专题七机械堵水技术

调剖堵水工艺技术——机械堵水技术堵水调剖概念

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。

从油井封堵这些高渗透层时，可减少油井产水叫堵水。

二次采油（即注水或注气）的地层需要调剖堵水，三次采油（即注特殊流体）的地层更需要调剖堵水。调剖堵水基本概念堵水调剖综合技术找水技术

吸水剖面、产液剖面的测试

注水指示曲线、压降法

示踪剂、电位法技术

堵水调剖化学剂技术堵水调剖机理研究技术

岩心堵塞评价

核磁共振技术

CT成像技术注入工艺技术：笼统挤入、卡封挤入

撬装式

泵车、配液装置

在线工艺

井组注入效果预测与综合评价技术

数值模拟软件

示踪剂、电位法技术

生产动态法第二讲油井出水原因及找水方法油气井出水分类

按水的来源，可分为注入水、边水、底水及上层水、下层水和夹层水。注入水、边水及底水，在油藏中与油在同一层位，统称为“同层水”。上层水，下层水及夹层水是从油层上部或下部的含水层及夹于油层之间的含水层中窜入油气井的水，来源于油层以外，故统称为“外来水”。注入水及边水

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渗透层及高渗透区不均匀推进，在纵向上形成单层突进，在横向上形成舌进，使油井过早水淹

。第一节、油井产水的原因第二节、减少油井出水的办法

注水井调剖油井堵水非选择性堵水选择性堵水化学堵水-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

堵水调剖提高采收率的原因与机理：采收率提高了调剖堵水原理

通过对油井静态、动态资料、及找水资料的分析，判断出水层位，编制堵水地质方案，根据地质方案的要求，选用适当的堵水工艺管柱（包括丢手接头、封隔器、配产器、活门、丝堵等工具），利用封隔器卡在堵水目的层上下的物性隔层内，封隔器胶筒封隔油套环形空间，堵层光油管通过，使堵水目的层的液流与上下生产层分隔开，同时又无法进入油管内。实现封堵目的层，达到降水增油的目的。第三节、机械堵水工艺原理机械堵水管柱分类机械堵水管柱总分类

自喷井堵水管柱有杆泵抽油井堵水管柱按配产器类型分类桥式偏心式固定式按管柱在井中所处状态分类

支撑式悬挂式卡瓦式按管柱主要特征来分类堵底水管柱平衡堵水管柱斜井堵水管柱机械整体堵水管柱找水是指油井出水后，通过各种方法确定出水层位和流量的工作。在油田开发过程中，油井出水是不可避免的。发现油井出水后，首先必须通过各种途径确定出水层位，而后才能采取必要的堵水措施。目前，确定出水层位的方法主要有下述几种。第五节、出水层位的确定即油井找水技术A水化学分析法采出水的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找水仪找水油井找水技术第三讲封隔器型号编制方法及技术参数第一节封隔器型号编制方法支撑方式代号封隔器型号的标准格式为：分类代号解封方式代号坐封方式代号钢体最大外径mmDC69015第二节常用封隔器的基本技术参数目前常用的堵水封隔器有:Y441-114双向卡瓦式隔器Y443-114可钻式封隔器FXY445-114空心桥塞式封隔器K342-114型长胶筒封隔器Y341-100型小直径封隔器Y341-114L平衡式封隔器FXZY341-112A型自验封封隔器第四讲常用的机械堵水管柱类型及发展第二节常见的机械堵水管柱类型

机械堵水技术经过几十年的发展演变，根据不同需要形成了多种管柱类型。1980—1985年分层配产的自喷堵水工艺1986—1990年抽油机井整体堵水工艺1991—2000年机采井丢手堵水工艺2001—2006年机采井细分堵水工艺堵水工艺技术的发展大致经历四个阶段：

机械堵水技术经过几十年的发展演变，根据不同需要形成了多种管柱类型。机械堵水管柱整体式堵水管柱丢手式堵水管柱平衡式堵水管柱卡瓦悬挂式管柱

可钻式封堵管柱⒈整体式堵水管柱管柱结构：主要由Y111-114型封隔器和支撑卡瓦(或Y221-114封隔器)、偏心配产器等组成。Y111-114封隔器Y111-114封隔器生产层堵水层生产层抽油泵筛管支撑卡瓦丝堵整体式堵水管柱示意图偏心配产器⒉平衡式堵水管柱管柱结构：主要由丢手接头、Y341型封隔器及偏心配产器组成。为适应油田不同套管井的堵水，目前堵水封隔器已形成由Y341-95型、Y341-114型、Y341-117型、Y341-146型封隔器组成的系列。平衡式堵水管柱示意图偏心配产器生产层堵水层生产层抽油泵丢手接头Y341-114封隔器丝堵Y341-114封隔器Y341-114封隔器Y341-114封隔器

