《堵调讲义》PPT课件.ppt

,堵水调剖工艺技术,目 录,第一节 油井化学堵水工艺技术,二、选择性堵水与选择性堵剂,三、非选择性堵水与非选择性堵剂,四、堵水井的选择,一、油井堵水基本原理,五、堵剂的选择,六、油井堵水效果评价,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,一、油井堵水基本原理,油井化学堵水的基本原理,将化学剂（堵剂）从油井注入到高渗透出水层段，以降低近井地带的水相渗透率，控制注入水、底水和边水的产出，增加原油产量。,使用选择性堵剂选择性封堵同层水 打隔板控制底水锥进，封堵底水 。 封堵水层和高含水层（可准确确定水层和高含水层） 。,一、油井堵水基本原理,堵剂的选择性 聚合物分子有线性主链，侧链带有活性基团，注入地层后，部分基团吸附在岩石表面，当水通过吸附有聚合物的岩石孔道时，聚合物分子就舒张开来，另一部分基团对水分子产生吸附作用，从而增加了水的流动阻力，使水相渗透率降低，达到减少地层出水的目的。当油通过时，聚合物分子产生收缩，紧贴于岩石表面，对油的流动阻力无明显增大，对油相渗透率损害较小。,二、选择性堵水与选择性堵剂,（一）选择性堵水:适用于封堵同层水和不易用封隔器与油层分隔开的水层。, CH2CH m CH2CH n CONH2 COONa,通过静电吸附而吸附于岩石表明,对水具有较强亲和力，遇水伸展，阻碍水的流动,堵剂的选择性 活性稠油堵水剂为油基堵剂，其中的原油与活性剂混合液注入地层后，与地层水形成油、水分散体，改变岩石的界面张力。体系中的油滴产生Jamin效应使水流受阻，降低水相渗透率，起到选择性堵水的作用。,堵剂的选择性 有机硅堵水剂为醇基堵剂。氯硅烷的醇解产物具有线型或体型结构，可牢固吸附于砂岩表面而改变表面性质，形成亲油憎水膜，起到选择性堵水作用。,（一）选择性堵水 地层的选择性 渗透率差异较大的油层，水洗段都在高渗透层段，而低渗透地层则水驱效果极差。在堵水过程中，水溶性的堵剂将优先进入高渗透地层而很少进入低渗透地层，从而有效地封堵高渗透条带，扩大注入水的波及系数，改善低渗透条带的水驱效果，提高注水开发的原油采收率。,二、选择性堵水与选择性堵剂,（二）选择性堵剂 选择性堵剂是指能够有效降低水相渗透率而对油相渗透率损害较小的堵剂。,二、选择性堵水与选择性堵剂,二、选择性堵水与选择性堵剂,非选择性堵水将封堵地层一切孔道，适用于封堵单一水层和高含水层。 注入方法分单液法和双液法。 非选择性堵水所用堵剂无选择性，应用的先决条件是找准出水层段，并采取一定措施将油层和水层分隔开。 非选择性堵剂主要分为冻胶、颗粒、凝胶、树脂和沉淀等五大类。,三、非选择性堵水与非选择性堵剂,依据油藏及开发资料选择堵水井,四、堵水井的选择,依据PI值选择堵水井,按有产能、高含水、处于低PI值区域（从区块PI值等值图找出）等条件选择堵水井。,封 堵 同 层 水:需要选用选择性堵剂； 封堵水层水和底水:选用非选择性堵剂。 选择堵剂须考虑堵水井的地层温度、地层水矿化度和油井管柱等。,五、堵剂的选择,PI决策技术：按地层温度、地层水矿化度、油井所处PI值的区域、成本等条件选择堵剂。 RE决策技术：将常用的堵剂建成堵剂库，堵剂库中包含堵剂名称、堵剂粒径、堵剂对地层s水矿化度、地层温度、地层水pH值的适应范围等性能参数。选择堵剂时，系统将地层参数与堵剂库匹配，寻求最佳的堵剂类型。,堵水是否有效的评价条件,六、油井堵水效果评价,油井堵水施工后符合下列条件之一者，可认为该井为堵水有效井： （1）全井产液量上升，综合含水率下降5%以上。 （2）全井产液量下降，但综合含水率明显下降，实际产油量上升或稳定。 （3）含水率大幅度下降，产油量略有下降。,堵水成功率与有效率,堵水成功率：油井堵水施工作业成功的井数与堵水施工作业总井数之比。 堵水有效率：堵水施工的油井中，有效井的总数与堵水施工油井中可对比井总数之比。,堵水井增产油量,日增产油量：堵后第一个月平均日产油量与堵前 最后一个月平均日产油量之差。,累计增产油量：堵水有效期内实际累积产油量与堵前最后一个月平均日产油量和有效天数乘积之差。,六、油井堵水效果评价,堵前一个月平均综合含水，,堵前一个月平均日产液量，t/d,有效期内平均含水，,有效期内平均日产液量，t/d,堵水有效期，d,降低产水量,日降水量：堵前最后一个月平均日产水量与堵后第一个月平均日产水量之差。,累计降水量：堵前最后一个月内平均日产水量和有效天数的乘积与堵水有效期内的实际产水量之差。,六、油井堵水效果评价,中、较低渗透率砂岩油藏,该类油藏储层中，影响油水渗流的孔隙属于小孔细喉型，以冻胶型堵剂为主导堵剂。,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,高渗透砂岩油藏,强注强采和长期注水冲刷，使高渗透砂岩油藏油层物性发生较大的变化，大孔道窜流严重 。采用价格低、来源广，封堵强度大、耐冲刷的高强度堵剂进行封堵。,高 强 度 堵 剂,树脂类,颗粒类,沉淀堵剂,脲醛树脂,酚醛树脂,油基水泥,硅土胶泥堵水剂,石灰乳复合堵剂,氟硅酸-水玻璃,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,潜山裂缝性油藏,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,颗粒固结体类堵剂（水泥类、矿物粉类等）不易实现等体积固结、高温条件下易开裂。