剖工作液。三、调剖体系408常用的调剖剂

3)颗粒膨胀型调剖剂(3)聚丙烯酰胺—膨润土调剖剂

调剖原理:将聚丙烯酰胺溶液和膨润土泥浆同时注入井中,对于非均质多油层注水井,水基膨润土浆在注入时容易进入高渗透层,膨润土颗粒在地层中遇水膨胀,遇到聚丙烯酰胺聚合物形成絮状物及凝胶体,堵塞吸水层段水流通道,改变吸水剖面,实现调剖。主要性能特点:经济性好,有一定的效果。

基本配方:膨润土泥浆:聚丙烯酰胺溶液=2:1聚丙烯酰胺分子量350万左右,水解度30%,浓度200-800mg/L。三、调剖体系41调剖体系由A、B、C三种粉末状物质组成:

A为抗温抗盐高分子聚合物BTP-1A(主剂)0.5~0.8%

B为复合高效交联剂BTP-1B(交联剂)0.3~0.5%

C为促凝剂BTP-1C(增效剂)0.2~0.3%

BTP-01调剖体系主要技术指标:

渤海油藏条件成胶时间:6—72h,可调;渤海油藏条件成胶强度:可流动弱胶至不流动强胶,可控;抗剪切及剪切成胶性能好;抗盐性能好,耐TDS达100000mg/L(与现场注入水配伍);破胶时间(析水量小于30%):大于5—7mon;岩心残余阻力系数:200—500;岩心封堵率大于90%。系列体系一:

BTP-019调剖系列体系三、调剖体系42

BTP-1调剖体系的特点

1.注入性好,选择性强,对油层污染小,可解堵,现场配制强度低;

2.抗剪切能力强,在高剪切条件下,确保高强度成胶,满足调剖要求;

3.抗盐能力强,能很好的满足高矿化度下高强度冻胶的形成;

4.成胶后稳定性极好,可确保调剖有效期长;

5.成胶时间和成胶强度可调,能满足工艺设计不同段塞对其性能的要求;

6.水溶性好,现场配制简单,配制劳动强度低。

三、调剖体系43主剂:主体微粒材料+结构形成剂+胶凝固化剂+膨胀型活性填充剂;辅剂:流变性调节剂+固结时间调节剂。BTP-02调剖剂主要性能指标:主剂材料颗粒直径:10-50μm可控抗压强度:≥20MPa

突破压力梯度:≥15MPa/m

渤海油藏条件初凝时间:3-50h可控最高耐温实验:150℃

耐最大TDS:200000mg/L

抗Ca2+、Mg2+:2500mg/L

化学稳定性(3个月强度下降率):<5.0%系列体系二:

BTP-029调剖系列体系三、调剖体系44体系特点:1、初始成胶时间:1~5天;2、成胶强度:LM(粘度10000~30000mPa.s)以上;3、成胶后稳定性:大于180天;4、温度范围:50OC~90OC;5、PH范围:5.0~10.0;6、耐盐性好:矿化度大于30000mg/L;7、抗剪切:1档30秒剪切后强度仍能保持;8、与地层配伍性好:含砂10%,30%,50%,80%。系列体系三:

BTP-039调剖系列体系组成:聚合物+铬交联剂+稳定剂+交联时间控制剂三、调剖体系45体系特点:成胶时间3~5天;成胶后稳定性:>180天温度:>70℃;耐盐性好:矿化度大于30000mg/L;系列体系四:

BTP-049调剖系列体系组成:聚合物+树脂+调节剂三、调剖体系46组成:接枝共聚物、有机复合交联剂、引发剂系列体系五:

BTP-059调剖系列体系特点:1、初始成胶时间:1~7天;2、成胶强度:LM(粘度100~30000mPa.s)以上;3、成胶后稳定性:大于180天;4、温度范围:>130℃;5、耐盐性好:矿化度大于100000mg/L;6、抗Ca2+、Mg2+离子2000mg/L。三、调剖体系47新型微胶可以通过化学方法改变聚合物结构和分子量的方法使其与实际的油藏条件相匹配。线形聚合物分子结构图:dH=0.3微米微胶A微胶B小微胶dH=2.0微米系列体系六:

BTP-069调剖系列体系三、调剖体系48体系特点:☆微胶大小可调:0.3-20微米☆渗透率适用范围广:10-10000mD☆具备乳状液和粉末两种形式☆耐高温(最高可达165℃)☆抗剪切(20000S-1)☆稳定性好(CO2、H2S、高矿化度)☆具有环保特性系列体系六:

BTP-069调剖系列体系三、调剖体系4910调剖体系评价方法三、调剖体系聚合物和交联剂成胶后形成的凝胶既呈现假塑性又具有粘弹性,准确表征较为困难。通常使用下列方法对凝胶的成胶性能进行评价。1、目测代码法2、图版法(目前粗筛选常用的方法)3、流变法4、振荡法5、转变压力法各种测试方法的特点:

目测代码和图版法简单直白,容易理解也容易操作,但只能定性描述却不能定量反应凝胶的准确强度,因此适合在大批量凝胶的粗筛选。用动力粘度表征柔性链聚合物凝胶可以区分凝胶强度的高低,凝胶越弱,粘度表征结果的重现性越好。动态振荡法不会破坏物料的结构,是表征刚性链聚合物(黄原胶)形成的脆性凝胶的较适当方法。用转变压力表征凝胶性能时,会造成测定结果的误差,仅可用作定性参考,不可作为定量研究的基础数据。50三、调剖体系10调剖体系评价方法LHLHL+<10mPa.S10-100mPa.S1000-5000mPa.S5000-10000mPa.S倾倒凝胶观察胶体形态并与凝胶标准图版对比,进行打分,以此评价凝胶的强度。特点:简单快捷,适合配方的粗筛选。LM-LM

LM+M20000-50000mPa.S50000-100000mPa.S>100000mPa.S10000-20000mPa.S图版法51流变仪测定法HAAKERS600流变仪

测定恒定应力时不同频率下的弹性模量G‘和粘性模量G’’来表征凝胶的强度。特点:测试较为复杂但定量精确。三、调剖体系10调剖体系评价方法52长期稳定性实验研究11调剖体系性能评价三、调剖体系53调剖剂耐冲刷实验研究三、调剖体系11调剖体系性能评价54调剖剂封堵能力实验研究岩心号岩心长度cm截面积cm2孔隙体积mL孔隙度%渗透率mD注入堵剂PV注入压力MPa突破压力MPa交联后渗透率mD渗透率下降倍数33011.3411934.9858380.30.0990.332807363011.3411934.9817040.30.2730.9472181调剖剂分流量实验研究岩心号岩心长度cm截面积cm2孔隙体积mL孔隙度%渗透率mD水驱出口流量比注入堵剂PV交联后反向驱流量比4-23011.3412035.2715801:12.50.31.03:173011.3411934.985952填砂管水驱0.3PV后,注入0.1PV调剖剂,后续水驱98%,最终水驱采出程度为:43.81%,原油采出程度为:58.38%,调剖措施后原油采收率提高了14.57%。三、调剖体系55调剖技术一、基本概念二、目前研究现状三、调剖体系四、调剖工艺技术五、现场应用56位于综合含水高,采出程度较低,剩余饱和度较高的开发区块的注水井;累计注采比尽量接近于1,这时最需要启动新层;

与井组内油井连通情况好的注水井;

吸水和注水良好的注水井;

吸水剖面纵向差异大的注水井;注水井固井质量好,无窜槽和层间窜漏现象。1)选井的原则1.调剖井筛选四、调剖工艺技术57(1)反映注水井吸水能力的参数的计算方法A、油层每米的视吸水指数KI:即在单位井口压力下每米油层的吸水量。笼统注水井:分层注水井:2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术58(1)反映注水井吸水能力的参数的计算方法B、油层每米的吸水指数K

2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术59(1)反映注水井吸水能力的参数的计算方法C、注水井的压力指数PI值2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术典型的注水井井口压降曲线60(2)反映油层非均质性的参数及计算方法A、渗透率变异系数KV:反映层内渗透率非均质程度,表示围绕渗透率集中趋势的离散程度。

