1、油水井堵水与调剖技术油水井堵水与调剖技术堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法化学堵水化学堵水机械堵水机械堵水资料录取资料录取堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水、调剖技术的作用堵水、调剖技术的作用 堵堵水水也也叫叫封封堵堵。在在油油气气田田开开采采过过程程中中,由由于于各各油油层层间间差差异异,固固井井、油油水水流流度度比比不不同同及及地地层层结结构构等等因因素素的的影影响响,造造成成部部分分油油水水井井的的层层间间或或管管外外水水层层串串槽槽,使使一一些些油油井井过过早早见见水水或或遭遭水水淹淹。为为了了减减少少水水淹淹造造成成的的危危害害
2、,所所采采取取的的封封堵堵出出水水层层段段的井下工艺措施。的井下工艺措施。堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用 为为了了调调整整注注水水井井的的吸吸水水剖剖面面,提提高高注注入入水水的的波波及及系系数数,改改善善水水驱驱效效果果,向向地地层层中中的的高高渗渗透透层层注注入入堵堵剂剂,堵堵剂剂凝凝固固或或膨膨胀胀后后,降降低低高高渗渗透透层层的的渗渗透透率率,迫迫使使注注入入水水增增加加对对低低含含水水部部位位的的驱驱油油作作用用,这这种种工工艺艺措措施施称称为为注注水水井井调调剖剖技技术。术。它它的的原原理理与与油油井井堵堵水水基基本本相相同同,用用机机械械和和化化学学方方法法来来封封堵堵
3、或或部部分分封封堵堵高高渗渗透透层层,降降低低其其渗渗透透率率,阻阻止止其其大大量量吸吸水水,从从而而断断掉掉油油井井出出水水的水源达到堵水的目的。的水源达到堵水的目的。堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水、调剖技术分类堵水、调剖技术分类1 1)、油井堵水技术)、油井堵水技术 油油井井堵堵水水技技术术是是采采用用机机械械方方法法或或化化学学方方法法,对对产产水水油油井井的的高高产产水水井井段段或或层层段段进进行行临临时时性性封封隔隔或或封封堵堵,从从而而改改善善产产油油井井的的产产液液剖剖面面,减减少少产产水水量量。由由于于减减少少了了相相应应的的井井内内层层间间干干扰扰或或一一层层内
4、内层层段段间间的的干干扰扰而而增增加加产产油油量量,从从而而达达到到降降低低油油井井含含水水,增增加加产产油油,改改善善开开发发效效果果的的目的,如图目的,如图1-81-8所示。所示。图梷油井堵水示意图图梷注水井调剖示意图图图图图1 1 1 1 8 8 8 8 油井堵水示意图油井堵水示意图油井堵水示意图油井堵水示意图 图图图图1 1 1 1 9 9 9 9 注水井调剖示意图注水井调剖示意图注水井调剖示意图注水井调剖示意图 堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用 2 2)、注水井调剖技术)、注水井调剖技术 对注水开发的油田,注水井主要对注水开发的油田,注水井主要是用机械或化学方法控制高吸水层是
5、用机械或化学方法控制高吸水层的吸水量,相应地提高低吸水能力的吸水量,相应地提高低吸水能力油层的吸水量,达到满足合理配注油层的吸水量,达到满足合理配注的要求,从而扩大注水的波及体积,的要求,从而扩大注水的波及体积,提高注水开发的采收率,如图提高注水开发的采收率,如图1-91-9所所示。示。图梷油井堵水示意图图梷注水井调剖示意图图图图图1 1 1 1 8 8 8 8 油井堵水示意图油井堵水示意图油井堵水示意图油井堵水示意图 图图图图1 1 1 1 9 9 9 9 注水井调剖示意图注水井调剖示意图注水井调剖示意图注水井调剖示意图 堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用3 3)、油水井对应堵水、调剖
6、技术)、油水井对应堵水、调剖技术 在在油油田田区区块块中中根根据据油油田田开开发发的的需需要要,对对注注水水井井进进行行调调剖剖的的同同时时,对对相相对对应应的的采采油油井井进进行行堵堵水水措措施施,达达到到改改善善吸吸水水剖剖面面的的同同时时也也改改善善采采油油井井的的产产液液剖剖面面,提提高高对对应应油油水水井井的的注注水水和和采采油油效效果果,扩扩大大见见效效范范围围,提提高高产产油油量量和和延延长长堵堵水水调调剖剖的有效期,如图的有效期,如图1 11010所示所示堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用4 4)、油田区块整体堵水调剖技术)、油田区