有必要研制出高温条件下性能稳定、可实现等体积固结的封堵剂。,冻胶类堵剂耐温、抗盐性能较差，不适用于高温、高盐的潜山油藏堵水。有必要研制出封堵能力强的耐温抗盐的高温冻胶堵剂。,潜山油藏缝洞发育，堵剂流失严重。有必要研制出具有良好架桥作用、可阻止冻胶和钢性颗粒堵剂流失的预凝体堵剂。,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,1因高角度裂缝较发育而引起底水窜流锥进的井，选用密度相对较高、封堵强度较大的颗粒固结体类堵剂进行封堵。 2 水平裂缝发育或中等宽度裂缝的井，选用耐温抗盐性能良好的强冻胶类堵剂进行封堵。 3 裂缝较宽，漏失较严重的井，选用体积较大，可以起到架桥作用而阻止冻胶和颗粒固结体堵剂窜流的堵剂。,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,1缝洞发育的因较大裂缝沟通水层而导致窜流锥进的井,视缝洞的规模选择颗粒粒经、段塞组成、用量、强度等，对漏失严重的井可实施两轮或多轮的多段塞组合方式进行处理。,洞一般都是由较大的缝与生产井沟通，缝的压力传递快，导流能力强，注堵剂时易把堵剂冲入洞中。采用架桥充填固结体复合段塞封堵裂缝。用架桥能力好的的预凝体颗粒与高温冻胶堵剂混合形成稳定的充填段塞，用固结体型堵剂进行封口以提高封堵强度。,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,2不同尺寸裂缝混杂的井,导流能力较强的大、中型缝出水，选用粒径匹配的体膨型堵剂，封堵某一宽度范围的裂缝，而不污染其它尺寸的裂缝。为提高堵剂的稳定性和延长有效期，需加入高温冻胶堵剂。,选用高温冻胶堵剂，利用浓度差形成不同强度和流动性的段塞做选择性处理 。,3微裂缝发育的井,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,对大裂缝封堵工艺，采用带笔尖的光油管，管柱下至裸眼段以上5m-10m。对于选择性封堵工艺，将封隔器座封在裂缝不发育段，采用封上堵下管柱,灰岩裂缝油藏封堵工艺,工艺管柱,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,排量控制在200L/min400L/min范围内，爬坡压力3MPa5MPa，顶替水量以顶出井璧为原则。,施工流程,灰岩裂缝油藏封堵工艺,施工参数,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,试注清水，确定挤注排量,挤注体膨型颗粒堵剂,挤注封堵剂,酸洗,段塞式注入工艺,灰岩裂缝油藏封堵工艺,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,对于底水锥进的井，一般采用在油水界面上0.5m2.0m处的0.5m1.0m间隔内将套管密集射孔，然后向密集射孔段挤入建立隔板的物质，以阻止底水锥进。,温度为5080、矿化度小于5000mg/L：PAM或HPAM冻胶堵剂 温度为90130、矿化度小于50000mg/L ：HPAN堵剂或高温木钙堵剂,封堵底水,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,封堵人工裂缝工艺,油层,水层,水层,水层,水层,低渗透油藏，由于渗透率低，使得地层中的油水流动受到阻碍。为了降低流体在地层中的流动阻力，一般均采取压裂投产。由于压裂裂缝为油水的主要流动通道，因此，造成该类油藏出水的主要原因有两种：一是压裂时压开了水层，使得油层裂缝与水层连通，水层水沿裂缝窜流至油层产出，这种类型的井含水上升快，油井很快进入高含水或水淹；二是随着开发的延续，底水、边水或注入水逐渐侵入油层裂缝而被产出，这种类型的井含水上升比较缓慢。,油层,油层,油层,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,封堵与裂缝连通水层,封堵油层裂缝,50 80 地层：J-PAM封堵剂 80 120 地层：PAN封堵剂,一是将封堵与裂缝连通水层的封堵 剂挤出油层裂缝，一是对油层裂缝 中的产出水进行选择性封堵。 选出SHD-1型选择性,封堵人工裂缝工艺,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,堵剂用量： V = R 2h 封堵与裂缝连通水层的封堵用量按上式进行计算。 封堵油层裂缝的选择性堵剂用量设计依据压裂压开油层裂缝的孔隙体积计算。 注入压力： 施工压力上限为不超过地层破裂压力的80% 顶替水量：地面管汇容积 施工管柱容积,封堵人工裂缝工艺,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,试注清水，确定挤注排量,挤注封堵与裂缝连通水层的封堵剂,挤注封堵油层裂缝的选择性堵剂,挤注顶替水,段塞式注入工艺,封堵人工裂缝工艺,七、不同类型油藏的堵水工艺方法,目 录,一、注水井调剖概述 二、注水井化学调剖作用原理 三、调剖剂,第二节 注水井调剖工艺技术,（一）冻胶类调剖剂 （二）凝胶类调剖剂 （三）颗粒类调剖剂 （四）沉淀类调剖剂 （五）树脂类调剖剂 （六）泡沫类调剖剂,一、注水井调剖概述,一、注水井调剖概述,调 剖 剂,第二节 注水井调剖工艺技术,冻胶类调剖剂是以水溶性线性高分子材料（PAM、HPAM、HPAN、XC、CMC等）为主剂，以高价金属离子（Cr3+、Al3+、Ti4+等）或醛类为交联剂，在地层条件下发生交联反应，生成具有网状结构的不溶于水的冻胶，堵塞地层孔隙，阻止注入水沿高渗透层流动。 