石油工业：分层堵水技术ppt课件

1、 前言前言找水技术的发展与应用找水技术的发展与应用机械堵水工艺的改进与提高机械堵水工艺的改进与提高化学堵水技术的提高与应用化学堵水技术的提高与应用结论与建议结论与建议 随着油田开发进入高含水阶段，油井随着油田开发进入高含水阶段，油井主力层水淹级别高，动用已相对充分，主力层水淹级别高，动用已相对充分，而次主力层，水淹级别较低，动用相对而次主力层，水淹级别较低，动用相对较差，为减少层间干扰，改善层间矛盾，较差，为减少层间干扰，改善层间矛盾，通过对出水层段和套漏位置的识别，采通过对出水层段和套漏位置的识别，采取针对性措施对层间、层内水淹、管外取针对性措施对层间、层内水淹、管外水窜层进行封堵，以充分动

2、用潜力层，水窜层进行封堵，以充分动用潜力层，实现层间转移，从而改善吸水和产液剖实现层间转移，从而改善吸水和产液剖面，挖掘油井层间潜力，是目前高含水面，挖掘油井层间潜力，是目前高含水开发阶段提高采收率的重要手段开发阶段提高采收率的重要手段前 言 中原油田的特殊地质条件导致了油井层间动用差异较大、含油小层较多，加之复杂的井况条件给找 、 堵 水 工 艺 的 实 施 造 成 了 很 大 困 难 。 为了解决这些困难，根据油藏和井况特点开发应用了相应的找、堵水工艺技术.前 言一、找水技术的发展与应用测试找水技术对比表项目名称项目名称技术特点技术特点适应范围适应范围静态静态中子寿命中子寿命探测深，测探测

3、深，测- -渗渗- -测钆中子测钆中子能寻找强出水层能寻找强出水层孔隙度孔隙度1010C/OC/O探测深不受矿化度影响探测深不受矿化度影响孔隙度孔隙度1515，评价水淹级别评价水淹级别PND-SPND-S直径细不受矿化度影响直径细不受矿化度影响孔隙度孔隙度1010，评价水淹级别评价水淹级别动态动态抽汲抽汲模拟油井正常生产条件模拟油井正常生产条件, ,找水准确找水准确低产、高含水油低产、高含水油井、大斜度井井、大斜度井环空环空解决了低渗量、高含水井解决了低渗量、高含水井测试难题测试难题低产、高含水油低产、高含水油井、直井井、直井气举氧活化气举氧活化准确判别出水位置及水流准确判别出水位置及水流大小

4、大小高产、高含水油高产、高含水油井井中原油田分公司采油工程技术研究院中原油田分公司采油工程技术研究院技术原理技术原理 通过橇装制氮注氮机组把氮气注入井内形成气举，再使用7参数/氧活化等测井技术进行找水测试。一、找水技术的发展与应用 气举测井找水技术技术原理中原油田分公司采油工程技术研究院 用封隔器将各生产层分隔开，对应各生产层位置各下一个找堵水开关。 开关在下井前分别调成打开和关闭状态，分别对准生产层和封隔层安装，通过打套压实现关、开状态互换。 一、找水技术的发展与应用 液压调层找堵水一体化管柱开关开关2开关开关1开关开关3三层找堵水管柱找水机理卫77-11井(气举测井找水)一、找水技术的发展

5、与应用典型井例钆-中子寿命测井成果图中原油田分公司采油工程技术研究院 措施前：日产液30.4吨，日产油1.3吨，含水95.8%； 措施：08.8.16日下一体化管柱生产，初期关闭S2S2.4-3.3 层，生产S2S3.4层。 措施后：日产液7.1吨，日产油0.7吨，含水90%； 调层：分析生产层S2S3.4为低能高含水，并于8.22日井下开关换层，关S2S3.4生产S2S2.4-3.3； 换层生产后：日产液36.4吨，日产油2.1吨，含水94.3%。 调层方便、灵敏，节约作业费用，确保了堵水效果。P2-454井(液压调层找堵水)一、找水技术的发展与应用 S2S2.4-3.3S2S3.4应用实例

6、中原油田分公司采油工程技术研究院检测原理检测原理 高能脉冲中子与氧元素相互作用后发生氧核反应，并放射出特征伽马射线，通过检测伽马射线可确定仪器周围含氧流体的流动情况，准确给出各层的分层吸入情况，实现对管外窜流的检测。 闪烁闪烁伽马伽马探测器探测器高能高能(14-MeV)中子发生器中子发生器O16N16O16g (6.13 MeV)g (6.13 MeV)Beta衰变衰变7.13-sec半衰期半衰期氧活化氧活化nO16*一、找水技术的发展与应用 氧活化找窜找漏技术 中原油田分公司采油工程技术研究院08年9月8日该井的液量突然增大(27.8/52.1)采用氧活化找漏找窜 测井资料显示，套管完好，1