7、块整体堵水调剖技术 对对一一个个油油田田区区块块通通过过筛筛选选选选出出的的不不少少于于全全部部注注水水井井数数1/31/3的的调调剖剖目目标标井井和和堵堵水水目目标标井井进进行行相相应应的的调调剖剖、堵堵水水措措施施,并并根根据据区区块块开开发发的的整整体体要要求求辅辅助助以以其其它它增增产产措措施施,如如压压裂裂、酸酸化化、补补孔孔、调调参参等等,以以达达到到该该油油田区块的调剖。田区块的调剖。堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用 用不同的注入方法,如段塞法、用不同的注入方法,如段塞法、大剂量法或采用延迟交联注入法等大剂量法或采用延迟交联注入法等将化学剂注入油藏深部,封堵高渗将化学剂注
8、入油藏深部,封堵高渗透高吸水层段,达到在油藏深部而透高吸水层段,达到在油藏深部而不仅是在近井地带改善吸水剖面,不仅是在近井地带改善吸水剖面,迫使液流转向,扩大波及体积,提迫使液流转向,扩大波及体积,提高注水开发效果和水驱采收率,如高注水开发效果和水驱采收率,如图图1 11111所示所示堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用油水井堵水与调剖技术油水井堵水与调剖技术堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法化学堵水化学堵水机械堵水机械堵水资料录取资料录取堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法堵水与调剖工艺的分类堵水与调剖工艺的分类 工工艺艺方方面面,在在油
9、油井井内内所所采采用用的的堵堵水水方方法分为机械堵水和化学堵水两类:法分为机械堵水和化学堵水两类:1 1)、机机械械法法封封堵堵水水层层是是用用封封隔隔器器将将出出水水层层位在井筒内卡住,以阻止水流入井内。位在井筒内卡住,以阻止水流入井内。2 2)、化化学学堵堵水水是是利利用用化化学学堵堵水水剂剂对对水水层层造造成堵塞。成堵塞。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法 根根据据堵堵水水剂剂对对油油层层和和水水层层的的堵堵塞塞作作用用,化化学学堵堵水水又又分分为为非非选选择择性性堵堵水水和选择性堵水。和选择性堵水。(1 1)、非非选选择择性性堵堵水水所所用用的的堵堵剂剂对对水水层和油层均可造成堵
10、塞,而无选择性。层和油层均可造成堵塞,而无选择性。(2)2)、选选择择性性堵堵水水所所用用的的堵堵剂剂只只与与水水起起作作用用,而而不不与与油油起起作作用用,只只在在水水层层造造成堵塞,而不堵塞油层。成堵塞,而不堵塞油层。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法 油井出水原因不同,采取的封堵油井出水原因不同,采取的封堵方法也不同。一般对于外来水或水方法也不同。一般对于外来水或水淹后不再准备生产的水淹油层,在淹后不再准备生产的水淹油层,在搞清出水层位并有可能与油层封隔搞清出水层位并有可能与油层封隔开时,采用非选择堵剂(如水泥、开时,采用非选择堵剂(如水泥、树脂等)堵死出水层位;不具备与树脂等)堵
11、死出水层位;不具备与油层封隔的地层,采用选择性堵剂油层封隔的地层,采用选择性堵剂进行封堵。进行封堵。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法 对于同层水,则普通采用选择性堵剂进对于同层水,则普通采用选择性堵剂进行堵水;为控制个别水淹层的含水,消行堵水;为控制个别水淹层的含水,消除合采时的层间干扰,大多采用封隔器除合采时的层间干扰,大多采用封隔器来暂时封住高含水层。对于底水,在有来暂时封住高含水层。对于底水,在有条件的情况下采用在井底附近油水界面条件的情况下采用在井底附近油水界面处建立隔板,以阻止锥进处建立隔板,以阻止锥进堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法油田的调剖堵水工艺准备油田的调剖堵
12、水工艺准备 油油田田的的调调剖剖堵堵水水工工艺艺技技术术,必必须须立立足足油油藏藏,从从油油田田区区块块整整体体入入手手,以以提提高高产产油油量量,提提高高注注入入水水的的波波及及效效率率,增增加加可可采采储储量为目标。其基本工作归纳如下。量为目标。其基本工作归纳如下。1 1)、取全取准资料)、取全取准资料 搞搞好好堵堵水水、调调剖剖工工作作必必须须取取全全取取准准5151项项资资料料数数据据,即即四四图图、四四曲曲线线和和两两个个数数据据表。表。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法四图为:四图为:(1 1)油藏构造图;)油藏构造图;(2 2)油藏剖面图;)油藏剖面图;(3 3)井身结构图