Cr3+交联：CH2-CH- CH-CH2- 醛类交联： CH2-CH- O=C C=O O=C,（一）冻胶类调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,木 素 冻 胶,木素冻胶的主剂为木质素磺酸盐（酸法造纸工业的副产品，为木质素和芳香植物醇的总称）。 油田常用的为木质素磺酸钙盐和钠盐（简称木钙、木钠）。木钙和木钠中含甲氧基、羟基、双键、醚键、羧基、芳香基和磺酸基等官能团，化学结构十分复杂。 木素冻胶调剖剂中，木钙、木钠和PAM为主剂，起交联作用的为Cr3+。,（一）冻胶类调剖剂,木钙或木钠中的还原糖及其分子中的羟基和醛基在一定条件下将Cr6+还原为Cr3+，Cr3+在水中通过与水络合、水解、羟桥作用产生多核羟桥络离子：,R-CH2OH Na2Cr2O7 8HR-CHO 2Na 2Cr3+ 7H2O R-CHO Na2Cr2O7 8HR-COOH 2Na 2Cr3+ 4H2O,Cr Cr Cr Cr,H2O OH H2O OH H2O OH H2O,H2O OH H2O OH H2O OH H2O,木 素 冻 胶,（一）冻胶类调剖剂,PAM之间的交联反应,PAM与木钙之间的交联反应,常用的木素冻胶调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,常用的木素冻胶调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,常用聚丙烯酰胺冻胶调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,3.其他冻胶调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,其他耐温抗盐型冻胶： 1. 阳离子聚合物冻胶：阳离子聚丙烯酰胺（结构式如下）冻胶, CH2CH m CH2CH n CONH2 CONHCH2N+R2HCl-,2. 聚多糖类冻胶,3. 改性栲胶类冻胶,（一）冻胶类调剖剂,NCP型调剖剂,NCP型阳离子调剖剂主要成分为含有伯或仲胺烷基醚、叔烷基醚、季胺烷基醚等基团的改性淀粉。该剂在水中溶解，解离、产生正电价的高分子。它与带负电的岩石表面产生牢固的化学吸附，从而有效阻止注入介质在高渗透层位的窜流。 该剂进入地层后，与吸附在高渗透部位的或后续注入的阴离子聚合物（HPAM）相遇，反应生成胶状沉淀物堵塞在地层孔隙，迫使后续的驱替液向中、低渗透区绕流。,NCP型阳离子调剖剂主要性能与适用范围 （1）适用于5080的窜聚井封窜和注水井调剖； （2）耐温性能好，5080恒温四个月无变化； （3）地面粘度低易泵送，施工工艺简单，安全可靠； （4）既可用于注聚前、注聚中和后续水驱阶段的剖面调整，又可用于封堵聚合物在油井的窜流产出； （5）NCP与HPAM可以交替注入。 （6）基本组成：NCP：1.05.0；HPAM：0.10.2。,凝胶：由溶胶转变而来的失去流动性的体系。,硅酸凝胶：水玻璃（Na2O mSiO2）和活化剂（盐酸）反应生成的凝胶。将水玻璃加到盐酸中，反应在H过剩的条件下发生，所制得的凝胶为酸性硅酸凝胶。将盐酸加到水玻璃中，反应在硅酸根过剩的条件下发生，所制得凝胶为碱性硅酸凝胶。,活化剂 可使水玻璃变成溶胶而后变成凝胶的物质。,无机活化剂：盐酸、硝酸、硫酸、氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氨基磺酸、磷酸氢二钠等,有机活化剂：甲酸、甲酸乙脂、乙酸、乙酸铵、乙酸乙脂、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、柠檬酸、甲醛、苯酚、临苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚等,（二）凝胶类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,分散颗粒类,分散颗粒,石英、氧化镁、氧化钙、碳酸镁、碳酸钙、滑石、粘土、木粉、粉煤灰等。,堵塞机理,当颗粒粒径大于地层孔径时，对地层孔隙产生堵塞；颗粒粒径小于地层孔径，但大于其1/3时，通过架桥对其产生堵塞。,（三）颗粒类调剖剂,常用的分散颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,常用的分散颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,水膨体调剖剂：通过在合成高聚物时加入一定量的交联剂和膨胀剂，生成胶体状水不溶物，用胶体磨将其制成不同粒径的颗粒，用分散剂将其带入地层，依靠其遇水膨胀的性能堵塞地层孔隙。,水膨体调剖剂：主要为部分交联聚丙烯酰胺水膨体，在单体丙烯酰胺聚合时加入N、N亚甲基双丙烯酰胺作交联剂、加入丙烯酸类化合物作膨胀剂，有的产品中加入小量粘土作为添加剂。,（三）颗粒类调剖剂,初期，水膨体冻胶一般制成2530的胶状品，用胶体磨磨成一定粒径的颗粒，用盐水或油携带注入地层；现在多烘干后制成一定粒径的颗粒，用注入水携带注入。 由于该类调剖剂吸水膨胀后具有一定的延展性，在不同注入压力作用下，可滞留于不同大小的地层孔隙中；可根据地层孔喉半径，选择颗粒粒径。