7、9号层水层与已射孔的20号层S3上4窜层分析：固井质量较差导致的管外窜槽 措施：挤堵堵死S3上4的20号层，挤堵后单独生产下部的S3上5油层。日产液52/22.1,日产油4.8/0.7/5.2含水%82.899.876.5一、找水技术的发展与应用 氧活化找窜找漏技术文92-132井中原油田分公司采油工程技术研究院 应用实例应用实例:WC360-P1:WC360-P1井井 措施前：08年9月9日氮气气举配合氧活化实施排液找窜发现从2598m以下存在管外窜，水流量在200-300m3/d天左右。 措施：应用氮举氧活化找窜技术，10月21日成功封堵管外窜后开抽。 措施后：日产液16.2m3，平均日产

8、油达15.1t，含水降至6.6%，液面降至1852m，累计增油344.7t。一、找水技术的发展与应用 氧活化找窜找漏技术中原油田分公司采油工程技术研究院二、机械堵水工艺的改进与提高工艺特点中原油田分公司采油工程技术研究院二、机械堵水工艺的改进与提高水层油层桥塞桥塞封下采上封下采上封上采下封上采下水层油层封隔器封隔器封隔器封隔器封中间采上下封中间采上下水层油层封隔器封隔器封隔器封隔器油层封上下采中间封上下采中间水层封隔器封隔器封隔器封隔器油层水层桥塞桥塞根据封堵位置：丢手管柱分为以下四种根据封堵位置：丢手管柱分为以下四种中原油田分公司采油工程技术研究院Y211Y211抽油泵抽油泵二、机械堵水工艺

9、的改进与提高连泵堵水管柱的改进中原油田分公司采油工程技术研究院Y241Y241封隔器封隔器伸缩管伸缩管抽油泵抽油泵二、机械堵水工艺的改进与提高连泵堵水管柱的改进中原油田分公司采油工程技术研究院二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制油油 层层油油 层层高含水层高含水层 油油 层层高含水层高含水层 油油 层层上封上封下封下封 上封隔器应具有支撑锚定上封隔器应具有支撑锚定功能，下封隔器应具有较好的功能，下封隔器应具有较好的耐上压能力，保证管柱锚定可耐上压能力，保证管柱锚定可靠性强、密封有效期长靠性强、密封有效期长中原油田分公司采油工程技术研究院 长期以来主要使用管柱长期以来主要使用管柱

10、防顶卡瓦防顶卡瓦+Y111+Y111封隔器封隔器+Y221+Y221封隔器型封隔器型防顶卡瓦防顶卡瓦+Y221型型Y211Y211(Y221)(Y221)Y111Y111 防顶卡瓦防顶卡瓦特点：坐封方便，管柱锚定可靠，有效特点：坐封方便，管柱锚定可靠，有效期较长。期较长。缺点：安全性差，打捞困难，缺点：安全性差，打捞困难， 易发生卡易发生卡井等井下事故井等井下事故, , 并且不适用于斜井。并且不适用于斜井。二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制中原油田分公司采油工程技术研究院 为了解决丢手堵水管柱的安全性问题和提高其适用性，研制了支撑器+Y341封隔器型和Y241封隔器+Y341封

11、隔器型两种卡堵水管柱。二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制上封隔器采用带锁紧功能的外锥式支撑、锚定、锁紧一体化的新型Y241结构 ，解决管柱可靠性支撑和安全性的矛盾。 下封隔器采用上压平衡式结构设计，提高其承上压的能力。 高含水高含水层层油层油层油层油层PHY341-112封隔器封隔器Y241-112封隔器封隔器坐封球座坐封球座+筛管筛管+丝堵丝堵 图4KDS-105KDS-105丢手丢手 丢手设计采用在打捞时可实现二次投球液压丢手的方式。u Y241支撑式管柱设计二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制中原油田分公司采油工程技术研究院Y241支撑式u 专用捞矛 结 构

12、: 上接头、弹簧、打捞爪、支撑芯轴、剪钉、下接头和承载筒等。 原 理：捞矛到位，冲洗、加载，打捞爪脱离支撑，收缩，进入丢手筒定位台阶，上提，打捞爪复位，被支撑卡于定位台阶，继续上提、解封、起出。二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制中原油田分公司采油工程技术研究院中原油田分公司采油工程技术研究院uY241+Y341Y241+Y341封隔器型封隔器型KDSKDS丢手丢手PHY341封隔器封隔器Y241封隔器封隔器坐封球座坐封球座+筛管筛管+丝堵丝堵Y241+Y341型型二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制中原油田分公司采油工程技术研究院u支撑器支撑器+Y341+Y341

