注水井调剖与油井堵水
我国油田化学堵水调剖剂开发和应用现状
我国油田化学堵水调剖剂开发和应用现状一、引言油田堵水包括在生产井堵水和在注水井调整吸水剖面两种措施。
堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂, 调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂, 两种剂有共性, 也有特性,但以共性为主, 多数情况两剂可以互相通用。
为方便起见, 有时把两种剂统称为堵剂。
可以通用的堵剂, 在使用时性能上需作适当调整。
一般情况下, 用于堵水时用量较少, 相应的可泵时间较短, 要求强度较高。
用于调剖时用量较大, 可泵时间则要求较长, 有些剂需用延迟凝胶技术或双液法注入工艺才能满足大剂量注入的要求。
当然也有一些剂不能或不宜通用。
堵水调剖技术要在油田应用中获得成功、产生效益，除有好的堵剂外，还必须深入研究油藏及处理工艺，三者互相配合，不可偏废。
二、油田化学堵水调剖开发研究1.堵水调剖物理模拟由于油田在开采过程中，无法预知地底的实际情况，仅能够依据地面影像、超声波、附近区域地质等情况预测地层下实际的油层情况，因此通过微观模拟技术和核磁共振成像技术研究了聚合物冻胶在多孔介质中的充填、运移和堵塞规律，从而初步模拟化学堵水调剖剂在深入地层之后的具体情况，例如：聚合物冻胶提高注入水的波及体积、调整吸水剖面、改善水驱采收率的微观机理。
从整个研究表面，冻胶类的调剖剂能够对高渗透的大孔道实现堵塞，强迫注入水向低渗透层进行挤压，这扩大了注入水的波和体积，从而提高了注入水的利用率。
注入水进入低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替出来，提高了产油量和阶段采出程度。
同时，试验对层内堵水调剖时的堵剂用量、调剖时机、段塞个数等因素对堵水调剖效果的影响进行了研究，结果表明：多段塞效果好于单段塞；调剖时机越早越好；堵剂用量越大越好，但从经济效益考虑，认为0.2PV较为合适。
影响冻胶类堵荆封堵效果因素分析从冻胶类堵水效果进行分析表明了，冻胶类堵剂随着堵后注水速度的增加封堵率下降，且两者具有较好的双对数直线关系；弱冻胶随着渗透率的增加封堵率下降，强冻胶可使不同渗透率的岩心的渗透率减少到近似同一个值，同时对冻胶类堵剂堵水不堵油的机理进行了探讨。
堵水、调剖技术方面的概述
堵水、调剖技术概述发布：多吉利来源：减小字体增大字体堵水、调剖技术概述油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（一）吸水剖面与调剖对于注水井，由于地层的非均质性，地层的每一层的吸水量都是不平衡的，每一层的每一部分的吸水量都是不同的，这反映在吸水剖面上。
地层吸水的不均匀性，为了提高注入水的波及系数，需要封堵吸水能力强的高渗透层，称为调剖。
（二）产液剖面与堵水对于油井，由于地层的非均质性，每一层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同，其产液剖面是不均匀的。
封堵高产水层，改善产液剖面，称为堵水。
堵水能够提高注入水的波及系数。
堵水的成功率往往取决于找水的成功率。
除了直接测定产液剖面外，还可以利用井温测井等方法来确定出水层位。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
注入时，这两种工作液用隔离波隔开，但随着工作液向外推移，隔离液越来越薄。
当外推至一定程度，即隔离液薄至一定程度，它将不起隔离作用，两种工作液相遇产生封堵地层的物质。
由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。
（2）选择性堵水工艺：利用产液剖面等测试资料，确定出水部位后，进行选择性堵水。
调剖、堵水选井原则方法 -
15
图1.2 选剂流程图
13
3.多参数对比法