,（三）颗粒类调剖剂,水膨体调剖剂一般具备如下性能： 1随着水的矿化度的增加，调剖剂的膨胀倍数减少。 2调剖剂遇水后，在前30min膨胀较快，以后膨胀速度减缓，放置10h左右，基本可膨胀完全。 3温度升高，膨胀速度加快，膨胀倍数增加。 4随粒径增大，膨胀速度减慢。相同质量样品的最终膨胀倍数相近。,膨胀倍数差异较大，从十几倍到上百倍，强度与膨胀倍数密切相关，需要依据要封堵的部位来选择。一般来讲，膨胀倍数为20倍左右的水膨体膨胀后的强度较高。,（三）颗粒类调剖剂,常用的水膨体类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,固结体类,在地层条件下可固结成较坚硬的固体，堵塞地层中的大孔道和高渗透层。既可用于油井堵水，又可用于注水井调剖。,颗粒固结体类调剖剂,水泥（超细水泥）类,矿物粉类,树脂包覆颗粒类,粉煤灰水泥类、,无机颗粒固化剂类,（三）颗粒类调剖剂,油井水泥主要性能及适用井深,调剖用水泥浆的密度一般控制在1.6 g/cm31.8 g/cm3的范围。 用酒石酸、磺化单宁等作缓凝剂，可延长水泥的初凝时间，其用量一般为水泥浆质量的0.11.5。 用木质素磺酸盐、烷基芳基磺酸盐等作减阻剂，可改善水泥的流动性能，其用量一般为水泥浆质量的0.11.0。,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,TC-1触变水泥堵剂,主要技术指标 触变时间：10-90min可调 微膨胀率:0.1%0.2% 初凝时间：2h4h 水泥石抗压强度： 20MPa,适用范围 高渗透或裂缝性孔洞漏失地层的封堵 松散地层的注水泥作业 管外窜槽井段的挤水泥补救固井 修补套管破裂或被腐蚀的漏洞。,（三）颗粒类调剖剂,CYY-1型封堵剂,CYY-1主要由水硬性硅酸钙矿物材料、膨胀材料和缓凝材料组成。,（三）颗粒类调剖剂,QF系列调剖剂,QF系列调剖剂的主剂由富含Ca2、Mg2的多种无机矿物粉经精细粉碎后加配多种无机盐混合而成，其悬浮固化剂由无机盐与有机络合盐反应生成。室内与现场试验表明， QF系列调剖剂是适用于50 150砂岩油藏注水井封窜、深部调剖的理想堵调剂。,（三）颗粒类调剖剂,QF质量及性能指标,（三）颗粒类调剖剂,沉淀型调剖剂，是指两种或多种能在水中反应生成沉淀封堵高渗透层的化学物质，多为无机物。该类调剖剂一般采用双液法施工，即将两种或多种工作液以1：1的体积比分别注入地层，中间用隔离液分隔。当其向地层推进一定距离后，隔离液逐渐变稀、变薄，失去分隔作用，注入的不同工作液相遇，反应生成沉淀，封堵高渗透层。,沉淀型,（四）沉淀型调剖剂,常用沉淀型调剖剂,（四）沉淀型调剖剂,树脂类堵剂是由低分子物质经过缩聚反应产生的高分子物质，具有强度高、有效期长等优点，适用于封堵裂缝、孔洞、大孔道和高渗透层。,（四）沉淀型调剖剂,泡沫类堵剂是利用起泡剂产生的泡沫进行调剖。,常用的起泡剂，主要为非离子型表面活性剂（如聚氧乙烯烷基苯酚醚）和阴离子型表面活性剂（如烷基芳基磺酸盐）。,泡沫可优先进入出水部位并稳定存在，通过Jamin叠加效应封堵来水。,（四）沉淀型调剖剂,三相泡沫调剖剂的基本配方为：起泡剂可用十二烷基磺酸钠，有效成分为1.01.5，也可用烷基苯磺酸钠，质量为1.52.0的；稳定剂为羧甲基纤维素，质量为0.51.0；固相为膨润土，质量为68；其余为水。,三相泡沫调剖剂，是由起泡剂的水溶液、气体和固体颗粒组成的一种低密度、高粘度的假塑性流体。其中液体为连续相，气体是非连续相，固体颗粒则充分分散并附着在泡沫的液膜上，使液膜强度大大提高，进而增强了泡沫的稳定性。,（ 五）泡沫类调剖剂,目 录,第三节 深部调剖与区块整体堵调工艺技术,一、深部调剖工艺技术,二、区块整体堵调工艺技术概述,粘土颗粒深部调剖技术,弱冻胶深部调剖技术,其他深部调剖技术,胜利油田目前已形成了粘土和弱冻胶两大类、几十种适于深部调剖的调剖剂配方，并开发研制了两种配套注入设备和流程撬装式注入流程和固定站式注入流程。,所谓深部调剖，就是采用大剂量调剖剂，深入油藏内部封堵高渗透带，迫使液流转向，使注入水波及以前未被波及到的中、低渗透区，改善驱替效果，提高采收率。,粘土颗粒深部调剖技术,1粘土悬浮体聚合物双液法封堵剂 以10的潍坊钠土悬浮体为A液，400mg/L的HPAM水溶液为B液，水为隔离液，由注入水将其推至地层深处相遇，絮凝沉入大孔道中，达到深部调剖的目的。 2粘土悬浮体冻胶双液法封堵剂 以10潍坊钠土悬浮体为A液，以冻胶堵剂（如铬冻胶、醛冻胶）为B液，水为隔离液，由注入水将它们推至地层深处相遇，絮凝胶结在一起，较牢固地封堵地层深部的大孔道。 3粘土单液法堵剂 10潍坊钠土悬浮体，或10（质量）左右的潍坊钠土、钙土混合悬浮体，以单液形式注入地下封堵大孔道。,弱冻胶深部调剖技术,弱冻胶的组成 弱冻胶主要由聚合物和交联剂组成。聚合物主要为聚丙烯酰胺（PAM）或部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），使用浓度一般为0.20.5（质量）；交联剂多为铬盐或铝盐的络合体系，使用浓度一般为0.020.15（质量）。成胶时间随两种物质浓度的增加和温度的升高而缩短。,弱冻胶深部调剖剂是由聚合物加入少量缓交联型交联剂制成。聚合物溶液注入地层后，优先进入油藏的高渗透区，在地层温度条件下缓慢产生轻度交联，形成粘度较大的交联聚合物段塞，使高渗透部位流动度明显下降，使注入水分流或转向，达到深部调剖的目的。