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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,第五章,第二篇 采油化学,注水井调剖与油井堵水,1/85,前 言,（,1,）为何进行油水井改造？,油水井在生产过程中存在各种问题，影响油田正常生产。,（,2,）油水井存在哪些问题？,油井：,5,个问题，,5,字概括,水井：,3,个问题,2/85,前 言,（,1,）砂、（,2,）蜡、,（,3,）水、（,4,）稠、,（,5,）低。,（,1,）出砂,（,2,）吸水剖面不均匀,（,3,）水注不进去,油井问题,水井问题,3/85,第一节,注水井调剖,第五章 油水井化学改造,4/85,一、什么叫注水井调剖,油,层,采,收,率,低,驱油体系,涉及系数低,驱油体系,洗油效率低,水油流度比,地层非均质性,润湿性,界面张力,5/85,吸水能力好,吸水能力差,一、什么叫注水井调剖,6/85,油层是不均质；,注入水沿阻力最小地方前进；,高渗透层流动阻力小；,因为注入水冲刷，使油层,不均质性伴随时间推移而加剧；,注入水涉及系数低，采收率低，油井含水上升快。,k,2,k,3,k,1,单井油井堵水,高渗透层,（含油饱和度低）,含油饱和度高,一、什么叫注水井调剖,7/85,一、什么叫注水井调剖,调整注水油层,吸水剖面。,“调剖”含义：,8/85,一、什么叫注水井调剖,调整注水油层吸水剖面。,“调剖”含义：,狭义：,广义：,从注水井进行封堵高渗透层工作，从而迫使注入水涉及到含油饱和度较高中、低渗透层，从而起到提升注入水涉及系数和降低油井含水目标。,9/85,“调剖”目标：,一、什么叫注水井调剖,改进地层非均质性，提升注入水涉及系数，从而提升采收率。,注水井调剖提升采收率可视化模拟录像,10/85,从,19,世纪,70,年代提出，已由单纯“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,一、什么叫注水井调剖,11/85,二、调剖技术分类,（1）单液法调剖：一个工作液,（2）双液法调剖：两种工作液,按起作用,工艺分类,12/85,1、单液法,向油层注人一个工作液，这种工作液所带物质或随即变成物质可封堵高渗透层,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,基本原理：,定义：,13/85,2、双液法,向地层注入相遇后可产生封堵物质两种工作液（或工作流体）。,定义：,注水,注水,第一工作液,第二工作液,隔离液,封堵物质,注入水,基本原理：,调整封堵位置,隔离液作用：,14/85,三、单液法堵剂,调剖剂：,又称堵剂，注入地层起封堵作用物质。,了解堵剂适应性、了解堵剂作用机理,15/85,1、硫 酸,（,1,）调剖机理,硫酸先与近井地带碳酸盐反应，增加了注水井吸水能力；,产生硫酸钙、硫酸镁将随酸液进入地层，饱和后析出，形成堵塞；,因为高渗透层进人硫酸多，主要堵塞发生在高渗透层。,（,2,）特点,近井增注，远井调剖。,16/85,2、硫酸亚铁,硫酸是增注调剖剂；,氢氧化亚铁是一个沉淀，一样可起调剖作用。,（,1,）调剖机理,（,2,）特点,近井增注，远井调剖。,17/85,3、硅酸凝胶,又名硅酸钠，分子式为,Na,2,O,m,SiO,2,m,:,模数,(,即水玻璃中,SiO,2,物质量与,Na,2,O,物质量之比,),。,模数普通在14范围。,水玻璃性质随模数而变。模数越小，水玻璃碱性越强，越易溶解。,硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。,（,1,）什么是水玻璃？,18/85,是指可使水玻璃由先变成溶胶再变成凝胶物质。,惯用活化剂是盐酸。