管柱结构：该类管柱由丢手接头、Y441-114或Y445-114型封隔器、Y341-114型封隔器、偏心配产器和丝堵组成。⒊卡瓦悬挂式堵水管柱

该堵水管柱与生产管柱脱开，堵水管柱由双向卡瓦封隔器悬挂，进行水力坐封，封堵高含水层。丢手接头偏心配产器生产层堵水层生产层抽油泵丝堵Y445-114封隔器卡瓦悬挂式堵水管柱示意图Y341-114封隔器⒋可钻式封隔器封堵管柱

管柱结构：该堵水管柱主要由Y443-114型封隔器、坐封器、延伸工作筒等井下工具组成。可钻式堵水管柱示意图喇叭口插入管柱生产层堵水层抽油泵喇叭口Y443-114封隔器筛管

插入密封段Y443-114封隔器第二节机械堵水管柱的新发展

近年来，由于油田进入高含水期开采阶段后，部分油井产液量大，多层高含水，层间矛盾更加突出，地下情况更加复杂。针对这种情况，又出现了新的特殊功能的堵水管柱。⒈长胶筒封隔器细分堵水管柱管柱结构：由丢手接头、K341-114型长胶筒封隔器(或K341-114型长胶筒封隔器与Y341-114型封隔器组合使用)、偏心配产器、丝堵等组成。长胶筒封隔器细分堵水管柱生产层堵水层抽油泵丢手接头K341-114封隔器偏心配产器丝堵K341-114封隔器K341长胶筒封隔器

这种管柱是为满足堵层细分和厚油层内堵水的要求而设计的。⒉可调层堵水管柱

油田进入高含水期开采后地下情况复杂，堵水层位判断的准确性降低，影响了机械堵水一次成功率，针对这种情况，研究成功了泵抽井正常生产情况下的可调层堵水管柱，以提高堵水管柱的施工一次成功率和利用率。可调层堵水管柱又分为液压可调层和机械可调层堵水管柱。管柱结构：由丢手接头、Ｙ341-114型平衡式封隔器、FXZD-114堵水器、丝堵”等工具组成，管柱支到人工井底。⑴液压可调层堵水管柱液压可调层堵水管柱生产层堵水层抽油泵丢手接头Y341-114L封隔器FXZD-114堵水器１丝堵Y341-114L封隔器Y341-114L封隔器FXZD-114堵水器２移位开关式可调层堵水管柱

管柱组成：主要由带有滑套开关的悬挂式机械堵水管柱及移位开关仪两部分组成。两者配合可在不动管柱的条件下，实现ф70mm以下泵抽管柱堵层与生产层的任意反复调整。⑵机械可调层堵水管柱移位开关式可调层堵水管柱Y445-114封隔器Y341-114封隔器Y341-114封隔器油层油层抽油泵滑套开关１丝堵导锥滑套开关２滑套开关３移位开关仪⑶电动开关式可调层堵水管柱电动开关式可调层堵水管柱油层油层抽油泵滑套开关２丝堵导锥滑套开关３液压连通器滑套开关１Y341-114封隔器油层电动开关器管柱组成：主要由带有滑套开关的平衡丢手管柱和电动开关测试仪两部分组成。⒊套损井小直径封隔器堵水管柱

为了有效挖掘堵水的潜力，需要对套损井堵水，而套损井采用整形密封加固等修井措施后，修复段套管内通径变小，采用常规封隔器（如Y341-114系列封隔器等）无法下入，不能实施堵水措施。应用Y341-100小直径封隔器堵水管柱，满足了套损井堵水的实际需要。套损小直径封隔器堵水管柱生产层抽油泵丢手接头Y341-114封隔器丝堵Y341-100封隔器补贴加固堵水层生产层667-1配水器667-1配水器工艺特点：可采用普通Y341-114、Y441-114等封隔器与小直径封隔器配套使用。适用范围：适用于存在套变的各类机采井堵水。⒊套损井小直径封隔器堵水管柱4.自验封堵水管柱

开展自验封机械堵水管柱试验的目的是掌握封隔器的密封状况。自验封机械堵水管柱由FXZY445-112A可捞式自验封封隔器和FXZY341-112A可捞式自验封封隔器及635-3排液器组成的悬挂式丢手管柱；或者由FXZY341-112A可捞式自验封封隔器和635-3排液器组成的平衡支底丢手管柱。第五讲机械堵水管柱的有关计算第一节如何配堵水管柱

在堵水施工过程中，技术人员要根据工艺方案组配堵水管柱，配管柱的关键在于使封隔器胶筒能够卡在工艺方案要求的准确深度上。一般卡点的深度按下述公式计算：H=L1+L2+a-b-h式中：H——卡点的深度L1——卡点以上油管累计长度，m;L2——卡点以上的下井工具累计长度，m;a——套补距，m；b——四通高，m；h——井口加高，m；配管柱时需要计算卡点以上油管的累计长度L1，则：L1=H-L2-a+b+h第二节配管柱过程中的误差计算⒈产生误差的原因