,常用弱冻胶的组成及基本性能,常用弱冻胶的组成及基本性能,常用弱冻胶的组成及基本性能,弱冻胶的作用机理,弱冻胶从注水井注入目的层后，在近井地带形成冻胶体。由于弱冻胶具有可运移性，在继续注水的过程中，可在注水压差的作用下，进入油层深部，形成堵塞，迫使液流转向，提高波及效率。同时，在其运移过程中发生驱替作用，提高驱油效率。 即具有调驱双重作用。,常用弱冻胶的调驱机理,1）弱冻胶有很好的选择性进入能力。在并联双管岩心驱替试验中，90以上的弱冻胶进入高渗透岩心管，进入低渗透岩心管的弱冻胶则不足10。 2）在注弱冻胶调驱剂的过程中，生产井含水和产液下降而产油上升，并延续一段时间。说明弱冻胶有调剖和驱油双重作用。,弱冻胶的性能特点,其他深部调剖技术,多种类型调剖剂组合的多段塞深部调剖技术：针对油藏选用不同类型、性能有所差异的多种调剖剂，分成几个不同段塞注入地层，起到深部堵塞的效果。 多段塞多轮次深部调剖技术：在第一次调剖进行一段时间后，再进行第二次调剖（有的井也许还要进行第三、第四次施工），后来注入的调剖剂将前面注入的调剖剂推向地层深部，达到深部调剖目的，提高深部调剖效果。,较常见的多种堵剂组合使用技术 大孔道高渗井：弱冻胶强冻胶低度固化体高度固化体封口剂。 高 渗 区：弱冻胶强冻胶低度固化体系高度固化体系； 较 高 渗 透 区：弱冻胶强冻胶低度固化体系； 中 低 渗 区：弱冻胶强冻胶；,较常见的多种堵剂组合使用技术 粉煤灰超细水泥：应用范围较广。 PMN-PER+粘土（粉煤灰）：适用于较高温度地层使用。 水玻璃CaCl2木钙：主要用于封堵底水。 粘土双液法调剖剂：粘土HPAM、粘土HPAM冻胶、粘土水泥等。,区块整体堵水调剖，既不同于面积的油井堵水，也不同于一般的以水井为中心的单一井组堵水，而是将堵水调剖区块的油层（目的层）看成一个整体，同时对区块上的重点注水井进行调剖，对周围对应油井进行相应封堵，是将注水井调剖和油井堵水有机结合起来的一种综合性堵水技术。,区块整体堵调的定义,区块整体堵水调剖，不仅要考虑到油水井之间的对应关系，而且还要注意到井组与井组之间的相互联系，在整个区块上改变注入水水平方向的流动和纵向上的分配，调整注水井吸水剖面和油井出油剖面，达到整个区块降水增油、提高采收率的目的，比单井堵调具有更加明显的主体结构优势。,区块整体堵调工艺技术的应用,1）整体调剖单元生产形势变好，增油效果明显,2）整体调剖单元水驱开发效果改善,（1）单元含水上升速度得到有效控制，年均含水上升率控制在0.6%以内。 （2）产量递减速度明显变缓，年自然递减率均控制在10.6%以内。 （3）水驱采收率提高，按水驱规律测算，调剖后水驱采收率提高3.2%，增加可采储量154104t。,1胜坨油田“九五”整体调剖,区块整体堵调工艺技术的应用,2孤岛油田中二南Ng3-4区块整体调剖,（1）区块平均PI值由3.21MPa4.42MPa，上升了1.21MPa。,（2）高渗透层得到封堵，压力扩散变慢，压降曲线发生变化 （3）注水井吸水剖面得到明显改善 （4）注水井指示曲线发生变化，吸水指数下降，启动压力升高 （5）调剖后对应采油井日产油量上升，含水下降,（6）区块自然递减由94年的15.895年的10.5，综合递减由94年的11.895年的7.8。含水趋于稳定且略有下降。,区块整体堵调工艺技术的应用,3胜坨油田二区沙二34单元整体堵调治理,（1）注水井吸水状况发生较大变化,（2）区块整体增油降水效果明显,统计至1993年6月底，单元累计增油48569t。单元最终采收率提高3.64。,统计到1992年11月底，单元累计增油38849t。投入产出比达到1：8。,目 录,第四节 堵水调剖配套工艺技术,一、优化决策技术,利用遗传算法预测油藏渗透率场分布技术,PI 决策技术,RE 决策技术,FD 决策技术,二、示踪剂检测技术,利用遗传算法预测油藏渗透率场分布技术,利用遗传算法形成了一种自动识别油藏渗透率场分布的预测方法，在理论上首次实现了自动历史拟合，只需利用少量离散的常规的观测资料（压力、产量或注水量），就可准确给出油藏中数百个乃至数千个网格块中的渗透率值，并利用等值线图或灰度图的形式显示出油藏渗透率的分布状况，从而为制定堵水调剖和三次采油方案提供依据。,利用遗传算法预测油藏渗透率场分布技术,主要特点是群体搜索策略和群体中个体之间的信息交换 适合于处理传统搜索方法难于解决的复杂和非线性问题 用来预测油藏渗透率场分布就是应用遗传算法来解决优化组合问题,理论模型计算实例2两维单相可压缩油藏,现场验证1 L58-2块（渗透率场预测）,L58-2块当前渗透率场分布预测结果,飞雁滩油田Ng17层系当前渗透率分布预测结果,现场验证2飞雁滩（渗透率场预测）,91年投入开发，位于济阳坳陷沾化凹陷埕东凸起的北斜坡。为受断层和岩性双重控制的岩性构造油藏。含油面积10.3km2，油井72口，注水井36口。纵向上三个层系，Ng17发育较好，平面上分布稳定且为主力生产层。在Ng17层选取3口井的数据对该层当前渗透率场进行了预测 。,高渗透条带（浅色部分）与沉积河道部位（黑线条圈定范围）重合，与沉积河道处储层物性好，渗透率高这一客观事实相符。,调剖前计算的渗透率场,调剖后计算的渗透率场,现场验证3飞雁滩（调剖效果验证）,预测发现，东北部和西南部存在连续的相对高渗透区域，该部位正是沉积河道展布位置。调剖后预测发现，连续高渗透带被一些相对低渗的部分分割，不再连续，调剖井点附近尤为明显，说明油层的平面非均质性得到改善，调剖有效。