13、;)井身结构图;(4 4)产油、吸水剖面图。)产油、吸水剖面图。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法四条曲线是:四条曲线是:(1 1)油油、水水井井综综合合采采油油、注注水水曲曲线;线;(2 2)注水井指示曲线;)注水井指示曲线;(3 3)注水井压降曲线;)注水井压降曲线;(4 4)水驱特征曲线。)水驱特征曲线。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法两个数据表是两个数据表是:(1 1)油油藏藏开开发发动动态态及及储储集集层层数数据表:包括据表:包括2727项数据;项数据;(2 2)化化学学堵堵剂剂数数据据表表:包包括括1616项数据。项数据。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法2 2
14、)、油油田田区区块块堵堵水水调调剖剖目目标标的的筛筛选选和和决策决策 根根据据油油田田开开发发的的要要求求,选选用用我我国国自自己己研研制制的的RSRS筛筛选选技技术术和和软软件件,或或采采用用RERE技技术术和和软软件件、PIPI决决策策技技术术和和软软件件,对对堵堵水水井井、调调剖剖井井和和整整体体调调剖剖、堵堵水水处处理理的的油油田田区区块块进进行行筛筛选选决决策策,对对区区块块、井井别别、堵堵调调方方式式、化学剂等方面提出评价意见化学剂等方面提出评价意见堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法3 3)、编制处理方案)、编制处理方案 首首先先以以油油藏藏为为整整体体编编制制好好油油田田区
15、区块块调调剖剖、堵堵水水的的整整体体处处理理方方案案,在在此此基基础础上上进进一一步步编编制制注注水水调调剖剖和和油油井井堵堵水的单井处理方案,主要包括:水的单井处理方案,主要包括:(1 1)、油油藏藏地地质质特特点点的的再再认认识识:应应用用油油藏藏描描述述的的软软件件对对准准备备进进行行处处理理的的油油藏藏的的最最新新资资料料进进行行重重新新描描述述,建建立立起起油藏经过注水开发的地质模式。油藏经过注水开发的地质模式。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法(2 2)、油油藏藏开开发发动动态态的的综综合合分分析析:用用数数值值模模拟拟对对开开采采历历程程进进行行综综合合分分析析和和历历史史
16、拟拟合合,提提出出挖挖掘掘潜潜力力的的方向。方向。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法(3 3)、堵堵水水、调调剖剖和和区区块块整整体体处处理理方方案案优优化化:确确定定优优化化过过的的注注水水井井调调剖剖,以以及及相相应应的的油油井井堵堵水水部部署署及及注注、压压、喷、抽综合治理的整体方案。喷、抽综合治理的整体方案。(4 4)、化化学学剂剂的的筛筛选选及及作作用用机机理理的的分分析析:根根据据油油藏藏的的特特点点筛筛选选出出相相适适应应的化学剂。的化学剂。堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法(5 5)、注注入入工工艺艺技技术术优优化化:制制定定不不同同的的注注入入工工艺艺方方案案,优
17、优选选最最佳佳方方案案,其其中中包包括括注注入入压压力力、排排量量、处处理理半半径径、关关井井措措施施、开井措施等。开井措施等。(6 6)、动动态态监监测测和和效效果果分分析析:对对处处理理油油井井区区块块进进行行产产油油和和吸吸水水剖剖面面测测试试、产产出出液液体体的的计计量量分分析析及及周周围围井井区区油油水水井井动动态态反反映映的的观观测测等等。当当一一次次堵堵水水无无效效或或效效果果不不大时,可连续进行封堵。大时,可连续进行封堵。油水井堵水与调剖技术油水井堵水与调剖技术堵水与调剖分类和作用堵水与调剖分类和作用堵水、调剖的常用方法堵水、调剖的常用方法化学堵水化学堵水机械堵水机械堵水资料录
18、取资料录取化学堵水化学堵水化学堵水剂的工艺原理化学堵水剂的工艺原理1 1)、沉淀型无机盐类堵水、调剖化学剂)、沉淀型无机盐类堵水、调剖化学剂 常常用用于于油油田田的的沉沉淀淀型型无无机机盐盐类类堵堵水水、调调剖剖化化学学剂剂有有双双液液法法水水玻玻璃璃氯氯化化钙钙堵堵水水剂剂,即即用用清清水水或或油油作作隔隔离离液液将将水水玻玻璃璃、隔隔离离液液和和氯氯化化钙钙依依次次注注入入地地层层。随随着着注注入入液液体体往往外外推推移移,隔隔离离液液所所形形成成的的隔隔离离环环厚厚度度越越来来越越小小,直直至至失失去去隔隔离离作作用用,使使两两种种液液体体相相遇遇而而产产生生沉沉淀淀物物,达达到到堵堵水
