调剖堵水

为了抑制水膨体的过快膨胀，使其能够进入高渗透 或裂缝性地层，可选用非极性液体（如煤油），半极性 液体（如乙醇、异丙醇），电解质溶液（如NaCl水溶液） 作携带介质。
4、粘土/水泥调剖剂 粘土 - 水泥分散体调剖剂由粘土与水泥悬浮 于水中配制而成。 这种分散体进入地层后，可在孔隙的喉道部 位形成堆积物（滤饼），水泥的水化反应使堆积 物固结，用于封堵特高渗透或裂缝性地层。 在粘土-水泥分散体中，粘土和水泥的质量 分数一般在6%～20%范围。 此外，也可用碳酸钙-水泥分散体或粉煤灰 -水泥分散体作调剖剂。
调剖井的选定
按区块平均PI改正值和注水井的PI改正值选定。
通常是: 低于区块平均PI改正值的注水井为调剖井，
高于区块平均PI改正值的注水井为增注井，
在区块平均 PI 值附近，略高或略低于平均 PI 值
的注水井为不处理井。
例： 下表给出了某区块各注水井的注水厚度、 日注水量和PI值。分析该区块的调剖情况。 序号
1）、注水井井口压降曲线
关井后测得的井口压力随时间的变化曲线称为注 水井井口压降曲线。
注水井井口压降曲线的形状反映了注水地层的吸 水能力和渗透率状况。
2）、PI值 压力指数（Pressure Index；PI）是由 注水井井口压降曲线和PI值定义求出的用于 调剖决策的参数。PI值有如下定义：
PI ＝
1 、 按 封 堵 物 质 分 类 冻胶型调剖剂 凝胶型调剖剂 树脂型调剖剂 沉淀型调剖剂 2 、 按 注 入 工 艺 分 类 单液法调剖 剂
水膨体型调剖剂
颗粒分散型调剖剂 颗粒固结型调剖剂
双液法调剖 剂
3、按封堵半径分类 渗滤面调剖剂 近距离地层调剖剂 远距离地层调剖剂
二、主要调剖剂的反应机理
1、铬（锆）冻胶调剖剂 铬（锆）冻胶调剖剂是以 Cr3+ （ Zr4+ ）离子为交联 剂的单液法调剖剂，通过生成铬（锆）的多核羟桥络离 子，再与部分水解聚丙烯酰胺中的 -COO- 基发生交联反 应，生成具有网状结构的铬（锆）冻胶。 2、硅酸凝胶调剖剂
h
m
Q
m3/d
PI值
MPa
1
2 3
4.4
8.8 5.4
114.0
334.0 327.0
0.42
0.78 1.89
4
5 6 平均
2.6
11.1 6.4 6.5
430.0
276.0 274.0 292.5
6.80
1.23 6.81 2.99
解：先计算各井的Q/ｈ值，然后计算Q/ｈ的平均值 （59.59)的归整值为50。

t 0
p (t ) d t t
式中:
PI ——注水井的压力指数
(MPa)； p(t) ——注水井关井时间 t后井口的油管压力(MPa)；
t ——关井时间(min)。
由注水井井口压降曲线计算
3）、PI与地层及流体物性参数有如下关系
Q 12.5 r c PI ln 15kh kt
2 e
PI 值 PI 改正值 区块 Q 平均值的归整值 h (Q / h)


5）、区块调剖必要性的判断
利用PI决策技术可以判断高含水油田整体调剖 的必要性；确定需要调剖的具体井号；选择适当的 调剖剂类型；计算调剖剂用量；评价调剖施工效果 以及确定需重复施工的时机。
按两个标准判断： a、区块的平均PI改正值:区块平均PI改正值越 小越需要调剖。从统计得，区块平均PI改正值低于 10MPa的区块均需要调剖。 b、区块注水井的PI改正值极差:PI改正值极差 是指区块注水井PI改正值的最大值与最小值之差， 其值越大越需要调剖。从统计得到，PI改正值极差 超过5MPa的区块就需要调剖。
四、调剖方案设计方法
油田开发方案是以区块为单位编制的。一个区块处于同 一个压力系统，所以要改变注入流体的液流方向，达到提 高采收率的目的，注水井调剖方案必须以区块为单元进行 统一设计，这就是区块整体调剖的概念。
1、 注水井调剖的决策技术
使注水井调剖能体现出整体观念，必 须有决定调剖重大问题的一套办法。这套 办法通常叫注水井调剖的决策技术。 注水井调剖的决策技术，主要使用由 注水井井口压降曲线计算所得的压力指数 （Pressure Index，PI）进行决策，因此 这种决策技术称为PI决策技术。
３）、调剖驱油效率测定方法
调剖驱油效率的意义和测定方法与聚合物驱油效 率的意义和测定方法相同
4）、堵水率测定方法
堵水率是指调剖剂被突破后，岩心水相渗透率降 低的百分数，其意义及测定方法与聚合物残余阻力系 数的意义及测定方法相同。
5）、耐冲刷性能和热稳定性测定方法