,PI 决策技术,PI 决策技术是通过测定注水井井口压降曲线，计算注水压力指数（PI值），根据PI值和IPI值（平均压力指数），来确定调剖的必要性、选择调剖井和调剖剂、计算调剖剂用量、评价调剖效果、判断重复调剖的时间等。,PI 决策技术注水井调剖,注水井的PI值：,区块注水井的PI改正值,PI 决策技术注水井调剖,1）区块调剖必要性的判断 一是按区块的平均PI值进行判断，区块平均PI值越小越需要调剖；二是按区块注水井的PI值极差（区块注水井的最大PI值与最小PI值之差）进行判断，PI值极差越大越需要调剖。 2）调剖井的选定 调剖井按区块平均PI值和注水井的PI值选定。 3）调剖剂的选择 按地层温度、地层水矿化度、注水井的PI值、成本4个标准选择调剖剂。,PI决策技术的应用,PI 决策技术注水井调剖,4）调剖剂用量计算,5）调剖效果评价 调剖效果一般通过注水井井口压降曲线、注水井指示曲线、注水井吸水剖面、水驱曲线、调剖前后示踪剂的产出曲线、油井和区块的采油曲线等6种曲线进行评价。 6）重复施工时间的确定,PI 决策技术油井堵水,（1）堵水油井的选择 堵水油井按有产能、高含水、处于低PI值区域（从区块PI值等值图找出）等条件选择。 （2）堵水剂的选择 堵水剂按地层温度、地层水矿化度、油井所处PI值的区域、成本等条件选择。 （3）堵水剂用量的确定 由W=hf 计算。 （4）堵水效果评价 可由堵水前后油井的产液剖面和采油曲线的变化评价。 （5）重复施工时间 由采油曲线的变化决定。,PI决策技术应用情况,胜利油田坨21断块沙二12单元调剖堵水的PI决策 对坨21断块沙二12单元的18口注水井关井测压降和计算PI值，单元平均PI值为5.92MPa，将PI值在平均值周围的5口井作为不处理井，3口高PI值井作为增注井，10口低PI值的井作为调剖井。对PI值低于1MPa的8口井选用钙土/水泥悬浮体调剖，对PI值在14MPa的2口井选用粘土悬浮体调剖。依据试注调剖剂确定单井调剖剂用量。 按目前产液量、含水率和所处位置的PI值选择7口需要堵水井。按地层温度、地层水矿化度及油井所处位置的PI值和成本，选择堵剂。依据Wh确定堵剂用量。,PI决策技术应用情况,RE 决策技术,RE决策技术是一项集油藏多因素决策于一体的综合决策技术。通过对渗透率、吸水剖面、注入动态、井口压力降落曲线等进行多因素决策，筛选出最适合调剖的井点、堵剂类型，并可进行开发指标预测及投入产出比预测计算等。本技术主要包括了五个单项技术及集成的一体化决策软件。,RE 决策技术,选井的依据 通过大量的研究筛选，确定了选择调剖井点的主要依据是渗透率、吸水剖面、注入动态、井口压力降落曲线及采出程度含水关系等因素。,选择调剖井的多因素模糊决策模型如下：,多因素模糊决策因子矩阵；,单因素决策因子矩阵,综合评判的模糊关系矩阵；,RE 决策技术区块整体调剖的决策技术,1）堵剂类型的确定 堵剂类型的选择是通过专家系统的产生式推理方式实现的。,2）堵剂用量的计算,3）区块整体调剖的注入压力设计,4）区块整体调剖的效果预测技术,RE 决策技术区块整体调剖的决策技术,5）注水井剖面调整效果评价技术,(1)区块开采曲线的变化,指数递减：,调剖堵水后累积增加的产量为：,双曲递减：,调和递减：,(2)增产效果评价,（3）水驱曲线评价,根据调剖前后水驱曲线的表达式可以评价增加的可采储量、最终采收率、降水量与含水上升率的下降等指标。,RE 决策技术- 应用实例,埕四南块整体调剖决策结果,RE 决策技术- 应用实例,决策优化方案要求施工11口井，使用堵剂7442m3，预测增油7500t。实际施工13口井，16井次，使用堵剂9446 m3，增产原油7442t。试验结果表明，RE 决策技术对区块整体调剖具有一定的指导意义。,FD 决策技术,FD决策技术是建立在堵水调剖PI决策技术基础上的一个充分调剖的理论,通过对注水井充分调剖特征及充分调剖判别方法的定性和定量研究，以FD（full degree充满度）值决策注水井是否调剖。定义式如下：,上式中若FD=0，即PI=0，表示地层为大孔道控制；若FD=1,即PI=P0表示地层无渗透性。注水井FD以0.75-0.90为最佳值，当FD0.75时，应进行调剖。调剖剂类型及用量计算同PI决策技术。,示踪剂的作用,1）了解注水井与采油井的连通情况 2）了解注入流体在地层中的渗流速度 3）了解地层的分层情况 4）了解地层中是否存在裂缝 5）评价地层处理效果,示踪剂的应用,1）示踪剂应满足的条件 在地层中的背景浓度低，在地层中的滞留量少，化学稳定性与生物稳定性好，与地层流体配伍型好，检测、分析简单、灵敏度高，安全无毒、对测井无影响，货源广、成本低。 2）油田常用示踪剂 油田常用的示踪剂有氚水（3H2O）、硫氰酸铵 （NH4CNS）、硝酸铵（NH4NO3）、溴化钠（NaBr）、碘化钠（NaI）、氯化钠（NaCl）、荧光素钠 （C20H12O5Na2）、乙醇（C2H5OH）等。,4）投放示踪剂前 的准备工作,3）示踪剂用量计算,示踪剂的应用,示踪剂检测技术在胜采堵调中的应用研究,一、示踪剂的研究,筛选出适合胜坨油田的示踪剂：硫氰酸铵、硝酸铵。 硫氰酸铵与硝酸铵示踪剂检测原理 在注水井上注硫氰酸铵或硝酸铵，在油井上取样检测，含有硫氰化物的水样中加Fe3，生成红色络合物，亚硝酸根与氨基苯磺酸及柰胺反应生成红色络合物，可用分光光度计测定，根据分光光度计上显示的数据，对照该井空白样所做标准曲线，查出SCN-或NO2-的浓度。