油井化学堵水技术(2008-10-12)

水层
1960.4m 1963.4m
井段 （m）
1946.2-1953.6 1954.4-1955.2
射孔井段 （m）
砂厚 （m）
7.4 0.8
φ （%）
10.29
渗透率 （um2）
0.021
电测 解释
水层 干层
生产层
1965.2m
H3Ⅵ11
H3Ⅵ12 H3Ⅵ13 H3Ⅵ21-2 H3Ⅵ21-2
1958.6-1960.4
2360.4m
封堵层
2005 年 7 月 采 用 纳 米 堵 剂 4m3 封 堵
Ⅳ21-3层，堵后试压15MPa合格。 堵层射解堵恢复生产，阶段累计增 油2715.3t,降水40799.8m3。
2363.2m 2364.8m
待射层
2367.0m
◆ 堵水井例—安43井
8 6 4 2 0
2005.07.01 2005.08.20 2005.10.09 2005.11.28 2006.01.17 2006.03.08 2006.04.27 2006.06.16 2006.08.05 2006.09.24 2006.11.12 2007.01.01 2007.02.20 2007.04.11 2007.05.31 2007.07.20 2007.09.08 2007.10.28 2007.12.17 5
不找水堵水管柱及工序
1. 下封堵管柱 2. 挤注堵剂 3. 挤注顶替液 4. 上提管柱 5. 候凝 6. 钻塞 7. 下解堵管柱 8. 挤注解堵液 9. 反排解堵液 10. 复产
水层 油层油流
一．基本概念 二. 油井堵水技术分类 三. 油井堵水主要化学用剂 四. 油井化学堵水方法 五. 油井化学堵水效果评价 六. 油井化学堵水案例
一．基本概念 二. 油井堵水技术分类 三. 油井堵水主要化学用剂 四. 油井化学堵水方法 五. 油井化学堵水效果评价 六. 油井化学堵水案例
1. 油井化学堵水
◆ 堵水井例—安43井
安43井：是一口高含水井，含水率高
达99.4%，关井近2年，关井前产状为日产
油0.3t,日产水47.9m3,含水99.4%。
颗粒粒径必须与地层喉道半径配伍，其喉道半径的1／3—1/9，堵塞效果 最好。大于这个粒径范围不易进入，小于这个范围则易于运移。
三.油井堵水主要化学用剂
2. 颗粒类堵水剂
2-4. 纳米颗粒材料
一种新型油井堵水化学用剂，颗粒粒径一般在1-100nm之间，具
备优良特性，代表油井堵水化学用剂研究应用的发展方向。
日产 液量
4 3 2 1 0
2005.07.01 2005.08.20 2005.10.09 2005.11.28 2006.01.17 2006.03.08 2006.04.27 2006.06.16 2006.08.05 2006.09.24 2006.11.12 2007.01.01 2007.02.20 2007.04.11 2007.05.31 2007.07.20 2007.09.08 2007.10.28 2007.12.17 120
一. 油井堵水的概念
注水井 采油井
注入水沿高渗透层指进，油井水淹。
一. 油井堵水的概念
油井堵水是指从油井控制水的产出。 油井堵水的目的是提高采收率。
一. 油井堵水的概念
调剖空间 拐点 堵水空间
注水井
油井
油水井间压力分布曲线 调剖空间：曲线拐点至注水井这一侧。 堵水空间：曲线拐点至油井这一侧。
一. 油井堵水的概念
Na2SiO3+CaCl2→Ca2SiO3↓+2NaCl Na2SiO3+FeSO4→Fe2SiO3↓+2Na2SO4
三.油井堵水主要化学用剂
2. 颗粒类堵水剂
2-1. 无机胶凝颗粒材料
主要有水泥类、碱—矿渣、石膏、水玻璃等。 水泥类主要有：超细水泥、普通油井水泥、油基水泥等。其价格适 中，水化固化后强度高，属永久性化堵材料。
3. 按封堵方式的不同分类
分层堵水
笼统堵水
Байду номын сангаас
水层 水层 油层 油层
4. 按封堵半径的不同分类
浅堵水： 堵封堵半径一般控制3m以内。 深部堵水：封堵半径一般在3m-1/2井距 。
5. 按出水原因的不同分类
堵层间水
化 学 堵 水