19、的目的。水的目的。化学堵水化学堵水基本配方:基本配方:A A液液:2020水水玻玻璃璃0.30.3部分水解聚丙烯酰胺部分水解聚丙烯酰胺 B B液:液:10-1510-15氯化钙氯化钙 ABAB1111(体积比)(体积比)化学堵水化学堵水 单单液液法法水水玻玻璃璃氯氯化化钙钙堵堵水水技技术术:在在地地面面将将两两种种注注入入液液体体(水水玻玻璃璃和和氯氯化化钙钙)配配制制成成一一种种液液体体向向油油层层注注入入,但但为为了了减减缓缓反反应应速速度度实实现现单单液液法法注注入入,先先使使氯氯化化钙钙与与碱碱反反应应变变为为氢氢氧氧化化钙钙,然然后后再再与与水水玻玻璃璃缓缓慢慢作作用用,形形成成沉沉
20、淀淀,其其凝凝胶胶时时间间可可达达0.5-3h0.5-3h,便便于于施施工工注注入入,主主要要反反应应生生成成物物为为凝凝胶胶状状弹弹性性固固体体,可可有有效效地地封封堵出水层堵出水层化学堵水化学堵水 典典型型配配方方:水水玻玻璃璃有有效效含含量量为为5-205-20、氯氯化化钙钙(工工业业品品)、氢氢氧氧化化钠钠(工工业业品品)、其其余余为为水水。各各组组分分用用量量比比为为:水水玻玻璃璃氯氯化化钙钙氢氢氧氧化化钠钠水水10.060.040.510.060.040.5。化学堵水化学堵水 除除以以上上两两种种外外,尚尚有有氟氟硅硅酸酸水水玻玻璃璃堵堵水水剂剂。其其主主要要化化学学反反应应原原理
21、理为为氟氟硅硅酸酸和和水水玻玻璃璃两两种种液液体体混混合合后后经经化化学学反反应应生生成成NaNa2 2SiFSiF6 6弹弹性性凝凝胶胶体体,该该胶胶体体粘粘度度高高、强强度度大大,可可有有效效地地封封堵堵出出水水孔孔道道。此此外还有水玻璃外还有水玻璃硫酸亚铁调剖剂。硫酸亚铁调剖剂。化学堵水化学堵水 水水玻玻璃璃硫硫酸酸亚亚铁铁作作用用机机理理与与水水玻玻璃璃氯氯化化钙钙相相似似。其其第第一一反反应应液液为为水水玻玻璃璃,第第二二反反应应液液为为硫硫酸酸亚亚铁铁。它它们相遇产生沉淀。们相遇产生沉淀。化学堵水化学堵水2 2)、聚合物冻胶类堵水、调剖化学剂)、聚合物冻胶类堵水、调剖化学剂 该该类
22、类化化学学剂剂包包括括聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、聚聚丙丙烯烯睛睛、木木质质素素磺磺酸酸盐盐和和生生物物聚聚合合物物黄黄胞胞胶胶与与各各种种交交联联剂剂反反应应所所形形成成的的冻冻胶胶,以以及及阳阳离离子子和和复复合合离离子子型型化化学学剂剂,它它的的作作用用机机理理主主要要是是聚聚合合物物冻冻胶胶对对出出水水、吸吸水水高高渗渗透透层层或或大大孔道形成物理堵塞作用。孔道形成物理堵塞作用。化学堵水化学堵水 由由于于动动力力捕捕集集作作用用和和吸吸附附作作用用,聚聚合合物物链链上上的的反反应应基基团团与与交交联联剂剂作作用用后后形形成成网网状状结结构构,呈呈粘粘弹弹性性的的冻冻胶胶体体,在在孔孔隙隙介介
23、质质中中形形成成物物理理堵堵塞塞,阻阻碍碍水水流流通通过过;未未被被交交联联的的分分子子及及其其极极性性基基团团,可可蜷蜷缩缩在在孔孔道道中中被被称称之之为为孔孔隙隙空空间间动动力力捕捕集集,也也具具有有阻阻碍碍地地层层水水流流动动的的作作用用。同同时时分分子子链链上上的的极极性性基基团团与与岩岩石石表表面面相相吸吸附附,提高了堵水效果提高了堵水效果化学堵水化学堵水(1 1)、注水井调剖剂)、注水井调剖剂TPTP910910 基基 本本 配配 方方 为为:丙丙 烯烯 酰酰 胺胺(AMAM):4-64-6;交交联联剂剂:0.02-0.02-0.040.04;引引发发剂剂:0.008-0.02%0
24、.008-0.02%;缓缓聚聚剂剂:0-0.0050-0.005;缓缓冲冲剂:剂:0-0.060-0.06。化学堵水化学堵水 反反应应原原理理为为:单单体体AMAM、引引发发剂剂、交交联联剂剂及及其其它它控控制制添添加加剂剂存存在在下下,在在地地层层温温度度作作用用下下就就地地进进行行交交联联。聚聚合合反反应应产产物物粘粘度度高高、强强度度大大、有有体体积积膨膨胀胀性性、可可堵堵塞塞大大孔孔道道且且对对注注入入水水有有增增粘粘作作用用,可可改改变变流流度度比比,改善驱油作用改善驱油作用化学堵水化学堵水(2 2)、)、FTFT213213堵水调剖剂堵水调剖剂 堵堵水水调调剖剖机机理理:FTFT2