2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术61(2)反映油层非均质性的参数及计算方法B、吸水剖面的非均质性QV:根据实测吸水剖面的资料做出吸水剖面求出。

C、平面非均质性:根据周围油井见水情况和注示踪剂测试情况进行综合判断。根据示踪剂产出曲线的时间和峰值的变化可以判断注入水的流向和速度。通过计算和历史拟合可求得水层和强水淹层的厚度、渗透率和最大孔道的半径。(3)反映区块中注水井周围生产井生产动态参数及计算方法A、连通井总产液量QL2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术62(3)反映区块中注水井周围生产井生产动态参数及计算方法B、平均含水率2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术C、连通井剩余储量:以水驱特征曲线为基础63(4)选井流程2)筛选参数及计算方法1.调剖井筛选四、调剖工艺技术调剖井筛选框图2.调剖层位筛选

对笼统注水井吸水剖面中显示最大和较大的吸水层进行调剖,对分注井在消除注水嘴损的条件下,对每米吸水指数最大和较大的层进行调剖。641)调剖体系筛选方法3.调剖体系筛选及段塞设计四、调剖工艺技术(1)专家系统推理法

利用专家系统和常用调剖剂性能的数据库确定调剖剂类型。

调剖剂的选择主要考虑调剖剂与地层和地层水的配伍性(地层水矿化度、地层温度)、注水井的吸水能力和调剖类型(深调还是浅调)等。选剂流程图右图中WI为强吸水层位每米油层吸水指数;KI为每米油层视吸水指数;PI为井口压降曲线平均值。651)调剖体系筛选方法3.调剖体系筛选及段塞设计四、调剖工艺技术(2)孔喉尺寸决策法

以地层孔喉尺寸的大小为主要决策因素,参照调剖剂化学性质与地层水的配伍性,调剖剂的热稳定性与地层温度及调剖剂的稳定性与地层流体的pH

值等关系。A、测算高含水层的渗透率661)调剖体系筛选方法3.调剖体系筛选及段塞设计四、调剖工艺技术(2)孔喉尺寸决策法B、确定高含水层孔喉半径(3)多参数对比法

将化学剂对地层温度、地层水矿化度和注水井的PI值的适用范围分类列出。编成数据库进入筛选软件系统。

调剖剂筛选的第一步是根据以上三项指标筛选出一种或数种可用的化学剂。第二步是对初选的化学剂进行成本对比,选择优质廉价的化学剂。672)调剖体系和段塞设计调剖剂体系:

有机/无机复合大通道封堵剂

+聚合物延缓交联体系(多段塞结构)。

段塞结构:

预处理段塞(体系试注适应性段塞)

+前缘段塞(封堵高孔高渗层、大孔道)

+主体段塞(深部液流转向)

+后尾段塞(近井调整吸水剖面)

四、调剖工艺技术3.调剖体系筛选及段塞设计681)多参数调剖效果优化法4.调剖剂量的确定四、调剖工艺技术考虑的主要参数为:注水井日注入量,调剖地层的渗透率变异系数、厚度和Kv/Kh

值,周围油井的日产液量、综合含水,调剖层的相对渗透率曲线,原油粘度,调剖剂的封堵能力,井网及井距等。利用堵剂用量优化模型进行优化决策,求得最佳化学堵剂用量。调剖剂量优化流程图692)吸水指数对比法4.调剖剂量的确定四、调剖工艺技术注水井吸水指数的下降取决于调剖剂用量,用下式计算:

β由试注井按上式反求,对于没有试注井的区块,β值借用地层条件相似的其他区块的β值。703)化学剂用量系数法4.调剖剂量的确定四、调剖工艺技术先根据试注结果用下式求得用量系数:

然后根据求得的用量系数求出调剖剂量:71用量计算公式:V=K·∑Hi×Ai×φi

式中:V-------------调剖总用量,m3Hi------------调剖层厚度,mAi------------调剖波及面积,m2

φi-----------调剖层段的孔隙度

K-------------系数注入井生产井示踪剂推进方向及速度示意图示踪剂解释水淹面积A示意图方案设计考虑调驱波及面积A1示意图4)波及面积法4.调剖剂量的确定四、调剖工艺技术725)体积法4.调剖剂量的确定四、调剖工艺技术需注入调剖剂量V=π·r2·h·φ·Sw式中V----调剖剂量h----吸水厚度

φ----平均孔隙度r----处理半径

Sw----含水饱和度注水井油井堵水空间调驱空间拐点H1H2L2L12/3L22/3L1731)吸水剖面监测方法5.设计与施工四、调剖工艺技术注水井吸水剖面的监测是确定注水井调剖层位的重要基础,常用的主要监测方法如下:(1)井温测试法在注水井关井一段时间后,测得其沿井身的井温基线后开始正常注水,根据注水井的吸水情况,测得数条不同注水时间的井温曲线,比较静态井温曲线和注水时的动态井温曲线的温差,求得各层段相对吸水百分数。(2)放射性同位素法将放射性同位素用不同的方法携带入注水井中,各井段由于吸水量大小不同而形成的放射性同位素的强度,用测得的沿井段的同位素曲线,解释出各层段吸水量的百分比。(3)示踪剂检测为了评价调剖的效果,掌握地层中有无裂缝或高渗层的存在,常使用示踪剂。示踪剂是指能随流体运动,可溶且在低浓度下仍可被检测,用以指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向或渗流速度的物质。将示踪剂配成水溶液,用接近注水压力的压力值通过泵或水泥车注入注水井中,然后对周围油井进行取样监测,并做出示踪剂产出曲线。根据示踪剂产出曲线的时间和峰值的变化可以判断注入水的地下流向和速度。通过计算和历史拟合可求得出水层和强水淹层的厚度、渗透率和最大孔道的半径。74序号施工程序1调剖预处理2测吸水剖面3更换管柱4测吸水指示曲线5调剖挤注作业6关井2天/6天7恢复注水,清理井场8测吸水指示曲线9吸水剖面和全井吸水指示曲线测试调剖前准备工作调剖施工工作调剖后测试工作2)调剖施工程序5.设计与施工四、调剖工艺技术753)现场实施工艺流程5.设计与施工四、调剖工艺技术76★设备对聚合物分子链剪切低,专用的柱塞泵输送;★药剂分散溶解采用特殊结构设计,水流送粉,强制混合,配制后无“鱼眼”;★计量下料器采用机械调节无级变速机调节下粉量,配比精度高,误差小。

混配设备的特点注入泵入口装有过滤网,可以防止杂物进入地层,避免近井地带污染;注入泵前后装有专门取样口,采用专用取样器对入井液体性能随时进行检测;

注入泵采用变频器控制,操作安全简便;整套设备具有保温系统,可以一年四季作业,不受季节影响;

设备为撬装模块结构,不受海上平台作业空间狭小的限制。4)混配及注入设备注入设备的特点四、调剖工艺技术5.设计与施工771)主要监测参数

(1)注入井压力(2)吸水剖面(3)吸水指数(4)压降曲线(5)含水、日产油(6)产液剖面(7)水驱特征曲线6.调剖效果监测和评价技术四、调剖工艺技术782)调剖数据计算及取值规定

(1)产量

A、产油(或水)量按日产油(或水)的吨数(立方米)计算,个别生产时间不足24h的将产量折算为一天的产量。B、调剖前日产油(或水)量,按调剖的注水井所对应油井见效前一个月的平均日产油(或水)量进行计算。C、调剖后日产油(或水)量,按调剖的注水井所对应油井见效后一个月的平均日产油(或水)量进行计算。D、调剖后日增油量为调剖后日产油量与调剖前日产油量的差值。E、调剖后日降水量为调剖前日产水量与调剖后日产水量的差值。F、累计增油(降水)量为调剖后日增油(降水)量逐日逐月累加之和。G、全油田调剖后年增油(降水)量为当年调剖有效井增油(降水)量与往年调剖有效井在本计算年度的增油(降水)量的总和。6.调剖效果监测和评价技术四、调剖工艺技术792)调剖数据计算及取值规定