13、封隔器型封隔器型支撑器+Y341型Y341Y341Y341Y341支撑器支撑器二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制中原油田分公司采油工程技术研究院u应用实例：文应用实例：文92-8992-89井井电泵）电泵）二、机械堵水工艺的改进与提高新型丢手堵水管柱的研制2786.82798.1油层油层油层油层PHY341-112封隔器封隔器Y241-112封隔器封隔器坐封球座坐封球座+筛管筛管+丝堵丝堵 KDS-105KDS-105丢手丢手l44套管井卡堵水管柱套管井卡堵水管柱l 典型井例：典型井例：WC20-C4WC20-C4井井l 措施前：该井正常生产日产液措施前：该井正常生产日产液0.

14、6m30.6m3，日产油，日产油0.2t0.2t，含水，含水5858，0808年年2 2月含水上升至月含水上升至98.998.9。 l 措施：措施：0808年年6 6月依地质方案要求月依地质方案要求采用采用Y341-80Y341-80卡封丢手管柱卡封生产。卡封丢手管柱卡封生产。l 卡封后：日产液卡封后：日产液1.6m31.6m3，日产油，日产油0.8t0.8t，含水，含水68.368.3。l 文文13-356井电磁探伤测井成果图井电磁探伤测井成果图中原油田分公司采油工程技术研究院气层气层油层油层Y341-80封隔器封隔器2584267326962762.12581268038抽油泵抽油泵210

15、0Y341-80封隔器封隔器二、机械堵水工艺的改进与提高特殊套管卡堵水管柱的配套lY341-98Y341-98卡封丢手管柱卡封丢手管柱l 云云1-21-2井井 l 措施前：正常生产日产液措施前：正常生产日产液18.3m318.3m3，日产油日产油13t13t，含水，含水30%30%l 2019 2019年年3 3月月2 2日含水突升至日含水突升至100100，分析套漏，分析套漏，3 3月月9 9日氧活化找漏显示日氧活化找漏显示补贴管上部漏失补贴管上部漏失l 措施：措施：20192019年年9 9月月1818日采用日采用9898卡封丢手管柱，座封丢手一次成功。卡封丢手管柱，座封丢手一次成功。l

16、卡封后：日产液卡封后：日产液11.0m311.0m3，日产油，日产油6.9t6.9t，含水，含水33%33%。l 解决套管补贴井卡堵问题解决套管补贴井卡堵问题文文13-356井电磁探伤测井成果图井电磁探伤测井成果图二、机械堵水工艺的改进与提高特殊套管卡堵水管柱的配套中原油田分公司采油工程技术研究院中原油田分公司采油工程技术研究院 近些年来，中原油田适用的堵剂主要有高强度堵水调剖剂、封窜堵漏剂和超细水泥封堵剂等，由于这些堵剂各自存在缺陷，比如滤失强度偏低、封堵后强度高而比较难解及滞留困难，成功率低等。 针对这些问题，开发了高强度触变性封堵体系。 三、化学堵水技术的提高与应用高强度触变性封堵体系的

17、开发 中原油田分公司采油工程技术研究院 堵剂颗粒分子之间通过离子键等化学键形成桥接，堵剂浆体进入封堵部位后，停泵，通过触变作用，高强度封堵剂在近井带快速吸附交联形成三维网架结构，阻止固相颗粒远距离运移，后继堵剂在压差作用下经网架结构滤失掉自由水，从而不断密实网架结构，形成高固相富集带的封堵层，有效滞留在封堵部位。在井下温度和压力条件下，堵剂被激活，开始固化，同时微膨胀，与地层紧密地胶结在一起，在封堵层位形成抗压强度高、韧性好有效期长的固化体。三、化学堵水技术的提高与应用高强度触变性封堵体系的开发封堵机理 中原油田分公司采油工程技术研究院 高强度触变性封堵体系，根据不同油藏及封堵目的对组份调整后