25、13213堵堵水水调调剖剖剂剂为为非非选选择择性性堵堵水水材材料料,聚聚合合物物经经与与交交联联剂剂作作用用生生成成的的树树脂脂聚聚合合物物凝凝胶胶的的复复合合体体可可通通过过吸吸附附、动动力力捕捕集集、物物理理堵堵塞塞等等作作用用封封堵堵地地层层孔孔隙隙或裂缝。或裂缝。化学堵水化学堵水基本配方及主要性能:基本配方及主要性能:(a a)、基本配方)、基本配方:聚聚合合物物:相相对对分分子子质质量量:(400-400-500500)l0l04 4;阳阳离离子子浓浓度度:5-105-10;阴阴离离子子浓浓度度:10-1510-15;有有效效含含量量,0.7-0.7-1 1。BY92BY92交交联联
26、剂剂:有有效效含含量量:0.2-0.2-0.60.6。稳稳定定剂剂:有有效效含含量量:0.1-0.30.1-0.3。促凝剂:有效含量:。促凝剂:有效含量:0.01-0.05%0.01-0.05%。化学堵水化学堵水(b b)、主要性能技术指标:)、主要性能技术指标:、FTFT213213适适用用井井温温范范围围:60-60-120120的碳酸盐岩、砂岩地层。的碳酸盐岩、砂岩地层。、堵堵水水调调剖剖液液地地面面粘粘度度小小于于50mPa50mPas s,便便于于泵泵送送及及大大剂剂量量使使用。用。化学堵水化学堵水、凝凝胶胶时时间间可可调调,一一般般3-4d3-4d,凝凝 胶胶 粘粘 度度 不不 小
27、小 于于(5-5-1010)10104 4mPamPas s。、封堵效率不小于、封堵效率不小于9595。、吸吸附附性性、热热稳稳定定性性、抗抗盐盐性性、抗剪切性能好抗剪切性能好化学堵水化学堵水(3 3)、化学反应原理)、化学反应原理 FTFT213213堵堵水水调调剖剖剂剂的的化化学学反反应应主主要要是是在在复复合合离离子子聚聚合合物物和和交交联联剂剂之之间间进进行行。在在一一定定的的pHpH值值和和温温度度条条件件下下发发生生化化学学反反应应后后,线线型型结结构构的的聚聚合合物物形形成成网网状状或或体体型型结结构构凝凝胶胶,该该凝凝胶胶可可有有效效地地封封堵堵高高渗渗透透层层,起起到到堵堵水
28、水或或调调整整剖剖面面的的效效果果。化化学学反反应应分分两两步步进进行行:即即交交联联剂剂的的分分解解反反应;聚合物的交联反应。应;聚合物的交联反应。化学堵水化学堵水3 3)、颗粒类堵水、调剖化学剂)、颗粒类堵水、调剖化学剂 常常用用的的有有果果壳壳、青青石石粉粉、石石灰灰乳乳、膨膨润润土土、轻轻度度交交联联的的聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、聚聚乙乙烯烯醇醇粉粉等等。其其中中膨膨润润土土具具有有轻轻度度体体积积膨膨胀胀性性,聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺和和聚聚乙乙烯烯醇醇在在岩岩石石孔孔隙隙中中吸吸水水膨膨胀胀性性好,可增加封堵效果好,可增加封堵效果化学堵水化学堵水(1 1)、石灰乳复合堵剂)、石灰乳复合堵剂
29、 其其化化学学反反应应原原理理为为石石灰灰粉粉与与水水结结合合后后迅迅速速反反应应,生生成成产产物物为为Ca(OH)Ca(OH)2 2胶胶体体粒粒子子的的凝凝聚聚结结构构,在在地地层层水水中中的的COCO2 2作用下,可继续发生如下反应:作用下,可继续发生如下反应:CaCa(OHOH)2 2COCO2 2 nHnH2 2O O CaCO CaCO3 3+(n n1 1)H H2 2O O化学堵水化学堵水 配配方方中中加加入入水水泥泥后后,水水硬硬性性胶胶结结材材料料和和碳碳酸酸钙钙一一起起,进进一一步步增增强强石石灰灰浆浆的的凝凝聚聚结结构构并并使使之之成成为为凝凝固固体体,会会对对地地层层大
30、大孔孔道道产产生生堵塞能力。堵塞能力。化学堵水化学堵水 典典型型配配方方:石石灰灰粒粒度度为为40-40-150m150m,含含量量为为2828;120120油油井井水水泥泥含含量量为为1313;膨膨润润土土含含量量为为3 3;石石棉棉含含量量为为2.52.5;蛭蛭石石含含量量为为2.22.2;TZTZ1 1降降失失水水剂剂含含量为量为0.50.5;其余为水。;其余为水。化学堵水化学堵水(2 2)、钠土双液法堵剂)、钠土双液法堵剂 封封堵堵机机理理为为:颗颗粒粒物物理理堵堵塞塞,当当粘粘土土颗颗粒粒大大于于地地层层孔孔径径1/31/3时时,在在孔孔隙隙喉喉道道可可产产生生物物理堵塞,减少水流通