(2)注水井调剖有效期

A、注水井调剖后吸水剖面、吸水指数或压力降落曲线有改善的时间区间称作调剖井的有效期。B、注水井所对应的油井凡符合下列条件之一的生产区间为有效期。

a、日产油量高于调剖前日产油量;b、含水率低于调剖前含水率。C、调剖后日产油(或水)量,按调剖的注水井所对应油井见效后一个月的平均日产油(或水)量进行计算。D、有效增产时间按调剖注水井所对应的油井实际增产天数累计计算。有效期的统计不受年度限期。E、在调剖有效期内,工作制度的改变,不应影响调剖效果的统计。

6.调剖效果监测和评价技术四、调剖工艺技术803)调剖效果评定

(1)注水井有效

A、高吸水层吸水指数下降15个百分点及以上。B、吸水剖面发生明显合理变化,其高、低渗透层段每米吸水量的变化在10个百分点以上。C、压力降落曲线明显变缓。(2)油井有效A、日产油量上升,含水率下降5个百分点及以上。B、日产油量上升10个百分点以上,含水率不变。

C、日产油量不变,含水率下降10个百分点以上。6.调剖效果监测和评价技术四、调剖工艺技术814)调剖效果计算

对产油量递减严重或含水率上升快的井组或区块,按自然递减率和含水上升率折算月原油增产量和月减少产水量。(1)日增油量计算

6.调剖效果监测和评价技术四、调剖工艺技术824)调剖效果计算

(2)日减少产水量计算

6.调剖效果监测和评价技术四、调剖工艺技术式中:5)调剖经济效益计算

调剖经济效益评价采用产出投入比和经济效益两个指标进行评价。83调剖技术一、基本概念二、目前研究现状三、调剖体系四、调剖工艺技术五、现场应用84

2002年至2007年底,渤海油田共实施调剖措施38井次,累增油57.87×104m3。平均单井增油1.52×104m3。

年度,年井次,次累增油,m3平均单井增油,m3备注200211134.91134.9SZ36-1油田,现场试验2003752482.27497.5在SZ36-1油田,现场试验200414285039.320360.0JZ9-3油田5井次,SZ36-1油田7井次,QK17-2油田2井次,推广应用20054143306.735826.7在SZ36-1油田2006781458.011636.9JZ9-3油田3井次,SZ36-1油田2井次,QK17-2油田2井次2007515256.43051.3SZ36-1油田3井次,LD10-1油田2井次合计38578677.515228.4

五、现场应用1.2002~2007年渤海油田调剖效果统计85序号井号措施日期1LD10-1-A507.9.282LD10-1-A1007.9.9-9.19(1)SZ36-1油田24井次(2)JZ9-3油田8井次(3)QK17-2油田4井次(4)LD10-1油田2井次五、现场应用862.主要油田概况-SZ36-1油田绥中36-1油田为受构造和岩性控制的层状构造油藏。探明石油地质储量为28844