,示踪剂的性质研究 1NH4SCN的耐温性 130条件下NH4SCN溶液浓度随时间变化趋于平衡时，SCN含量保留率为86.5，可在130条件下使用。,260条件下油水分配系数 以煤油为油相测定NH4SCN在60条件下平衡24h的油水分配系数接近0，说明SCN基本不向油中分配。,3SCN在胜采污水中的加标回收率 SCN在胜采污水中的加标回收率在99.0105，说明适用于胜坨油田油井产出SCN的分析。,硝酸铵的性质分析与硫氰酸铵相同。,1990年1993年在胜坨油田共注示踪剂12井次，在对应油井检测水样11792井次。,（一）在胜二区沙二3开发中的应用 1用量计算 G1.44102hSwCp0.265L1.736 式中：G示踪剂用量，t； h地层厚度，m； 地层孔隙度，小数； Sw含水饱和度，小数； Cp从油井采出示踪剂的峰值，mg/L； 分散常数，m； L井距，102m。,2.投放前的准备 熟悉井史：了解注水井转注以来水质的变化和对应油井产出水质的变化，估计示踪剂可能突破的时间。 分析背景浓度：投放示踪剂前，每天或隔天一次，测定注入水和对应油井产出水中示踪剂的背景浓度。每次取10个数据，作为投放示踪剂后判断示踪剂是否已到达油井的对比数据。 3.示踪剂的投放 4.取样时间间隔的规定 根据估计的突破时间决定取样间隔时间，易突破的24h取样一次，不易突破的每天或三天取样一次。,示踪剂在试验区的应用 （1）跟踪注水流向 2119、21139、22179投入示踪剂后，经对应油井取样检测，示踪剂沿东南西北方向窜流，与砂体沉积方向基本一致，且渗流速度快。 （2）描述地层，决定堵剂类型及用量 投入示踪剂后，在对应的油井取样得出示踪剂产出曲线，用数值分析方法，通过曲线拟合得到强水洗段的厚度、渗透率、最大孔隙半径和堵剂封堵半径。最大孔隙半径按下式计算：,（3）检验油层有无高渗透层或高渗透条带存在 2119井注示踪剂后，21171井检出示踪剂的峰值为56mg/L，远高于其他井，说明2井间具有高渗透带。22179井注示踪剂后，示踪剂沿2114、22139、22N129井西北方向窜流速度快，说明砂体中有一高渗透层存在。用钠土封堵施工4天后在23179井见到大量堵剂，得到证明。 （4）验证油水井注采连通情况，为分析封堵效果提供依据 3口井注示踪剂后，在邻近其他地层沙二12、沙二46共15口井检出不同浓度示踪剂，说明油水井注采关系十分复杂，管外窜严重。,在坨七断块开发中的应用 为了落实断层，确定注水在地下的渗流方向，在坨七胡同地区35181井、顶部断层交会地区的36100井、中部地区的33147井进行注示踪剂试验。试验结果显示：（1）在非注入层位检测到示踪剂，说明油水井具有管内或管外窜槽的可能；（2）对应油井检测到示踪剂的时间较早，说明油水井间具有大孔道存在，并初步探明水流方向；（3）在坨七外的坨30、坨11、坨28的油井检测到示踪剂，说明一条东西向的断层不存在或不密封。,目 录,施工工艺为堵水调剖工艺技术的重要组成部分,从目标井的类型考虑,油井堵水施工工艺 注水井调剖施工工艺,从使用堵剂类型考虑,颗粒类堵剂施工工艺 冻胶类堵剂施工工艺 泡沫类堵剂施工工艺 双液法类堵剂施工工艺,从堵剂用量方面考虑,小剂量施工工艺 大剂量施工工艺,堵水调剖施工工艺包括 1.选择堵水调剖试验井； 2.收集堵水调剖试验井相关油藏及开发资料； 3.制定施工工艺方案； 4.现场实施； 5. 分析、评价试验效果。,1堵水井的选井条件 砂岩油田油井堵水选井条件 （1）油井单层厚度较大(一般要求大于5m）。 （2）油井各油层纵向渗透率差异较大（可优先选择油层纵向渗透率级差大于2的井）。 （3）优先选择纵向水淹程度不均匀，纵向上部分层段未发挥作用，目前尚有较大生产潜力的井。 （4）出水层位比较清楚。 （5）固井质量好，无层间窜槽。,选择试验井,碳酸盐岩油田油井堵水选井条件 （1）生产层段是以裂缝为主的裂缝性储层。 （2）生产层段是以溶蚀孔洞为主的孔洞型储层。 （3）生产层段是以晶间孔和粒间孔为主的孔隙型储层。 （4）生产层段中水平裂缝比较发育。 （5）生产剖面纵向差异大，除主力层段外有接替层段。,2调剖井的选井条件 （1）位于综合含水高、采出程度低、剩余饱和度较高的开发区块。 （2）油层厚度较大（一般要求大于5m）。 （3）吸水和注水状况良好。 （4）固井质量合格，无窜槽和层间窜漏。 （5）纵向渗透率差异较大，具有高吸水层段。 （6）与井组内油井连通情况好。 （7）对应油井的采出程度较低，有较多的剩余可采储量，具有一定的增产潜力。 （8）井组（或区块）油井产量差异大。,应用PI决策技术选择调剖井,关井测井口压降曲线,计算注水井的PI值：,计算注水井的PI改正值：,调剖井按区块平均PI值和注水井的PI值选定。通常选低于区块平均PI值的注水井为调剖井，高于区块平均PI值的注水井为增注井，在区块平均PI值附近的注水井为不处理井。,应用RE决策技术选择调剖井,求出区块注水井的多因素综合决策因子后，选择该因子比较大的井进行调剖。通常是大于平均值的井需要调剖。,单因素选井,多因素选井,利用渗透率选择调剖井：渗透率比较高 、渗透率变异系数比较大,利用注水井注入动态选择调剖井：单井吸水强度大,利用吸水剖面选择调剖井：吸水百分数变异系数较大,利用井口压力降落曲线选择调剖井：PI值较小的井,利用注采井组含水采出程度关系来选择调剖井：低采出程度，高含水的注采井组内的注水井,应用RS决策技术选择调剖井,RS决策技术主要根据影响调剖井选择的主要参数进行选井。