31、道。理堵塞,减少水流通道。部部分分水水解解的的聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺的的亲亲水水基基团团与与钠钠土土颗颗粒粒表表面面的的羟羟基基形形成成絮絮凝凝体体,封封堵堵大大孔孔道道,称之为絮凝堵塞。称之为絮凝堵塞。吸吸附附作作用用,HPAMHPAM通通过过氢氢键键作作用用与与粘粘土土表表面面产产生生吸吸附附粘粘膜膜,如如多多次次处处理理则则粘粘膜膜增增厚厚可可明显降低大孔道的渗透性。明显降低大孔道的渗透性。化学堵水化学堵水4 4)、泡沫类堵水、调剖化学剂)、泡沫类堵水、调剖化学剂 根根据据成成分分的的不不同同可可分分为为二二相相或或三三相相泡泡沫沫。三三相相泡泡沫沫的的主主要要成成分分为为发发泡泡剂剂十十
32、二二烷烷基基磺磺酸酸钠钠(ALSALS)或或烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠(ABSABS)及及稳稳定定剂剂梭梭甲甲基基纤纤维维素素(CMCCMC)、膨膨润润土土、空空气气和和水水。利利用用ABSABS为为发发泡泡剂剂,CMCCMC为为稳稳定定剂剂加加膨膨润润土形成三相泡沫。土形成三相泡沫。化学堵水化学堵水 三三相相组组分分混混合合后后,稳稳定定的的泡泡沫沫流流体体在在注注水水层层中中产产生生叠叠加加的的气气液液阻阻效效应应贾贾敏敏效效应应,改改变变吸吸水水剖剖面面。如如用用干干水水泥泥则则反反应应后后生生成成水水泥泥石石,泡泡沫沫水水泥泥浆浆在在高高含含水水饱饱和和带带硬硬化化封封堵堵吸吸水水大大孔
33、孔道道或或高高渗渗吸吸水水层层段段。二二相相泡泡沫沫不加入固体颗粒,其稳定性较差不加入固体颗粒,其稳定性较差化学堵水化学堵水5 5)、)、树脂类堵水、调剖化学剂树脂类堵水、调剖化学剂 油油田田所所用用永永久久性性堵堵水水剂剂主主要要有有脲脲醛醛树树脂脂、酚酚醛醛树树脂脂、环环氧氧树树脂脂、糠糠醇树脂、热缩性树脂等。醇树脂、热缩性树脂等。其其主主要要作作用用原原理理是是各各组组分分经经化化学学反反应应形形成成树树脂脂类类堵堵塞塞物物,在在地地层层条条件件下下固固化化不不溶溶,造造成成对对出出水水层层的的永永久性封堵。久性封堵。化学堵水化学堵水 例例如如酚酚醛醛树树脂脂,化化学学反反应应分分两两步
34、步进进行行,先先将将苯苯酚酚与与甲甲醛醛在在酸酸性性或或碱碱性性条条件件下下制制备备羧羧甲甲基基酚酚和和多多羟羟甲甲基基酚酚混混合合物物,以以该该混混合合物物为为原原料料,在在酸酸性性和和有有硬硬化化催催化化剂剂存存在在的的条条件件下下进进一一步步聚聚合合成成热热固固性树脂。性树脂。化学堵水化学堵水典型配方典型配方:水水溶溶性性羧羧甲甲基基酚酚含含量量为为50-7050-70,硬硬化化催催化化剂剂氯氯化化铵铵(工工业业品品)、草草酸酸或盐酸。或盐酸。配配 方方 一一:羟羟 甲甲 基基 酚酚 草草 酸酸 10.0610.06(质量分数)(质量分数)配配方方二二:羟羟甲甲基基酚酚氯氯化化按按盐盐酸
35、酸(2020)10.0250.02510.0250.025属属于于该该类类化化学学剂剂的的还还有有脲脲醛醛树树脂脂堵堵水水剂、松香皂堵水剂等剂、松香皂堵水剂等化学堵水化学堵水6 6)、微生物类堵水、调剖化学剂)、微生物类堵水、调剖化学剂 根根据据目目前前的的资资料料,各各国国用用于于堵堵水水、调调剖剖的的微微生生物物的的菌菌株株接接种种物物类类型型有有下列几类:下列几类:(1 1)、葡聚糖)、葡聚糖球菌。球菌。(2 2)、硫酸盐还原菌。)、硫酸盐还原菌。(3 3)、需氧和厌氧的充气污泥细菌。)、需氧和厌氧的充气污泥细菌。化学堵水化学堵水(4 4)、生生成成生生物物聚聚合合物物的的细细菌菌,如肠
36、膜明串珠菌。如肠膜明串珠菌。(5 5)、生生成成表表面面活活性性物物质质,助助表表面活性物质的菌种。面活性物质的菌种。(6 6)、生生成成聚聚合合物物多多糖糖和和气气体体的菌种。的菌种。化学堵水化学堵水主要技术指标:主要技术指标:、菌种耐温、菌种耐温100100,最佳生长温度,最佳生长温度6060。、菌种耐矿化度、菌种耐矿化度100000mg/L100000mg/L(NaClNaCl浓度)。浓度)。、兼性厌氧与地层原生菌相容生长。、兼性厌氧与地层原生菌相容生长。、对、对20m20m2 2以下的岩心堵塞率大于以下的岩心堵塞率大于90%90%。、有效期大于、有效期大于5 5个月。个月。化学堵水化学
37、堵水应用范围:应用范围:、井底温度小于、井底温度小于7070。、注注 入入 水水 矿矿 化化 度度 小小 于于100000mg100000mgL L。、杀菌剂浓度、杀菌剂浓度400mg400mgL L以下以下化学堵水化学堵水7 7)、其它类堵水、调剖化学剂)、其它类堵水、调剖化学剂(1 1)、氰凝堵水技术)、氰凝堵水技术 化化学学反反应应原原理理:氰氰凝凝的的主主体体成成分分加加预预聚聚体体,为为低低聚聚的的聚聚氨氨基基甲甲酸酸酯酯。由由过过量量的的多多异异氰氰酸酸酯酯与与端端羟羟基基聚聚醚醚反反应应制制取取。预预聚聚体体为为低低粘粘度度液液体体,分分子子链链两两端端含含有有活活泼泼的的异异酸