104t,油田储层发育,连通性好,油层分布稳定。储层物性好,但非均质严重,孔隙度在28%~35%之间,平均31%;渗透率在100~10000mD之间,平均2000mD。地下原油粘度平均70mPa·s,油层温度平均70℃。地质特征开采特点注水井吸水能力强,但各段吸水强度差别较大;注水沿Ⅰ油组快速突进,Ⅱ油组基本未受益;试验区油层厚,非均质性强,大段合采存在层间干扰。五、现场应用87截止2007年12月底,共有生产井194口,注水井58口,累积生产原油3643.36万方,采出程度12.23%,全油田综合含水64.37%。其中I期综合含水72.05%;II期综合含水58.32%。开采状况五、现场应用2.主要油田概况-SZ36-1油田88JZ9-3油田属构造-岩性油藏。探明石油地质储量为4537×104t。孔隙度较高,主要分布在22%~36%之间;渗透率中等偏高,主要分布在10~5000mD。地下原油粘度5.57~26mPa·s。油层温度57℃。地层水属NaHCO3型,总矿化度6401~9182mg/l。地质特征截止2007年12月底,共有生产井35口,注入井12口,平均日产油1560m3,累积生产原油628.5万方,采出程度12.9%,综合含水72.7%。开采状况1999年11月,油田投产五、现场应用2.主要油田概况-JZ9-3油田893.通常的施工程序调剖前的准备工作调剖施工工作调剖后测试工作序号施工程序1调剖预处理2测吸水剖面3更换管柱4测吸水指示曲线和压力降落曲线5调剖挤注作业6关井2天/6天7恢复注水,清理井场8测吸水指示曲线9吸水剖面和压力降落曲线五、现场应用90(1)SZ36-1油田包括B15(06年)、A21、A08、A30(04年)、J04、J06、J14、A10、B13、H03、H19、G14等井。工艺一:交联调剖液颗粒调剖液交替注入与包括B15(03年)、A30(03年)等井。交联调剖液注入工艺三:4.分油田调剖井工艺设计工艺二:2004年整体调剖工艺技术五、现场应用91SZ36-1-H03井交联调剖液颗粒调剖液交替注入与(1)SZ36-1油田4.分油田调剖井工艺设计五、现场应用92SZ36-1-A30井交联调剖液仅注入(1)SZ36-1油田4.分油田调剖井工艺设计五、现场应用934.分油田调剖井工艺设计J2J5A12A20A25B1A26B4J10A27J1J8J9A2A3A7A13A22A14(1)SZ36-1油田2004年度在Ⅰ期实施整体调剖工艺技术五、现场应用94(2)JZ9-3油田交联调剖液颗粒调剖液交替注入与工艺一:包括W8-4、W4-2、W6-4、E2-2、E2-4、W4-2、W4-4等。JZ9-3-W4-4井4.分油田调剖井工艺设计工艺二:2004年整体调剖五、现场应用95(2)JZ9-3油田4.分油田调剖井工艺设计4口调剖井22口受益油井

6口双向受益井

16口单向受益油井2004年度JZ9-3油田整体调剖注入井受益油井注水:平均日注618.5m3/d,压力8.65MPa,整体总日注2474m3采油:产液3853.9m3/d,产油1482.4m3/d,含水61.5%。原油粘度:17.1mPa·s地层水型:NaHCO3地层水矿化度:6491mg/L地层温度:57℃五、现场应用96措施设计处理量平均3060m3,实际处理量平均3327m3,施工天数平均16天,处理厚度平均57.6m,实际处理半径平均6.38m。5.SZ36-1油田调剖效果及工艺适应性分析

2002至2007年,SZ36-1油田共实施调剖措施24井次。受益油井累增油424421.4m3,平均单井次增油17684.2m3,效果明显。(1)调剖施工情况五、现场应用97调剖施工情况表年度井号施工时间设计处理量m3实际处理量m3施工天数处理厚度m实际处理半径m2003年SZ36-1A803.8.26-03.9.8330029501466.36.62SZ36-1A1003.9.26-03.10.8305028221386.25.78SZ36-1A2103.8.18-03.8.31330031581464.87.12SZ36-1A3003.9.9-03.9.22290028181374.56.23SZ36-1B1303.10.14-03.10.26280025941377.25.95SZ36-1B1503.11.9-03.11.1626901967855.76.18平均值

3006.672718.1712.5070.786.312004年SZ36-1J404.8.9-04.8.19238527341174.46.14SZ36-1A2104.8.19-04.8.29272527401163.66.65SZ36-1A3004.7.16-04.7.26241027351174.56.14SZ36-1A804.9.1-04.9.14249029451457.47.26SZ36-1J1404.7.2-04.7.12251029401174.46.37SZ36-1J604.5.24-04.6.6256041151464.78.08平均值