调剖剂耐冲刷性能及热稳定性能的意义和测定 方法与聚合物耐冲刷性能及热稳定性能的意义和测定 方法相同。
大于5 MP 所以该区块需要调剖，且1、2和3号井为 a 调剖井；4和5号井不需要处理，6号井为增注井。
2、调剖剂的选择
注水井的调剖剂按3个标准选择： 1）地层温度； 2）地层水矿化度；
3）注水井的PI改正值。
调剖剂的选择
× ° µ ã Î Â ¶ È ò º Ð Å 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ôÆ µ Ê ¼ Á ¨¡ £ æ £ © ± Í Õ Á Ð ü · ¡ Ì å Æ Í · Á /Ë ® Ä ­ Ð ü · ¡ Ò º ® Å Ë ò Ì å Ð ü · ¡ Ì å õ ¶ · ± ½ º õ ¶ · ± ½ º Ë « Ò º « ¨ ® ° Ë £ Á § -Ñ Î Ë ® ® ° Ë £ Á § -Á ò Ë ® Ñ Ç Ì ú ® ° Ë £ Á § -È Â » ¯ · Æ ± Í Õ Á -¾ Û ª û Ï © õ £ © « ± Í Õ Á -· õ ¶ ± ½ º 30« ¡ 360 30« ¡ 120 30« ¡ 90 30« ¡ 90 30« ¡ 90 30« ¡ 150 30« ¡ 360 30« ¡ 360 30« ¡ 90 30« ¡ 90 × µ ° ã Ë ® ¿ ó » ¯ ¶ È ¨Á £ ¡ 104mg.L-1© £ 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 6 0« ¡ 6 0« ¡ 6 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 30 0« ¡ 6 ¢ Ë ¬ ® ¾ ® PI µ Ö ¨ £ MPa© £ 0« ¡ 8 0« ¡ 6 0« ¡ 8 1« ¡ 18 3« ¡ 20 8« ¡ 20 3« ¡ 16 2« ¡ 14 0« ¡ 8 0« ¡ 4
2、调剖剂岩心流动试验评价方法
1）、阻力系数评价方法
与聚合物溶液一样，测定液体类调剖剂的阻力系数 是考察调剖剂在地层中渗流时的流动阻力，评价方法与 聚合物溶液阻力系数的测定方法相同。
2）、突破压力梯度测定方法
调剖剂在岩心内成胶后，用平流泵，逐级升高压力 向岩心中注水，当岩心出口端流出第一滴液体时岩心两 端所施加的压力差即为突破压力，突破压力与岩心长度 的比值即为突破压力梯度。
提高原油采收率原理
第三章 堵水和调剖
第一节 调剖堵水概述
油井出水是目前油田开发中存在的一个普遍 问题。减少油井出水有两种不同的处理办法： 1）调剖（Profilt control）：从注水井 进行的封堵高渗透层的作业，可以调整注水层 段的吸水剖面，称为调剖。 2）堵水（water shut-off 、 Water plugging）：从油井进行的封堵高渗透层的作 业，可减少油井的产水，称为堵水。
式中：
Q——注水井日注量（m3· d-1）； ——流体动力粘度（mPa· s）； k——地层渗透率（m2）； h——地层厚度（m）；
Φ——孔隙度（％）； c——综合压缩系数（Pa-1）； re ——注水井控制半径（m）； t——关井测试时间（s）。
注水井的 PI值与地层渗 透率k反相关， 与流体粘度μ 正相关，与地 层厚度h成反比， 与日注入量Q成 正比。
第二节 注水井调剖
注水井调剖的目的是提高原油采收率。 水驱采收率 = 波及系数×洗油效率； 波及系数—驱油剂波及到的油层容积与整个 含油容积的比值； 洗油效率—驱油剂波及到的地层所采出的油 量与波及到的地层储量的比值。 调剖是通过封堵高渗透层，提高注入水的波 及系数，达到提高采收率的目的。
一、调剖剂的分类
堵水施工：
暂时堵
1、机械堵水：
采用机械方法或纯物理作用封堵水层。
即用封隔器将出水层段
在井筒内卡开，从而阻止水
流入井内。
2、化学堵水：
利用化学方法和化学药剂，用化学反Baidu Nhomakorabea产物封 堵水层（或油层）的方法。 １）、选择性堵水： 在油井地层中的化学堵水，能明显地降低出水 量，而不严重影响出油量。
注意：不能理解为选择性堵水就是绝对的堵水不堵油。
327.0 430.0 276.0 274.0 292.5
0.78
1.89 6.80 1.23 6.81 2.99
37.95