,依据,盐酸和水玻璃混合次序可分为酸性硅酸凝胶和碱性硅酸凝胶。,硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。,（,2,）什么是活化剂？,3、硅酸凝胶,19/85,酸性硅酸溶胶,酸性硅酸溶胶胶团示意图,（假定模数为1）,生成,:,胶粒带正电。,酸性硅酸溶胶是由水玻璃加到盐酸中生成。,特点,:,20/85,碱性硅酸溶胶,碱性,硅酸溶胶胶团示意图,（假定模数为1）,生成,:,胶粒带负电。,碱性硅酸溶胶是将盐酸加到水玻璃中生成。,特点,:,21/85,4、锆冻胶（,试验七,）,（,1,）锆冻胶怎样形成？,用,Zr,4+,组成,多核羟桥络离子,交联溶液中带,COO,-,聚合物（如,HPAM）,生成。,Zr,4+,可来自,ZrOCl,2,或,ZrCl,4,聚丙烯酰胺锆冻胶示意图,22/85,（,2,）锆,多核羟桥络离子,怎样形成？,络合,水解,羟桥作用,多核羟桥络离子形成,23/85,深入水解和羟桥作用,大无机阳离子,多核羟桥络离子形成,24/85,多核羟桥络离子与,HPAM,交联,25/85,5,、铬冻胶,（,1,）铬冻胶怎样形成？,用,Cr,3+,组成,多核羟桥络离子,交联溶液中带,COO,-,聚合物（如,HPAM）,生成。,聚丙烯酰胺锆冻胶示意图,Q,：,Cr,3+,多核羟桥络离子,怎样形成？,26/85,（,2,）,Cr,3+,可有哪些起源？,KCr(SO,4,),2,、CrCl,3,、Cr(NO,3,),2,、Cr(CH,3,COO),3,由,Cr,6+,（,如,K,2,Cr,2,O,7,、Na,2,Cr,2,O,7,）,用还原剂（如,Na,2,S,2,O,3,、Na,2,SO,3,、NaHSO,3,）,还原得到,5,、铬冻胶,27/85,6、水膨体,水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解聚合物。,28/85,6、水膨体,一个聚丙烯酰胺水膨体膨胀性,29/85,6、水膨体,供选取携带介质有三类：,非极性物质（如煤油）,半极性物质（如乙醇、异丙醇），,电解质溶液（如,NaCl、HCl、CaCl,2,、FeCl,3,等）,有些是经过去溶剂化和压缩水膨体扩散双电层来抑制膨胀作用（如,NaCl,溶液）；,有些经过与水膨体中-,COO,-,反应生成弱亲水能力基团来抑制水膨体膨胀（如,HCl、CaCl,2,、FeCl,3,等溶液）。,30/85,7、石灰乳,石灰乳是将氧化钙分散在水中配成氢氧化钙悬浮体。,特点：,氢氧化钙粒径较大（62,m,左右），尤其适合于封堵裂缝性高渗透层。因为氢氧化钙颗粒不能进入中、低渗透层，所以对中、低渗透层有保护作用。,氢氧化钙溶解度随温度升高而减小，所以可用于封堵高温地层。,氢氧化钙可与盐酸反应生成可溶于水氯化钙，在不需要封堵时，可用盐酸解除。,31/85,8、粘土水泥分散体,粘土水泥分散体由粘土与水泥悬浮于水中配成。,特点,适合于封堵特高渗透地层。粘土与水泥进入地层后，可在孔隙结构喉部形成滤饼。在滤饼中，水泥水化反应，使滤饼固结，对特高渗透层产生有效封堵。,类似石灰乳中氢氧化钙，粘土和水泥也不能进入中、低渗透层，所以对中、低渗透层有保护作用。,可用常规土酸除去,。,32/85,四、双液法堵剂,沉淀型双液法堵剂,凝胶型双液法堵剂,冻胶型双液法堵剂,泡沫型双液法堵剂,絮凝体型双液法堵剂,33/85,1,、沉淀型双液法堵剂,指两种工作液相遇后可产生沉淀封堵高渗透层堵剂。,34/85,2、凝胶型双液法堵剂,指两种工作液相遇后可产生凝胶封堵高渗透层堵剂。