2513.333034.8312.1050.108.262005年SZ36-1D1705.6.20-05.7.132340

2357.26.3SZ36-1D1905.6.11-05.7.82340

2757.26.3SZ36-1D2705.6.15-05.7.82390

2362.86.1SZ36-1D2905.6.6-05.7.112190

35259.2平均值

2315

2750.67.02007年SZ36-1-H03

07.162906154

11.723.2SZ36-1-H19

07.260905850

3313.7SZ36-1-G14

07.733803380

14.715.6平均值

52535128

19.817.5五、现场应用98(2)调剖前后视吸水指数变化情况调剖后视吸水指数平均下降了32.9m3/d/MPa,分析认为吸水剖面得到了改善。五、现场应用99(3)增油统计截止2007年底,受益油井累增油424421.4m3,平均单井次增油17684.2m3。效果明显。五、现场应用100(4)典型井例SZ36-1-A21井(2006.3调剖)调剖层位单调Ⅰ上工艺一:颗粒与凝胶交替注入单调段内特点:砾石充填防砂完井大段分注段内多层五、现场应用101(4)典型井例SZ36-1-A21井(2006.3调剖)工艺一:颗粒与凝胶交替注入五、现场应用102受益井组累增油52598.5m3。(4)典型井例工艺一:颗粒与凝胶交替注入五、现场应用103SZ36-1-A30井(2003.9月调剖)笼统调剖(4)典型井例工艺二:注入凝胶笼统注入特点:Ⅰ上吸水强Ⅰ下吸水一般Ⅱ油组基本不吸水五、现场应用104(4)典型井例工艺二:注入凝胶五、现场应用105从曲线看出,调剖后含水有所下降,产油上升。受益井组累增油9770.8m3。(4)典型井例工艺二:注入凝胶五、现场应用106(4)典型井例工艺三:整体调剖五、现场应用1076.JZ9-3油田调剖效果及工艺适应性分析(1)调剖施工情况

2002至2007年,JZ9-3油田共实施调剖措施8井次。受益油井累增油140280.5m3,平均单井次增油17535.0m3,效果明显。措施设计处理量平均2877.5m3,实际处理量平均3098m3,施工天数平均12天,处理厚度平均50.1m,实际处理半径平均8.26m。五、现场应用108(2)调剖前后视吸水指数变化情况调剖后视吸水指数平均下降了85.7m3/d/MPa。五、现场应用109(3)增油统计JZ9-3油田截止2007年底,受益油井累增油140280.5m3,平均单井次增油17535.0m3。五、现场应用110(4)工艺适应性分析交联调剖液颗粒调剖液交替注入与工艺一:典型井例(1)小层数据表W4-4井(2004.3月调剖)五、现场应用111(4)工艺适应性分析交联调剖液颗粒调剖液交替注入与工艺一:五、现场应用112JZ9-3油田W4-4井调剖前后吸水剖面改善示意图(04.3)W4-4井视吸水指数变化统计(4)工艺适应性分析交联调剖液颗粒调剖液交替注入与工艺一:五、现场应用113(4)工艺适应性分析工艺二:整体调剖图3调剖前调剖后五、现场应用114主要内容技术背景调剖技术堵水技术深部调驱技术115堵水技术一、基本概念二、目前研究现状三、堵水化学剂四、堵水工艺技术五、现场应用116一、基本概念采用机械方法或化学方法,对产水油井的高产水井段或层段进行临时性封隔或封堵,从而改善产油井的产液剖面,降低产水量。由于减少了相应的井内层间干扰或一层内层段间的干扰而增加产油量,从而达到降低油井含水,增加产油量,改善开发效果的目的。1.概念油井堵水示意图117油井出水是由于水锥或水沿大孔道窜流造成的。由于油层的非均质性和油水流度比的不同,随着油水界面的前进,注入水及边水可能沿着高渗透层不均匀前进,纵向上形成单层突进,横向上形成指进。油层出现底水时,原油的产出可能破坏油水原来的平衡关系,使油水界面在井底附近呈锥形升高,形成底水锥进。水锥一般发生在近井地带,当流体的压力梯度克服油水的重力梯度差时即可形成水锥,纵向渗透率高的地层会加速水锥的形成。