由于几方面原因实际封隔器卡点深度与上述公式的理论计算结果有一定误差：

二是管柱下井时上扣的松紧程度。一是丈量管柱的误差。三是管柱自重导致管柱伸长。四是封隔器打压释放产生的管柱伸长。⒉误差的理论计算

以卡瓦悬挂式堵水管柱为例，在卡瓦悬挂式堵水管柱释放前，上部是堵水投送管柱，通过丢手接头与下部的堵水管柱相连，整个管柱悬挂于井口，一方面由于管柱自重产生伸长△L1，另一方面封隔器打压释放也导致管柱产生一个伸长△L2。两种伸长导致封隔器卡点位置产生一个下移△L。

设封隔器理论卡点深度为1000m，封隔器释放压力为15MPa,油管为Φ62mm时，计算封隔器卡点的实际位置。⑴堵水投送管柱自重效应产生的管柱伸长量△L1的计算△L1=（γ-γo）L2/2E式中：△L1

——油管自重伸长长度，cm；L——丢手封隔器卡点深度，cm；E——钢的弹性模数，为2.1×106Kg/cm2;γ——钢的比重，0.00785Kg/cm3;γo——井内液体的比重，0.001Kg/cm3;△L1=（γ-γo）L2/2E=(0.00785-0.001)×1000002/2×2.1×106

=16.3cm⑵封隔器打压释放导致管柱产生的伸长量△L2的计算△L2=PL/EF式中：P——封隔器释放时作用在丢手管柱丝堵上的力。P=150Kg/cm2×(6.2cm2)×π/4=4526.3KgL——丢手封隔器深度；E——钢的弹性模数，为2.1×106Kg/cm2;F——油管管柱横截面积；对Φ62mm油管，F=11.66cm2△L2=PL/EF

=4526.3×100000/2.1×106×11.66=18.4cm△L=△L1+△L2=16.3cm+18.4cm=34.7cm第六讲机械堵水井的选井选层原则⒈一般堵水井选井选层时要参考下列几方面资料：⑴根据地质动态分析，选择含水上升，产油量下降的高含水井确定为堵水井。⑵进行分层测试，测试流压、每个层段的产液量、产油量及含水率。⑶根据可靠的分层测试资料，预测堵水效果。⒉通过资料分析认为符合下列条件的，可正式确定为堵水井：⑴单井含水较高，有一定的产液能力，堵层含水一般超过90%。⑵层间矛盾突出，堵后有接替层增产，或堵后能选择其他层改造增产。⑶堵层受多向注水井点影响，水井没有控制注水余地，因为控注后，要影响其他油井产量，造成综合产量下降。⑷堵层平面分布面积较广，多向连通状况较好，有出油井点。第七讲堵水施工前的准备工作⒈初选堵水井；⒉核实堵水井措施前的产液，含水及动液面数据；⒊编写堵水井地质方案设计；⒋确定堵水工艺管柱结构及所用下井工具；⒌井况调查：井身结构，历次施工情况，油井工作制度及生产数据等；⒍编写施工工艺设计，安排施工计划。第八讲堵水主要施工工序及施工质量标准

目前油井机械堵水工艺的主要施工工序有：起原井(杆、管)、打捞（井下丢手堵水或不压井管柱）、找水、刮蜡、冲砂、验窜、下堵水管柱、测磁、释放、丢手、下泵等工序。第一节刮蜡目的及标准刮蜡的目的：刮蜡的标准：第二节冲砂目的及标准冲砂的目的：冲砂及探砂面的标准：第三节验窜的目的及标准

验证套管外可能窜槽的油、水层之间是否窜通及窜通的状况所进行的工艺措施，叫做验窜。验窜方法有封隔器法，同位素测井法和声幅测井法等几种，最常用的方法为封隔器验窜法。封隔器验窜方法分为单级封隔器验窜和双级封隔器验窜两种管柱结构。验证方法有套溢法、套压法两种。第四节封隔器释放标准⒈管柱封隔器的卡点及卡距的概念卡点：井下管柱中封隔器所下的位置(深度)叫做井下管柱封隔器的卡点；卡距：井下管柱中两级封隔器卡点之间的距离叫卡距。⒉释放标准

释放就是根据不同类型的封隔器使其在井下坐封，密封油套环形空间的地面施工过程。现在以最常用的液压坐封封隔器为例，液压坐封的封隔器坐封时要在油管内打压，靠液压传递把力作用在封隔件上，使其膨胀密封油套环形空间。⒊现场监督中的主要工作⑴对于下入平衡式堵水管柱的井，测磁时一定要摘掉吊卡，使管柱支到井底，测磁合格后才能释放。⑵对于有卡瓦堵水管柱，释放后一定要下探管柱，确认Y441-114封隔器卡住后方可丢手。⑶监督释放压力和稳压时间是否达到设计要求。第五节丢手工序

堵