,35/85,3、冻胶型双液法堵剂,例1,第一工作液,HPAM,溶液或,XC,溶液,第二工作液柠檬酸铝溶液,例2,第一工作液,HPAM,溶液或,XC,溶液,第二工作液丙酸铬溶液,例3,第一工作液溶有,Na,2,SO,3,HPAM,溶液或,XC,溶液,第二工作液溶有,Na,2,Cr,2,O,7,溶液,例4,第一工作液,HPAM,溶液,第二工作液,ZrOCl,2,溶液,指两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗透层堵剂。,36/85,4、泡沫型双液法堵剂,可用起泡剂包含,非离子型表面活性剂加聚氧乙烯烷基苯酚醚,阴离子型表面活性剂如烷基芳基磺酸盐。,可用气体包含,氮气,二氧化碳气。,若将起泡剂溶液与气体交替注入地层，就可在地层（主要是高渗透层）中形成泡沫，产生堵剂。,37/85,5、絮凝体型双液法堵剂（试验七）,若将粘土悬浮体与,HPAM,溶液交替注入地层，它们在地层中相通形成絮凝体。这种絮凝体能有效地封堵特高渗透地层。,38/85,第二节,油井堵水法,第五章 油水井化学改造,39/85,前 言,注入水指进和窜流,底水锥进,边水,（,1,）油井出水主要原因,40/85,近井地带窜漏,41/85,射孔段太靠近底水,底水锥进,42/85,水驱指进现象,注水井,生产井,43/85,裂缝或高渗通道使油水井单向连通,44/85,前 言,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,）油井出水危害性,45/85,二、油井堵水技术,技术关键：,（1）堵水，不堵油,（2）堵水层，不堵油层,实现方法：,（,1,）非选择性堵水法,（,2,）选择性堵水法,46/85,1、非选择性堵水法,（,1,）适应条件：,适合用于封堵单一水层或高含水层,（,2,）封堵原理：,将堵剂注入目标层，起到封堵作用。,（,3,）技术关键：,油层和水层能显著分开；堵剂注入目标层。,47/85,1878.8,沙二1,3,-8,2,2026.0,2060.0,沙二9,1,2068.0,底筛堵,2071.12,灰,面,2084.12,403,2060.34,Y341-112B-3,2040.0,经过封隔器实现目标层选择,48/85,2、选择性堵水法,（,1,）适应条件：,适合用于封堵不易用封隔器将水层与油层分隔开油井,（,2,）封堵原理：,堵剂都是利用油与水差异或油层与水层差异，到达选择性堵水目标。,（,3,）技术关键：,堵剂选择性。,49/85,三、选择性堵水剂,水基堵剂,油基堵剂,醇基堵剂,怎样实现,选择性？,50/85,l,、,HPAM（,水基）,它优先进人含水饱和度高地层,进入地层,HPAM,可经过氢键吸附在因为水冲刷而暴露出来地层表面,HPAM,分子中未吸附部分可在水中伸展，减小地层对水渗透性,51/85,52/85,HPAM,在水中伸展增加水流阻力,53/85,HPAM,能提供降低油流动阻力水膜,54/85,2、泡沫（水基）,以水作分散介质泡沫可优先进入出水层；,在出水层稳定存在；,经过叠加,Jamin,效应，封堵来水；,油可引发泡沫破坏，所以进入油层泡沫不堵塞油层。,55/85,3,烃基卤代甲硅烷（油基,）,烃基卤代甲硅烷可与水反应，生成对应硅醇。硅醇中多元醇很易缩聚，生成聚硅醇沉淀，封堵出水层。,56/85,4、,松香二聚物醇溶液（醇基）,当松香二聚物醇溶液与水相遇，水即溶于醇中，降低了它对松香二聚物溶解度，使松香二聚物饱和析出,。,57/85,5、水包稠油（水基）,这种堵剂是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，产生高粘稠油。,水包稠油乳化剂最好用阳离子型表面活性剂，因为它易吸附在带负电砂岩表面，引发乳状液破坏。,58/85,四、非选择性堵水剂,1,树脂型堵剂,2,冻胶型堵剂,3,凝胶型堵剂,4.,沉淀型堵剂,5,分散体型堵剂,59/85,1,、树脂型堵剂,由低分子物质经过缩聚反应产生不溶不熔高分子物质堵剂。