搜索
河南油田分公司工程院油田化学所二00八年十月油井化学堵水工艺技术主讲人：陈渊一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水案例一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水案例一.油井堵水的概念注水井采油井注入水沿高渗透层指进，油井水淹。油井堵水是指从油井控制水的产出。油井堵水的目的是提高采收率。一.油井堵水的概念油水井间压力分布曲线调剖空间：曲线拐点至注水井这一侧。堵水空间：曲线拐点至油井这一侧。注水井油井堵水空间调剖空间拐点一.油井堵水的概念平板模型放置堵剂的位置·31245堵剂放置的位置波及系数×102一.油井堵水的概念在堵水空间任何位置放置堵剂，封堵水窜优势通道，都可抑制注入水指进和改变液流方向，提高水驱波及系数从而提高水驱采收率。一.油井堵水的概念油井堵水是油田控水稳油的主导技术之一。一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水案例机械堵水：采用封隔器及配套工具控制油井出水。化学堵水：采用化学材料（堵剂）控制油井出水。1.按工具材料分类机械堵水：采用封隔器及配套工具控制油井出水。化学堵水：采用化学材料（堵剂）控制油井出水。1.按工具材料分类选择性堵水：堵剂具有堵水而不堵油的特性。非选择性堵水：堵剂既堵水又堵油，无选择性。2.按堵剂是否具有选择性分类油层水层3.按封堵方式的不同分类分层堵水油层水层笼统堵水浅堵水：堵封堵半径一般控制3m以内。深部堵水：封堵半径一般在3m-1/2井距。4.按封堵半径的不同分类5.按出水原因的不同分类化学堵水堵层间水堵底水套管堵漏管外封窜生产层底水水层水层一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水典型案例三.油井堵水主要化学用剂化学用剂是油井堵水技术的核心和关键，占有极其重要地位，历来受到高度重视。三.油井堵水主要化学用剂堵水化学用剂无机盐沉淀型堵水剂颗粒类堵水剂冻胶类堵水剂树脂类堵水剂泡沫类堵水剂其它类堵水剂三.油井堵水主要化学用剂1.无机盐沉淀型堵水剂两种无机盐水溶液相互反应产生沉淀物实现堵水。Na2SiO3+CaCl2→Ca2SiO3↓+2NaClNa2SiO3+FeSO4→Fe2SiO3↓+2Na2SO4三.油井堵水主要化学用剂2.颗粒类堵水剂主要有水泥类、碱—矿渣、石膏、水玻璃等。水泥类主要有：超细水泥、普通油井水泥、油基水泥等。其价格适中，水化固化后强度高，属永久性化堵材料。2-1.无机胶凝颗粒材料三.油井堵水主要化学用剂2.颗粒类堵水剂如粉煤灰、矿渣、石灰、粘土、膨润土、油田污泥等。主要靠颗粒堵塞地层堵水，多与其它材料复配使用，成本低。2-2.无机非胶凝颗粒材料三.油井堵水主要化学用剂2.颗粒类堵水剂1)非体膨性颗粒：果壳粉、蚌壳粉、黑桃壳、锯末等。2)体膨性聚合物颗粒；交联聚丙烯酰胺颗粒、聚乙烯醇颗粒等。颗粒粒径必须与地层喉道半径配伍，其喉道半径的1／3—1/9，堵塞效果最好。大于这个粒径范围不易进入，小于这个范围则易于运移。2-3.有机颗粒材料三.油井堵水主要化学用剂2.颗粒类堵水剂一种新型油井堵水化学用剂，颗粒粒径一般在1-100nm之间，具备优良特性，代表油井堵水化学用剂研究应用的发展方向。近年，河南油田工程院采用先进的纳米颗粒材料，开发出“高强度易溶解纳米堵水剂”，应用效果显著，核心技术获得国家发明专利。2-4.纳米颗粒材料关键技术纳米材料◆颗粒微细均匀呈球型◆表面悬空键多，化学活性高◆比表面积大，悬浮性好，吸附性强S比=20.96m2/gV孔=71cm3/gS比=216m2/gV孔=695cm3/g2-4.纳米颗粒材料高强度易溶解纳米堵水剂关键技术纳米材料三维网络结构微观结构密突破压力:1.71MPa/cm，封堵率:99.9%流变性好析水少,不收缩注入时间3-12h可控溶解率96.6%以上高强度易溶解纳米堵水剂的特性该技术现在河南油田各个区块全面应用，并推广应用到新疆宝浪和塔河油田，解决了大量油田封堵技术难题，技术适应性强，应用范围宽。措施井分类现场应用情况备注封堵类型堵水、管外封窜、套管堵漏、简化管柱油井和水井油藏类型稀油、稠油油藏、天然气藏堵层井深浅井、中深井、超深井120-5500m堵层井温低温、中温、高温18-150℃井斜直井、水平井储层渗透性低渗---严重亏空储层水最高矿化度23×104mg/l储层流体最高压力55MPa井下环境最高温度330℃热采井2005-2008年纳米堵水技术现场应用情况统计高强度易溶解纳米堵水剂现场应用概况三.油井堵水主要化学用剂冻胶是一种常用有机堵剂，主要由水溶性聚合物和交联剂组成，经交联反应生成体型支联产物—冻胶，堵塞出水优势通道。水溶性聚合物包括合成聚合物、天然改性聚合物、生物聚合物等。应用较多的是水解聚丙烯酰胺，其分子量在8×106-12×106，水解度在10%-20%。交联剂为多价金属离子或有机基团。3.冻胶类堵水剂3.冻胶类堵水剂三价金属离子交联剂四价金属离子交联剂酚醛树脂预聚体交联剂三.油井堵水主要化学用剂4.树脂类堵水剂包括酚醛树脂、尿醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂等。其在固化剂和催化剂作用下形成坚硬的固体，堵塞孔道或裂缝。优点是强度高、有效期长。缺点是成本高、没有选择性、误堵油层后解除困难。近年来纯树脂类堵水剂的应用已较少。三.油井堵水主要化学用剂5.泡沫类堵水剂泡沫分为二相泡沫和三相泡沫，前者包括起泡剂和水溶性添加剂，后者还含有固相如膨润土、白粉等。三相泡沫比二相泡沫稳定。泡沫是一种选择性堵水剂，依靠稳定的流体在水层叠加的气液阻效应——贾敏效应封堵水层，泡沫水相中稳定，遇油则消泡。一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水案例五.