38、酸基基团团NCONCO,遇遇水水后后在在催催化化剂剂作作用用下下发发生生化化学学反反应应。反反应应物物再再继继续续与与水水作作用用聚聚合合,粘粘度度逐逐渐渐增增大大而而凝凝胶胶化化,最最后后生生成成耐耐水水的的固固结结物物,达达到到堵堵水的目的水的目的化学堵水化学堵水(2 2)、有机硅堵水技术)、有机硅堵水技术 化化学学反反应应原原理理:氯氯硅硅烷烷釜釜残残液液中中含含氯氯量量大大于于4040,遇遇水水反反应应剧剧烈烈,不不便便于于直直接接使使用用。采采用用醇醇解解法法将将氯氯硅硅烷烷制制成成一一种种中中间间体体R Rn nSiSi(OROR)4-n4-n后后,即即可可达达到到缓缓慢慢水水解解
39、目目的的。反反应应最最终终产产物物为为线线型型和和体体型型结结构构物物,可可牢牢固固吸吸附附于于砂砂岩岩表表面面并并改改变变其其表表面面性性质质,形形成成的的憎憎水水亲亲油油膜膜,阻阻止止水水的流动而起到堵水作用。的流动而起到堵水作用。化学堵水化学堵水 典典型型配配方方:氯氯硅硅烷烷釜釜残残液液相相对对密密度度为为1.111.11,含含氯氯量量为为39-4039-40,醇醇类类为为乙乙醇醇或或多元醇。多元醇。原原 料料 配配 比比:釜釜 残残 醇醇 100100(5-5-5050)(质量分数)。)(质量分数)。主主要要性性能能:堵堵剂剂配配制制液液地地面面粘粘度度小小,凝凝固固时时间间为为5-
40、60min5-60min,岩岩心心抗抗折折强强度度为为1.84l01.84l05 5PaPa,在在16000mg/L16000mg/L矿矿化化度度水水中中使使用无影响,堵塞效率大于用无影响,堵塞效率大于8080化学堵水化学堵水(3 3)、活性稠油堵水技术)、活性稠油堵水技术 化化学学反反应应原原理理:活活性性稠稠油油混混合合液液泵泵入入地地层层后后,可可与与地地层层水水形形成成油油、水水分分散散体体,并并改改变变岩岩石石界界面面张张力力。体体系系中中油油滴滴使使水水的的流流动动受受阻阻产产生生贾贾敏效应可降低水相渗透率。敏效应可降低水相渗透率。化学堵水化学堵水 典典型型配配方方;原原油油(胶胶
41、质质、沥沥青青质质量量含含量量大大于于5050)粘粘度度5005001000mPa1000mPas s,活活性性剂剂ASAS(烷烷基基磺酸钠)或磺酸钠)或ABSABS(烷基苯磺酸钠)。(烷基苯磺酸钠)。原原料料配配比比:原原油油活活性性剂剂10.00510.005(质量分数)(质量分数)。化学堵水化学堵水 主主要要性性能能:配配制制液液地地面面粘粘度度小小于于100mPa100mPas s,形形成成水水分分散散体体后后最最大大粘粘度度为为1300mPa1300mPas s,封封堵堵效率大于效率大于6060。化学堵水化学堵水化学堵水施工工艺技术化学堵水施工工艺技术1)1)、施工工艺技术、施工工艺
42、技术 油油井井堵堵水水和和注注水水井井调调剖剖的的施施工工工工艺艺必必须须注意做好下列几点:注意做好下列几点:(1 1)、施施工工前前应应测测得得油油井井的的产产液液剖剖面面,根根据据油油井井、油油田田动动态态分分析析结结果果判判断断清清楚楚主主要要出出水水、出出油油层层段段,封堵了目前出水层后的主要潜力出油层段。封堵了目前出水层后的主要潜力出油层段。(2 2)、注注水水井井施施工工前前应应测测得得吸吸水水剖剖面面,明明确确控控制制吸水的主要层段和增注主要层段吸水的主要层段和增注主要层段。化学堵水化学堵水(3 3)、注水井施工前测试指示曲线。)、注水井施工前测试指示曲线。(4 4)、优优选选施
43、施工工管管柱柱,对对单单层层开开采采的的油油井井可可采采用用单单管管柱柱笼笼统统挤挤注注,对对多多层层开开采采的的油油井井,应应下下封封隔隔器器,对对准准目目的的层层进进行行作作业业。对对注注水水井井一一般般不不下下封封隔隔器器控控制制压压力力注入,在必要时可下封隔器。注入,在必要时可下封隔器。(5 5)、按按设设计计要要求求挤挤注注堵堵剂剂或或调调剖剖剂剂,可可采采用用强强度度高高的的堵堵剂剂进进行行封封口口,如如用用水水泥泥、体膨型堵剂等。体膨型堵剂等。化学堵水化学堵水(6 6)、按设计要求关井。)、按设计要求关井。(7 7)、开开井井投投产产或或投投注注,初初期期产产液液量量或注入量不宜