60.56 165.38 24.86 42.81 59.59
1.03
1.56 2.05 2.47 7.95 2.65
从表中计算结果可以看出，该区块PI改正值的平均值为 2.65 MP ，小于10 MP a ; PI改正值极差为7.14 MP a a
5、双液法调剖剂
水玻璃 - 氯化钙体系是最早应用于油田的双 液 法 调 剖 剂 。 例 如 将 1% ～ 25% 质 量 分 数 的 Na2O· mSiO2 溶液和 1%～ 10% 质量分数的 CaCl2 溶液 交替注入地层，在二者之间用清水隔开。二者 在地层中扩散后互相接触，快速生成 CaO· mSiO2 沉淀： Na2O· mSiO2 + CaCl2 =CaO· mSiO2 + 2NaCl 同样可以用 5% ～ 20% 质量分数的碳酸钠溶液 和5%～30%质量分数的三氯化铁溶液作为双液法 调剖剂： 3Na2CO3+2FeCl3=Fe2（CO3）3 + 6NaCl Fe2（CO3）3 +3H2O =2Fe（OH）3 + 3CO2
4）、PI值的改正值
为使注水井的PI值可与区块中其它注水井的PI 值相比较，应将各注水井的PI值改正至相同的条件。 由式可以看到， 2
Q 12.5 re c PI ln 15kh kt
若将PI值改正至相同的Q/h(可选区块注水井的 Q/h平均值的归整值)下，PI值就直接与地层渗透率 反相关，因此可将PI值的改正值（简称PI改正值） 作为调剖的决策参数。
PI 改正值 PI 值 区块 Q 平均值的归整值 h (Q / h)


计算各井的PI改正值
序号 1
h
m 4.4
Q
m3/d 114.0
PI值
MPa 0.42
Q/ｈ m3/d.m 25.91
PI改正值 MPａ 0.81
2
3 4 5 6 平均
8.8
5.4 2.6 11.1 6.4 6.5
334.0
三、调剖剂实验室研究方法
1、调剖剂反应时间测定方法 在模拟地层温度下，调剖剂经过物理、化学变 化，表征其封堵性能的参数达到最大所经历的时间 称为调剖剂反应时间。
对于冻胶型、凝胶型、树脂型调剖剂，表征其 封堵性能的参数是粘度，可以用粘度随时间的变化 曲线来表达其反应速度。
对于沉淀型调剖剂，表征其封堵性能的参数是 沉淀量，可以用累积沉淀量随时间的变化曲线来表 达其反应速度。
２）、非选择性堵水： 在油井地层中能同时封堵油水层的化学堵水。
三、调剖堵水机理
调剖堵水封堵高渗透层后，在相同配注条件下， 注入压力将提高，迫使注入流体进入高含油饱和度的 中、低渗透层，提高了注入流体的波及系数，从而提 高了原油的采收率。 调剖堵水是不会将大量的油堵在油层内而采不出 来的。这是因为堵剂进入的地层，已是强水洗和含油 饱和度低的高渗透层，而且堵剂的流度远远低于水的 流度，对残余油有更有利的流度比，高渗透层即使有 油，也会被堵剂驱出，很少留在封堵区域内。
1）使非胶结性储油层结构破坏，造成油井出砂；
2）增加了液体比重，井底回压增加，使自喷井丧失自 喷能力转入机械抽油； 3）腐蚀井下设备，造成严重的油井事故； 4）消耗地层能量，降低抽油泵的工作效率，影响油井 产量; 5)增加地面脱水的费用，并使整个生产工艺复杂化。
二、概念：
堵水方法： 机械堵（卡水），下封隔器，分层开采 非选择性 化学堵： 选择性 永久堵
一、产水原因及危害 1、原因：
油层的非均质性和水油流度比不同以 及油层开采后压力降低造成边水内侵、底 水上锥，注采失调等是注水效率低、油井 见水早、含水率上升快、油层水淹、油井 产量大幅度下降的根源。
2、危害：
油井出水严重影响油井生产的经济效果，使经济效果 好的井降为无工业价值的井。 油井出水后：
的模数，一般水玻璃的模数为1～4。水玻璃的性质随模数而变，模数越小，
水玻璃碱性越强，水溶性也越强）。硅酸凝胶由水玻璃与活化剂
水玻璃（硅酸钠）的分子式为Na2O· mSiO2（式中m为水玻璃
反应生成。活化剂是指可以使水玻璃变成溶胶，随后再变 成凝胶的物质。活化剂有无机活化剂和有机活化剂。
3、水膨体型调剖剂 水膨体是一类交联度较高的聚合物凝胶。目前最常 使用的水膨体型调剖剂是由丙烯酰胺单体和较高质量分 数的N，N’-甲叉基二丙烯酰胺发生共聚，生成的具有网 状分子结构的共聚物，经过造粒、干燥、粉碎、筛分制 成的固体颗粒。 这种水膨体在水中有较高的溶胀速度。充分溶胀后， 其体积可以达到自身体积的数十倍。 在矿场调剖施工中，可以将水膨体分散在携带介质 中注入地层。