,酚醛树脂,脲醛树脂,环氧树脂,60/85,2、冻胶型堵剂,由聚合物水溶液用交联剂交联所产生堵剂。,铝冻胶,铬冻胶,锆冻胶,钛冻胶,醛冻胶,61/85,3,、凝胶型堵剂,由溶胶胶凝产生堵剂。,使用方法,：,将硅酸钠溶液和活化剂溶液混合后注入地层；,也可将它们分成几个段塞，中间以隔离液隔开，交替他注入水层，让它们进入水层一定距离才混合。,硅酸钠与活化剂混合后，首先生成硅酸溶胶，随即转度为硅酸凝胶。,62/85,4、沉淀型堵剂,由两种能反应生成沉淀物质组成,。,63/85,5、分散体型堵剂,主要是固体分散体。,用于封堵特高渗透层。,粘土水泥,碳酸钙水泥和粉煤灰,水泥,64/85,第三节,油水井防砂法,第五章 油水井化学改造,65/85,前 言,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,):,引发水层堵塞。,（,1,）出砂危害,66/85,前 言,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,）防砂方法,67/85,一、化学桥接防砂法,由桥接剂将涣散砂在它们接触点处桥接起来，到达防砂目标。,（,1,）防砂原理,68/85,一、化学桥接防砂法,桥接剂是指能将涣散砂粒在接触点处桥接起来化学剂。,（,2,）什么是桥接剂,无机阳离子型聚合物,有机阳离子型聚合物,69/85,无机阳离子型聚合物,由铝离子、锆离子组成多核羟桥络离子,70/85,有机阳离子型聚合物,支链上有季铵盐结构有机阳离子型聚合物,71/85,二、化学胶结防砂法,用胶结剂将涣散砂在它们接触点处胶结起来，到达防砂目标。,（,1,）防砂原理,72/85,二、化学胶结防砂法,胶结剂是指能将涣散砂粒在,接触,点处胶结起来化学剂。,（,2,）什么是桥接剂,冻胶胶结剂：交联剂,+HPAM,树脂胶结剂：树脂,+,固化剂,73/85,偶联剂,能使两种材料或分子发生偶合作用物质。,偶合剂和两种材料之间都有很好亲和力，由此能够改变两种材料之间界面性能，提升其界面粘合性。,74/85,偶合剂,-,氨丙基三乙氧基甲硅烷,75/85,偶合剂,76/85,77/85,二、化学胶结防砂法,（,3,）化学胶结防砂步骤,胶结剂注入,胶结剂固化,地层预处理,增孔液注入,78/85,地层预处理,不一样目标预处理用不一样预处理剂：,若要顶替出砂层中原油，可用盐水。,若要除去砂粒表面油，可用油溶剂处理。油溶剂包含液化石油气，汽油、煤油。,若要除去影响胶结剂固化碳酸盐，可用盐酸。,若要为砂准备一个为胶结剂润湿表面，可用醇或醇醚，如正己醇、乙二醇丁醚。,79/85,胶结剂注,入,将胶结剂注到涣散砂层，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,。,80/85,增孔液注入,增孔液是将多出胶结剂推至地层深处液体。,要求：,增孔液不溶解胶结剂,不影响胶结剂固化。,81/85,胶结剂固化,若固化剂在胶结剂注入时已加入，这一步骤是关并侯凝。,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。,82/85,三、人工井壁防砂法,在地层亏空处，做一个由固结颗粒物质所组成有足够渗透率防砂屏障，即人工井壁，用于防砂。,树脂涂敷砂法,83/85,四、滤砂管防砂法,这一方法是先向亏空砂层填砂，然后将滤砂管下至出砂层段，即可到达防砂目标,84/85,五、绕丝筛管砾石充填防砂法,先用砂充填亏空砂层，,然后将绕丝筛管下至出砂层段，,再用携砂液将砾石充填在出砂层段与绕丝筛管之间空间,绕有不锈钢丝丝间缝宽,0,2,0,3,mm,割缝油管或钻孔油管,粒度中值为砂层砂粒粒度中值,5,6,倍石英砂,85/85,
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