18、其各项指标形成堵剂系列,适应范围宽，可用于30-130地层堵水、堵漏和封窜三、化学堵水技术的提高与应用高强度触变性封堵体系的开发体系特点技术指标外观：灰色粉末密度：1.8-1.9g/cm3水分：10%细度筛孔0.9mm筛余）：10%适应温度：30-130 初凝时间：8h(可调)终凝时间：10h(可调)凝固强度：28 MPa濮城沙三下及沙四深层 文东 文南 卫城 桥口 白庙 高压低渗区块：以超细增韧材料和高聚物为主体，尽可能扩大处理半径，提高封堵有效期。 高压低渗区的负压油气井：主要由中、细、超细高失水材料为主体，兼顾处理半径和封固强度。 中原油田分公司采油工程技术研究院三、化学堵水技术的提高与

19、应用高强度触变性封堵体系的开发适应性濮城主力区块 马寨 马厂 文明寨 濮城主力区块:开采时间长，层间压力差异大，孔道发育，施工中用量较大，体系主要以中、细高失水材料为主体。 马寨 马厂:具有较高启动压力，层间压力差异大，孔道发育，施工中堵剂用量大，理论计算失误率高。结网材料要求高。 文明寨：底层孔隙大，亏空明显，负压严重，堵剂用量大，相对难度不大。中原油田分公司采油工程技术研究院三、化学堵水技术的提高与应用高强度触变性封堵体系的开发适应性濮城部分断层、盐层区块，文东文南盐层区 堵剂用量大，可预见和可控性差，断层破碎带流失严重，盐层空洞明显；适应中、粗、细合理搭配的高堵塞性结网材料，凝固时间不易

20、太长；施工难度大，成功率低。 上述区块套变，套漏井多，对堵剂的抗盐要求高。 中原油田分公司采油工程技术研究院三、化学堵水技术的提高与应用高强度触变性封堵体系的开发适应性套漏井 水泥返高以下下套漏井近似堵层，与油田大部分区块相当。 自由段套漏，主要添加高密材料和早强材料，缩短稠化时间，使体系在近井地带很快形成高强压实层，避免堵剂在压力下漏失，同时该工艺对现场配套要求也较高。 中原油田分公司采油工程技术研究院三、化学堵水技术的提高与应用高强度触变性封堵体系的开发适应性 有些井长期注采及层间频繁调整，导致近井地带污染严重甚至堵塞部分油、水层，化学挤堵施工前测吸水压力高、吸水量少，但停泵后压降较快，应

21、用酸化工艺解除近井地带污染，后续实施化学堵水措施，并结合使用耐酸型复合堵剂，解决了有效期短的问题。三、化学堵水技术的提高与应用酸堵结合工艺技术中原油田分公司采油工程技术研究院中原油田分公司采油工程技术研究院 为了对不同的目的层进行挤堵和保证施工效果，在化学堵水时需要配套相应挤堵工艺管柱。中原油田主要使用的是单封挤堵，出于安全上的考虑，双封挤堵管柱近几年基本未再应用。三、化学堵水技术的提高与应用分层挤堵工艺的完善挤堵工艺管柱 中原油田分公司采油工程技术研究院中原油田使用的分层挤堵工艺管柱主要是中原油田使用的分层挤堵工艺管柱主要是Y221Y221型、型、Y341Y341型顶封保护管柱。型顶封保护管

22、柱。Y221Y221水力锚水力锚水力锚水力锚Y341Y341 堵剂挤完后，要求管柱尽快起出，不能做到保压侯凝，降低了挤堵效果。一旦没有及时起出，将发生插旗杆等井下事故。三、化学堵水技术的提高与应用分层挤堵工艺的完善分层挤堵管柱工作原理：工作原理：保护层保护层施工层施工层保护层保护层定泄压滑套定泄压滑套下管柱下管柱滑套打开滑套打开调堵施工调堵施工投球投球保护层施工层上封隔器上封隔器球球 座座保护层保护层下封隔器下封隔器防沉积水力锚防沉积水力锚保护层施工层保护层 三、化学堵水技术的提高与应用分层挤堵工艺的完善 中原油田分公司采油工程技术研究院保护层挤堵层技术原理：技术原理： 利用投送器通过机械方利

23、用投送器通过机械方式完成可钻式插管封隔器的坐封，式完成可钻式插管封隔器的坐封，之后直接挤堵，挤堵后上提管柱关之后直接挤堵，挤堵后上提管柱关闭机械密封开关实现下部保压侯凝。闭机械密封开关实现下部保压侯凝。最后下钻钻掉可钻式插管封隔器上最后下钻钻掉可钻式插管封隔器上部锁紧部分后可直接提出封隔器。部锁紧部分后可直接提出封隔器。三、化学堵水技术的提高与应用薄夹层挤堵管柱为了解决保压侯凝问题和薄夹层的挤堵安为了解决保压侯凝问题和薄夹层的挤堵安全问题，开发设计了可钻式插管封隔器型全问题，开发设计了可钻式插管封隔器型薄夹层挤堵管柱。薄夹层挤堵管柱。薄夹层挤堵管柱典型井例分析典型井例分析（1 1马马11-11