其中包括注水井的吸水指数、视吸水指数、井口压降曲线、渗透率变异系数、吸水剖面、油层平面非均质性、对应油井的含水及产液能力、采出程度及控制储量等。多项参数对选择调剖井的影响是不确定的，有的值越大越有利于调剖井的选择，有的则相反。需要对多种参数建立模糊数学综合评判模型进行优选。,3堵水调剖施工工艺方案设计 选择堵水调剖井后，根据地质方案编写制定施工工艺方案。 1）收集整理堵水调剖井的动态、静态数据 选择确定堵水调剖井后，需要收集整理与该井相关的动态、静态资料，并在施工工艺方案中列出。,（1）基础数据,（2）油层数据,（3）目前生产情况 堵水井目前生产情况 注水井目前注水情况 （4）调剖井对应油井生产情况,2）施工目的 选定堵水调剖井后，需要对该井的油藏资料、开发资料和各种测试（吸水剖面、产液剖面、吸水指示曲线、压降曲线等）资料（注水井调剖还需要对对应油井的生产资料）进行分析，确定该井目前存在的主要矛盾，分析实施堵水调剖治理后的增油降水潜力。根据分析结果，确定需要实施堵水调剖治理的层位和封堵类型，此即为该井的施工目的。,3）设计原则及依据 在充分分析拟堵水调剖井段的分析测试资料和生产资料（注水井调剖需结合对应油井各对应生产井段的生产情况）的基础上，选择确定适宜的的堵水调剖治理方法。,4）施工设计 主要内容包括：选择堵水调剖剂、设计堵水调剖剂用量、计算顶替液量、施工时的挤注排量和注入压力。 （1）选择堵水调剖剂 选择堵剂需要考虑的内容包括：地层温度、油层物性、地层水或注入水水质和总矿化度、井下管柱类型（普通管柱、防砂管柱）、封堵半径等。所选择的堵水调剖剂必须具有良好的热稳定性能、与地层水配伍和良好的注入性能等。,（2）设计堵水调剖剂用量 设计油井堵水的堵剂用量 油井堵水时的堵剂用量主要考虑封堵半径，按下式计算堵剂用量： V=ra 2h,（3）顶替液量 顶替液量需要依据不同的堵水调剖类型确定。 颗粒类堵水调剖剂（尤其是颗粒固结体类）进行剖面调整，一般要求过量顶替，尽可能将颗粒顶离近井地带。 实施大剂量深部调剖的作业施工，一般也要求过量顶替，以保证近井地带的注入能力。 对于常规堵水调剖施工来讲，顶替液量为地面管汇容积、管柱容积、油套环空容积和附加顶替液量之和。 V0V1+V2+V3+V4,（5）注入压力 调剖施工的泵注压力与地层条件、注入排量、累计注入量、调剖剂性能（类型、理化性能等）等多方面因素有关。在施工设计中需要注明施工压力上限。制定施工压力上限的原则一般为：从施工安全和不伤害地层的角度考虑，施工压力一般不超过地层破裂压力的80；从调剖治理后能够保证有效注水的角度考虑，施工压力一般不超过注水干线压力；另外，从保证施工效果的角度考虑，一般选取注入过程中的爬坡压力为3.0MPa5.0MPa。,5）施工准备 （1）施工设备的准备 需要配备的施工设备包括：注入流程、配液设备和高压管汇。如现场无水源或不能使用注入水配制调剖剂，还需配备水罐车。施工设备通常由施工单位准备。 （2）施工用料的准备 施工用料主要指调剖剂（原料或配制好的调剖剂）。施工用料一般由提供调剖技术服务的单位准备。,6）施工步骤 该部分主要叙述挤注调剖剂的施工过程，将在后面进行较为详细的叙述。 7）施工注意事项（应急预案） 该部分主要说明施工过程中需要注意的安全事项。 8）施工料单 堵水调剖（尤其是由乙方向甲方提供技术服务）的施工设计中，需要注明所用堵水调剖剂中各种用料的名称、规格型号与用量。,9）费用预算表 主要注明所用堵水调剖剂中各种用料的名称、规格型号、单价、用量与价格，施工费用及其组成等。 10）附图、附表、曲线等 这一部分主要是画出施工管柱示意图和施工流程示意图。施工管柱示意图中应注明调剖层位、施工管柱尾管位置、井下工具（主要为封隔器）位置、人工井底或沙面位置等。,（一）施工步骤 1井筒准备 1）不动管柱施工 （1）用施工用水反洗井至进出口端的水质一致。 （2）投捞配注水嘴，调剖层为空嘴子，非调剖层为死嘴子。 （3）正注水2d3d。 （4）测定注水指示曲线、压降曲线和吸水启动压力，计算调剖层吸水指数。,2）动管柱施工 （1）起出注水管柱。 （2）通井至人工井底，有砂则探冲砂至人工井底。 （3）按调剖施工设计要求下入施工管柱，坐封，安装井口。 （4）正注水2d3d。 （5）测定注水指示曲线、压降曲线和吸水启动压力，计算调剖层吸水指数。,2井场布置 摆放好配液设备和注入设备，连接好各种管线。 3试压 关闭井口阀门，管线试压20MPa25 MPa，不刺不漏为合格。 4配制调剖剂 按设计要求和所选用调剖剂的配制方法配制调剖剂。调剖剂的配制速度需满足挤注要求。,5挤注调剖剂 1）试挤 按设计要求挤注一定量的配制调剖剂用的水，确定调剖剂挤注排量和压力。 2）挤注调剖剂 根据试挤确定的挤注排量和压力注入调剖剂。 6挤注顶替液 调剖剂挤注完毕后，按设计要求挤注顶替液。 7关井 挤注完调剖剂和顶替液后，按设计要求的时间关井侯凝。,8投注 1）不动管柱施工后投注 （1）洗井 用注入水反洗井至进出口端的水质一致。 （2）测试 正注水3d7d后，测试录取调剖层调剖后的注水指示曲线、压降曲线和吸水启动压力，计算调剖层吸水指数。 （3）投注 按地质设计要求投捞井下水嘴，分层配注。,1）动管柱施工后投注 （1）洗井 用注入水反洗井至进出口端的水质一致。 （2）测试 正注水3d7d后，测试录取调剖层调剖后的注水指示曲线、压降曲线和吸水启动压力，计算调剖层吸水指数。 （3）投注 起出施