油井堵水方法1.找水堵水法2.不找水堵水法1.找水堵水法1.找水采用封隔器、测产液剖面等方法找水，确定水层。2.卡层采用封隔器、填砂等方法卡层或保护生产层。3.挤注堵水剂运用水泥车等挤注设备将堵水剂注入出水层。4.候凝5.钻塞、试压1.填砂2.下封堵管柱3.挤注堵剂4.挤注顶替液5.上提封堵管柱6.侯凝7.钻塞8.冲砂9.复产水层油层油流堵水管柱及工序要点1.填砂2.下射孔管柱3.射孔4.下封窜管柱5.挤注封窜剂6.挤注顶替液7.上提封窜管柱8.侯凝9.钻塞10.下冲砂管柱冲砂11.复产水层油层油流工程孔封窜管柱及工序要点2.不找水堵水法无需找水和卡封分层，采用选择性堵剂和笼统注入方法，运用水泥车等挤注设备将堵水剂注入目的层即可。不找水堵水管柱及工序水层1.下封堵管柱2.挤注堵剂3.挤注顶替液4.上提管柱5.候凝6.钻塞7.下解堵管柱8.挤注解堵液9.反排解堵液10.复产油流油层一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水案例五.油井堵水效果评价方法二：按堵后试压来评价堵水效果。油井一般试压12MPa/30min压降小于0.5MPa。注水井一般试压15MPa/30min压降小于0.5MPa。有效期半年以上。方法一：根据SY/T5874-2003标准，按封堵前后油井平均日产油、日产液量、含水率变化来评价堵水效果。一．基本概念二.油井堵水技术分类三.油井堵水主要化学用剂四.油井化学堵水方法五.油井化学堵水效果评价六.油井化学堵水案例安43井：是一口高含水井，含水率高达99.4%，关井近2年，关井前产状为日产油0.3t,日产水47.9m3,含水99.4%。◆堵水井例—安43井1.油井化学堵水2005年7月采用纳米堵剂4m3封堵Ⅳ21-3层，堵后试压15MPa合格。堵层射解堵恢复生产，阶段累计增油2715.3t,降水40799.8m3。封堵层2360.4m2363.2m待射层2367.0m2364.8m安43井封堵前后采油曲线图◆堵水井例—安43井024682005.07.012005.08.202005.10.092005.11.282006.01.172006.03.082006.04.272006.06.162006.08.052006.09.242006.11.122007.01.012007.02.202007.04.112007.05.312007.07.202007.09.082007.10.282007.12.17日产液量0123452005.07.012005.08.202005.10.092005.11.282006.01.172006.03.082006.04.272006.06.162006.08.052006.09.242006.11.122007.01.012007.02.202007.04.112007.05.312007.07.202007.09.082007.10.282007.12.17日产油量03060901202005.08.192005.10.082005.11.272006.01.162006.03.072006.04.262006.06.152006.08.042006.09.232006.11.112006.12.312007.02.192007.04.102007.05.302007.07.192007.09.072007.10.272007.12.16含水层位层号井段（m）射孔井段（m）砂厚（m）φ（%）渗透率（um2）电测解释H3Ⅴ21-21946.2-1953.67.410.290.021水层H3Ⅴ21-21954.4-1955.20.8干层H3Ⅵ111958.6-1960.41.811.50.023水层H3Ⅵ121961.0-1962.81.811.430.032油层H3Ⅵ131963.4-1965.21963.6-1965.01.89.860.012油层H3Ⅵ21-21968.2-1968.80.6干层H3Ⅵ21-21969.2-1974.25.012.030.026水层H5-18井油层射孔数据表2007年1月，江河区一口新投采油井，单采Ⅵ13小层，因1958.5-1974.6m井段管外窜，投产后一直高含水（99.5%）。生产层1963.4m1965.2m水层1958.6m1960.4m水层1974.2m1969.2m◆管外封窜井例—H5-182.油井管外封窜1.堵窜：从油层挤纳米堵剂6m3，试压15MPa合格。2.射孔解堵：解堵后日产油由0.2↗17.1t，含水99.5%↘0。阶段累计增油3107.7t，降水14438.5m3。H5-18井采油曲线图◆管外封窜井例—H5-18生产层1963.4m1965.2m水层1958.6m1960.4m水层1974.2m1969.2m0204060802007-1-142007-2-132007-3-152007-4-142007-5-142007-6-132007-7-132007-8-122007-9-112007-10-112007-11-102007-12-102008-1-9日产液量051015202007-1-142007-2-132007-3-152007-4-142007-5-142007-6-132007-7-132007-8-122007-9-112007-10-112007-11-102007-12-102008-1-9日产油量02550751002007-1-142007-2-132007-3-152007-4-142007-5-142007-6-132007-7-132007-8-122007-9-112007-10-112007-11-102007-12-102008-1-9含水封堵施工井楼油田一口热采井，吞吐9个周期，亏空严重，112.2m处套管错断，大修换套后112.2m仍套漏。井温18℃。暂堵层142.8m151.2m112.