44、过大,逐渐恢复正常。或注入量不宜过大,逐渐恢复正常。(8 8)、按按要要求求时时间间测测得得采采油油井井产产液液剖剖面、注水井吸水剖面。面、注水井吸水剖面。(9 9)、取全、取准各项数据和资料)、取全、取准各项数据和资料化学堵水化学堵水2 2)、注入设备和流程)、注入设备和流程 堵堵水水、调调剖剖的的注注入入设设备备和和流流程程由由单单井井施施工工,发发展展配配套套形形成成工工业业化化规规模模的的整整体体固定式。注入装置和流程主要包括:固定式。注入装置和流程主要包括:(1 1)、地地面面堵堵剂剂站站和和配配套套的的堵堵水水剂剂注注入入网网络络,利利用用注注水水井井网网和和配配水水间间进进行行大
45、大剂剂量量注注入入。由由地地面面注注水水泵泵、堵堵剂剂配配制制系系统统、储储存存下下料料系系统统、自自动动测测量量报报警警系系统统和和流流量量计计等等部部分分组组成成,并并通通过过相相应应流流程程和和管管线线与配水间相联通。与配水间相联通。化学堵水化学堵水(2 2)、以以三三缸缸活活塞塞泵泵为为主主的的地地面面泵泵站站,集集中中注注入入堵堵剂剂。油油田田应应用用的的地地面面注注入入泵泵有有多多种种,已已形形成成工工业业规规模模的的有有SL3HBSL3HB系系列列三三缸缸单单作作用用堵堵水水剂剂注注入入泵泵,其其性性能能为为:可可用用电电机机驱驱动动,也也可可用用柴柴油油机机驱驱动动;吸吸水水性
46、性能能好好,在在海海拔拔500m500m以以下下,介介质质相相对对密密度度1.51.5以以下下,吸吸入入管管长长度度2 23m3m范范围围内内,吸吸入入端端静静水水压压头头为为0.50.51m1m情情况况下下,吸吸入入效效率率可可达达0.90.90.950.95,如如配配备备灌灌注注泵泵则则效率更高,详见表效率更高,详见表1 18 8。(3 3)、以以撬撬装装泵泵组组为为主主的的循循环环注注入入装装置置。将将注注入入泵泵安安装装在在活活动动拖拖车车或或爬爬犁犁上上,用用动动力力牵牵引引,油油田田上上根根据据需需要要在在堵堵水水、调调剖井点进行循环注入堵剂剖井点进行循环注入堵剂化学堵水化学堵水3
47、 3)、现场施工)、现场施工 严严格格按按照照设设计计方方案案要要求求做做好好现现场场分分工工,做做到到严严格格控控制制注注入入压压力力,并并按按设设计计要要求求作作出出施施工工后后关关井井。施施工工后后注注入入及及开开井井生生产产的的压压力或产出量。力或产出量。化学堵水化学堵水具体施工步骤是:具体施工步骤是:(1 1)、水水泥泥塞塞封封水水工工艺艺及及注注意意事事项项施施工工步步骤:骤:、下下油油管管到到预预定定位位置置底底界界以以上上0.50.51m1m处处开开泵泵循环洗井。循环洗井。、把把配配好好的的水水泥泥浆浆从从油油管管中中注注入入井井中中(要要求求水水泥泥浆浆按按每每50kg50k
48、g干干水水泥泥配配制制343443L43L水水计计算算);打打替替置置液液将将水水泥泥浆浆顶顶至至预预定定位位置置,使使油油管管内内外外水泥浆平衡。水泥浆平衡。化学堵水化学堵水、上上提提油油管管至至预预定定水水泥泥塞塞面面以以上上3 36m6m处处,进进行行反反循循环环洗洗井井,将残余的水泥浆循环冲净。将残余的水泥浆循环冲净。、上上提提油油管管1.01.01.5m1.5m关关井井侯侯凝凝,侯侯凝凝时时间间的的长长短短可可根根据据水水泥泥质质量量确确定定,一一般般油油井井水水泥泥浆浆侯侯凝凝时时间间为为48h48h化学堵水化学堵水注意事项:注意事项:、挤挤水水泥泥浆浆前前,要要把把套套管管壁壁清
49、清洗洗干干净净,以以免免套套管管壁壁上上的的蜡蜡、油油及及其其它它脏脏物物影影响响套管与水泥塞的固结质量。套管与水泥塞的固结质量。、施施工工时时,水水泥泥浆浆要要搅搅拌拌均均匀匀,替替入入水水要要计计算算准准确确,以以免免造造成成井井底底水水泥泥浆浆的的稀稀释释或或浪浪费费,同同时时防防止止井井内内水水泥泥凝凝固固而而把把钻钻具具固固死死在在井井中中造造成成事事故故,在在油油层层温温度度高的井中,特别注意这一点。高的井中,特别注意这一点。化学堵水化学堵水、裸裸眼眼井井施施工工时时,一一切切准准备备工工作作就就序序后后,再再下下油油管管至至预预定定位位置置,并并尽尽量量缩缩短短油油管管在在裸裸眼
50、眼井井内内停停留留的的时时间间,以以防防井井壁壁坍坍塌塌、泥饼吸附等造成卡钻事故。泥饼吸附等造成卡钻事故。、当当井井底底口口袋袋较较深深时时,为为了了节节省省水水泥泥用用量量,可可采采用用填填砂砂或或压压木木塞塞打打悬悬空空水水泥泥塞塞的的办办法法。木木塞塞的的外外径径应应小小于于套套管管内内径径3 35mm,5mm,胶皮外径应大于套管内径胶皮外径应大于套管内径1 12mm2mm。化学堵水化学堵水(2 2)、挤挤入入水水泥泥浆浆堵堵水水工工艺及注意事项艺及注意事项 当当上上部部油油层层出出水水或或夹夹层层出出水水时时,可可采采用用向向水水层层挤水泥浆的方法进行封堵。挤水泥浆的方法进行封堵。化学