水层 水层
堵底水 套管堵漏 管外封窜
生产层
底水
一．基本概念 二. 油井堵水技术分类 三. 油井堵水主要化学用剂 四. 油井化学堵水方法 五. 油井化学堵水效果评价 六. 油井化学堵水典型案例
五. 油井堵水效果评价
方法一：根据SY/T5874-2003标准，按封堵前后油井平 均日产油、日产液量、含水率变化来评价堵水效果。
方法二：按堵后试压来评价堵水效果。
油井一般试压12MPa/30min压降小于0.5MPa。 注水井一般试压15MPa/30min压降小于0.5MPa。 有效期半年以上。
三价金属离子交联剂
四价金属离子交联剂
酚醛树脂预聚体交联剂
三.油井堵水主要化学用剂
4. 树脂类堵水剂
包括酚醛树脂、尿醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂等。其在固化 剂和催化剂作用下形成坚硬的固体，堵塞孔道或裂缝。
优点是强度高、有效期长。
缺点是成本高、没有选择性、误堵油层后解除困难。近年来纯 树脂类堵水剂的应用已较少。
三.油井堵水主要化学用剂
化学用剂是油井堵水技术的核心和关键，
占有极其重要地位，历来受到高度重视。
三.油井堵水主要化学用剂
无机盐沉淀型堵水剂
堵 水 化 学 用 剂
颗粒类堵水剂 冻胶类堵水剂 树脂类堵水剂 泡沫类堵水剂 其它类堵水剂
三.油井堵水主要化学用剂
1. 无机盐沉淀型堵水剂
两种无机盐水溶液相互反应产生沉淀物实现堵水。
水层
油层
油流
封窜管柱及工序要点
1.填砂 2.下射孔管柱 3.射孔 4.下封窜管柱 5.挤注封窜剂 6.挤注顶替液 7.上提封窜管柱 8.侯凝 9.钻塞 10.下冲砂管柱冲砂 11.复产
水层
工程孔 油层
油流
2. 不找水堵水法
无需找水和卡封分层，采用选择性堵剂和笼统注入方
法，运用水泥车等挤注设备将堵水剂注入目的层即可。
储层渗透性
储层水最高矿化度 储层流体最高压力 井下环境最高温度
低渗---严重亏空
23×104 mg/l 55 MPa 330 ℃ 热采井
该技术现在河南油田各个区块全面应用，并推广应用到新疆宝浪和塔河 油田，解决了大量油田封堵技术难题，技术适应性强，应用范围宽。
三.油井堵水主要化学用剂
3. 冻胶类堵水剂
1961.0-1962.8 1963.4-1965.2 1968.2-1968.8 1969.2-1974.2 1963.6-1965.0
1.8
1.8 1.8 0.6 5.0
11.5
11.43 9.86
0.023
0.032 0.012
水层
油层 油层 干层 1969.2m
水层
1974.2m
12.03
0.026
1. 按工具材料分类
机械堵水：采用封隔器及配套工具控制油井出水。 化学堵水：采用化学材料（堵剂）控制油井出水。
1. 按工具材料分类
机械堵水：采用封隔器及配套工具控制油井出水。 化学堵水：采用化学材料（堵剂）控制油井出水。
2. 按堵剂是否具有选择性分类
选择性堵水：堵剂具有堵水而不堵油的特性。 非选择性堵水：堵剂既堵水又堵油，无选择性。
三.油井堵水主要化学用剂
2. 颗粒类堵水剂
2-2. 无机非胶凝颗粒材料
如粉煤灰、矿渣、石灰、粘土、膨润土、油田污泥等。 主要靠颗粒堵塞地层堵水，多与其它材料复配使用，成本低。
三.油井堵水主要化学用剂
2. 颗粒类堵水剂
2-3. 有机颗粒材料
1) 非体膨性颗粒：果壳粉、蚌壳粉、黑桃壳、锯末等。
2) 体膨性聚合物颗粒；交联聚丙烯酰胺颗粒、聚乙烯醇颗粒等。
油井化学堵水工艺技术
主讲人：陈 渊
河南油田分公司工程院油田化学所 二00八年十月
一．基本概念 二. 油井堵水技术分类 三. 油井堵水主要化学用剂 四. 油井化学堵水方法 五. 油井化学堵水效果评价 六. 油井化学堵水案例
一．基本概念 二. 油井堵水技术分类 三. 油井堵水主要化学用剂 四. 油井化学堵水方法 五. 油井化学堵水效果评价 六. 油井化学堵水案例
日产 油量
含水
安43井封堵前后采油曲线图
2. 油井管外封窜
◆ 管外封窜井例—H5-18
2007年1月，江河区一口新投采油井，单