异层水又叫外来水,异层水造成油井出水的主要原因是因为油井固井质量差、套管损坏引起流体窜槽或误射水层引起产水。2.出水原因一、基本概念118油井产水,对油田生产及经济效益影响很大。对于新投产的油田,如果油井过早大量出水,将严重影响油田开发投资的尽快回收。对于老油田,油井因大量产水带来处理费用的增加,将缩短油田的经济开采期,甚至使油井报废和损失部分可采储量。3.出水造成的损害一、基本概念4.堵水的目的(1)降低油井生产的含水率,保存地层能量;(2)控制油井含水层产水能力,改善产液剖面,提高油井产油能力;(3)减缓油藏过早枯竭、油井出砂、油层污染、生产流程的腐蚀、结垢以及对地面油水处理的影响。119堵水技术一、基本概念二、目前研究现状三、堵水化学剂四、堵水工艺技术五、现场应用1201.堵水发展简况二、目前研究现状1212.堵水发展趋势二、目前研究现状(1)油井区块整体堵水;(2)深部堵水;(3)选择性堵水(选择性堵剂及选择性注入);(4)能控制不同来水的堵水;(5)与其它措施有机结合的堵水。1222.出水治理方法二、目前研究现状(1)注入水突进水淹层平面突进(1)机械卡堵出水层(2)对应注水井深部调剖(3)机械分层/选择性化学堵水(4)注水井调剖、油井堵水123二、目前研究现状2.出水治理方法(2)底水锥进(脊进)(1)打水泥隔板(2)注入复合化学堵剂充当隔板(3)深部化学堵水工艺124二、目前研究现状2.出水治理方法(3)边水侵入油层气层水层(1)机械卡堵水(2)机械分层/选择性注入化学堵水(3)出水油井整体采用选择性高的化学堵剂堵水125二、目前研究现状3.常用的找水方法

油井堵水针对的目标是封堵高含水层。因此,首先必须找出井下的主要的出水层段,这是确保堵水效果的前提。油井找水方法主要有通过电缆下入找水仪器和用管柱下入找水仪器两种作业方式。主要找水方法电缆测井法找水脉冲中子寿命测井固井质量评价测井套管评价测井井温、流量测井井下电视测井管柱找水油管带封隔器、测试器找水连续油管带封隔器、测试器找水其它方法水分析法找水126二、目前研究现状4.常用的堵水工艺1)机械堵水:

机械堵水是一种使用封隔器及其配套的控制工具来封堵高含水层的堵水方法。机械堵水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。

(1)常规井不可调层机堵工艺A、整体式堵水管柱该类堵水管柱与生产管柱合二为一,上部为泵抽管柱,下部为堵水管柱。主要由Y111-114和Y221-114型卡瓦封隔器及管柱支撑工具组成。支撑方式为卡瓦支撑,最简单的方法是管柱直接支撑井底。Y111-114与Y221-114型封隔器可以单独使用,也可以组合使用,并可根据不同工艺需要与各种井下工具配套组成多种工艺管柱。管柱随生产管柱一同起下,施工简便,但堵水管柱的寿命取决于生产管柱的生产周期,并且在泵抽时,管柱上下蠕动,影响封隔器的密封性。最多只能封堵两个层段。

127二、目前研究现状4.常用的堵水工艺(1)常规井不可调层机堵工艺B、卡瓦悬挂式堵水管注

该管柱由丢手接头、Y441-114或445-114型封隔器、Y341-114型封隔器、偏心配产器和丝堵组成。堵水管柱与生产管柱脱开,可任意多级使用封堵多个高含水层。由于封隔器处于自由悬挂状态,坐封时,封隔器居中,密封率高,泵抽生产和检泵作业对堵水管无影响。缺点是管柱结构复杂,施工周期长,易砂卡。适用于大泵井和电泵井多层堵水。由于该类堵水管柱为卡瓦悬挂式,管柱下至预定位置后,通过水力实现坐封、丢手。可封堵多个高含水层段,上提管柱实现解封。对于出砂严重,易造成封隔器胶筒以上部分钢体砂埋,致使封隔器解卡难的井,可选用Y445

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