24、-侧侧127127下挂下挂4 4套不留塞封窜套不留塞封窜 封窜井段：封窜井段：2893.0-2962.0m2893.0-2962.0m。 现场测吸水：稳定压力现场测吸水：稳定压力24MPa 24MPa 吸水量吸水量7.2 m3/h 7.2 m3/h 使用体系：主要以中、细高失水材料为使用体系：主要以中、细高失水材料为主体，增加结构形成剂和滤失添加剂用主体，增加结构形成剂和滤失添加剂用量，缩短稠化时间量，缩短稠化时间采用工艺：采用工艺：27/8+400m 27/8+400m 的的2 2 +62+62尖钻尖钻头，挤堵完后接着加深管柱钻冲至头，挤堵完后接着加深管柱钻冲至2990m2990m，反洗井，

25、然后上提管柱至，反洗井，然后上提管柱至2600m2600m以上，以上，继续关井候凝继续关井候凝4848小时。小时。堵剂用量：堵剂用量：14m3 14m3 挤堵最高稳定压力挤堵最高稳定压力32MPa32MPa。挤堵效果：试压挤堵效果：试压15MPa15MPa，一次成功。，一次成功。三、化学堵水技术的提高与应用 典型井例（2濮1-30油井水泥返高以上堵漏 漏点位置：849-900m ;1109-1111m;1112-1113m共三处，跨度近300m现场测吸水：压力最高2MPa 吸水量27.7 m3/h 使用体系：在中高失水材料中添加高密材料和早强材料，缩短稠化时间。堵剂用量：30m3 挤堵最稳定压

26、力9MPa。挤堵效果：试压8MPa,胜利 三、化学堵水技术的提高与应用 典型井例中原油田分公司采油工程技术研究院（3 3W211W211含气油井堵水高温高压堵漏）含气油井堵水高温高压堵漏） 措施前：该井96年完井，措施前38、41号层高含水，且41、44-46号层伴生天然气，日产液46m3，含水87%；日产气5600m3 施工情况：第一次堵水施工,堵剂有效用量13m3,施工压力最终稳压45MPa,1h后起卡封挤堵管柱,7h起完, 关井3h后井口压力上升为3.5MPa,候凝至36h探塞面为3170m，与设计塞面吻合,钻塞后试压25MPa,15min压降为11MPa封堵失败。中原油田分公司采油工程

27、技术研究院三、化学堵水技术的提高与应用 典型井例 分析第一次失败的原因为：高压气窜分析第一次失败的原因为：高压气窜 第二次堵水施工，设计用量第二次堵水施工，设计用量6m36m3，实际有效用量，实际有效用量4.6m34.6m3，施，施工压力最终稳压工压力最终稳压49MPa49MPa，彻底反洗井后，憋压，彻底反洗井后，憋压30MPa30MPa关井关井6h6h，起卡封挤堵管柱，起卡封挤堵管柱，6.6h6.6h起完，座井口关井后井口无压力，候起完，座井口关井后井口无压力，候凝至凝至36h36h探塞面为探塞面为3166.5m3166.5m，钻塞后试压，钻塞后试压25MPa25MPa，30min30min

28、压降为压降为0 0，封堵成功。封堵成功。 经历：在高压油、气、水井的施工中，当层间差异较大时，经历：在高压油、气、水井的施工中，当层间差异较大时，优选性能优良的堵剂和先进合理的施工工艺控制技术是提高优选性能优良的堵剂和先进合理的施工工艺控制技术是提高成功率的关键。成功率的关键。（3 3w211w211含气油井堵水高温高压堵漏）含气油井堵水高温高压堵漏）中原油田分公司采油工程技术研究院三、化学堵水技术的提高与应用 典型井例保护层S3中11挤堵层S3下1施工前：作业前产状为21/0/100%/640m 测试结果显示S3下1为主出水层。 需填砂600m，且该井有溢流，不宜实施填砂施工施工情况：可取式桥塞封堵下部层位，桥塞上填10m砂保护桥塞，下封保护S3中11，挤堵S3下1。 试挤泵压达到30多MPa，无法实施化堵施工。 分析以往措施认为地层砂、岩屑堵塞近井地带，实施酸化解堵选择解堵酸液6m3，施工压力由最初31MPa降至20MPa，关井反应12h 化学挤堵，完毕后候凝24h措施后：产状为18m3