采Ⅵ13小层，因1958.5-1974.6m井段管外窜， 投产后一直高含水（99.5%）。
H5-18井油层射孔数据表
层 位 层 号
H3Ⅴ21-2 H3Ⅴ21-2 1958.6m
V孔=695cm3/g
◆ 比表面积大，悬浮性好，吸附性强
高强度易溶解纳米堵水剂的特性
三维网络结构 微观结构密
关键技术
纳米材料
突破压力:1.71MPa/cm，封堵率: 99.9%
流变性好
析水少,不收缩
溶解率96.6%以上
注入时间3-12h可控
高强度易溶解纳米堵水剂现场应用概况
2005-2008年纳米堵水技术现场应用情况统计 措施井分类 封堵类型 油藏类型 堵层井深 堵层井温 井 斜 现场应用情况 堵水、管外封窜、套管堵漏、简化管柱 稀油、稠油油藏、天然气藏 浅井、中深井、超深井 低温、中温、高温 直井、水平井 120-5500m 18-150℃ 备 注 油井和水井
三.油井堵水主要化学用剂
5. 泡沫类堵水剂
泡沫分为二相泡沫和三相泡沫，前者包括起泡剂和水溶性添加剂，
后者还含有固相如膨润土、白粉等。三相泡沫比二相泡沫稳定。
泡沫是一种选择性堵水剂，依靠稳定的流体在水层叠加的气液阻 效应——贾敏效应封堵水层，泡沫水相中稳定，遇油则消泡。
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1 2 3 4 5
波及系数× 10 2
·
平板模型放置堵剂的位置
堵剂放置的位置
一. 油井堵水的概念
在堵水空间任何位置放置堵剂，封堵水窜优势
通道，都可抑制注入水指进和改变液流方向，提
高水驱波及系数从而提高水驱采收率。
油井堵水是油田控水稳油的主导技术之一。
一．基本概念 二. 油井堵水技术分类 三. 油井堵水主要化学用剂 四. 油井化学堵水方法 五. 油井化学堵水效果评价 六. 油井化学堵水案例
五. 油井堵水方法
1. 找水堵水法
2. 不找水堵水法
1.找水堵水法
1. 找水 采用封隔器、测产液剖面等方法找水，确定水层。 2. 卡层 采用封隔器、填砂等方法卡层或保护生产层。
3. 挤注堵水剂
运用水泥车等挤注设备将堵水剂注入出水层。
4. 候凝
5. 钻塞、试压
堵水管柱及工序要点
1.填砂 2.下封堵管柱 3.挤注堵剂 4.挤注顶替液 5.上提封堵管柱 6.侯凝 7.钻塞 8.冲砂 9.复产
近年，河南油田工程院采用先进的纳米颗粒材料，开发出“高强 度易溶解纳米堵水剂”，应用效果显著，核心技术获得国家发明专利。
2-4. 纳米颗粒材料 高强度易溶解纳米堵水剂
S比=20.96m2/g V孔=71cm3/g
关键技术
纳米材料
S比=216m2/g
◆ 颗粒微细均匀 呈球型 ◆ 表面悬空键多，化学活性高
90 60 30 0 2005.08.19 2005.10.08 2005.11.27 2006.01.16 2006.03.07 2006.04.26 2006.06.15 2006.08.04 2006.09.23 2006.11.11 2006.12.31 2007.02.19 2007.04.10 2007.05.30 2007.07.19 2007.09.07 2007.10.27 2007.12.16
水层
◆ 管外封窜井例—H5-18
1.堵窜：从油层挤纳米堵剂6m3，试压15MPa合格。 2.射孔解堵：解堵后日产油由0.2↗17.1t，含水 99.5%↘0。阶段累计增油3107.7t，降水14438.5m3。
80 60 40 20 0
2007-1-14 2007-2-13 2007-3-15 2007-4-14 2007-5-14 2007-6-13 2007-7-13 2007-8-12 2007-9-11 2007-10-11 2007-11-10 2007-12-10 2008-1-9
冻胶是一种常用有机堵剂，主要由水溶性聚合物和交联剂组成，
经交联反应生成体型支联产物—冻胶，堵塞出水优势通道。 水溶性聚合物包括合成聚合物、天然改性聚合物、生物聚合物
等。应用较多的是水解聚丙烯酰胺，其分子量在8×106-12×106，
水解度在10%-20%。 交联剂为多价金属离子或有机基团。
3. 冻胶类堵水剂