将化学剂对地层温度、地层水矿化度和注 水井的PI值的适用范围分类列出。编成数据库 进入筛选软件系统。堵剂筛选的第一步是根据 以上三项指标筛选出一种或数种可用的化学剂 。第二步是对初选的化学剂进行成本对比，选 择优质廉价的化学剂。
14
五、区块整体调剖筛选
根据效果预测得出的投入产出比，对照中国 石油天然气集团公司统一制定的筛选标准，若投 入产出比大于 1:4，则该区块为适合整体调剖区 块；若投入产出比小于 1:4，则为不适合整体调 剖区块，不宜进行区块整体调剖。
2
筛选决策的主要内容
目前国内研制和开发了3 套筛选方法和软件系 统。即由中国石油天然气总公司石油勘探开发科学 研究院研制的 RS(油藏模拟) 筛选方法和软件系统 ，石油大学( 华东 )研制的PI决策技术和RE( 油藏 工程) 优化决策技术等三套筛选决策技术。筛选方 法是在进行 5个单项筛选结果的基础上，进行综合 评价，作出一个油田区块的整体筛选评价结果。
10
1. PI值筛选方法
参照油井含水状况和生产动态及油井产液剖面选择 低 PI 值区的有潜力层段的油井作为油片堵水的处理 目标。 2.生产动态参数综合评定法 (1) 产液剖面法：多层产液剖面中有明显的高产水 层段的油井，单层生产产液剖面明显差异的高含水井 ，封堵目标是高含水层或高含水层段。 (2) 存在多条裂缝或水平缝较发育的高含水井，封 堵高压高含水裂缝段。
6
图1.1
选井过程流程图
选井
视 吸 水 指 数
指 示 曲 线
压 降 曲 线 分 析
渗 透 率 非 均 质 性 垂 向 非 均 质 性
吸 水 剖 面
平 面 非 均 质 性
调剖堵水
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
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
第三篇 第八章 调剖与堵水
第八章调剖与堵水海上油气田的开发特征决定了海上油井必须以较高的采油速度进行生产。
目前，早期注水及超前注水成为提高采油速度的主要方式，而稳油控水是延长海上油井经济开采寿命、提高油田采收率的重要途径，调剖堵水技术是实现稳油控水的主要手段和措施之一。
第一节调剖工艺与技术注水井调整吸水剖面的技术简称注水井调剖。
注水井调剖有两种途径：一种是机械调剖方法，另一种是化学调剖方法。
目前，海上油田基本上采用的是分层注水的机械调剖方法。
然而，机械调剖方法存在一定的局限性，在同一储层非均质性很严重的情况下，用机械调剖方法很难取得好的效果。
机械调剖方法也无法进行地层深部调剖，不能进一步提高水驱扫油面积；而对水平井更是难以实施。
随着海上油田含水率的上升和进一步提高采收率的要求，化学调剖是实现区块调剖的重要手段。
化学调剖是在注水井中用注入化学剂的方法，来降低高吸水层段的吸水量，从而相应提高注水压力，达到提高中低渗透层吸水量，改善注水井吸水剖面，提高注入水体积波及系数，改善水驱状况。
一、注水井调剖原理注水开发的油田，由于油藏纵向和平面上的非均质性及油、水粘度的差异，造成注入水沿注入井和生产井间阻力较小的图8-1高渗透层或裂缝突进或指进而绕过低渗透高阻力区（见图8-1），从而降低了水的波及体积和水驱效果，甚至在注入流体波及不到的区域形成死油区，这不仅会使中低渗透层的原油采出程度降低，而且会使油井过多过早产水，影响油田的稳产、高产，降低油田注水效率，增加原油生产成本。
注水井调剖就是通过向注水井注入化学调剖剂，让调剖剂在井下封堵注水井的高渗透层，改变水流方向，迫使注入水进入原来的中低渗透层，从而扩大注入水的波及体积，提高注入水的利用率。
注入水进入中、低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替了出来，提高了油井的产油量和阶段采出程度。
二、调剖剂及其分类用于注水井调剖的化学调剖剂按其封堵作用的差异可分为冻胶型调剖剂、沉淀型调剖剂和颗粒膨胀型调剖剂等几大类型。
第八章 调剖与堵水简介
第八章调剖与堵水海上油气田的开发特征决定了海上油井必须以较高的采油速度进行生产。
目前，早期注水及超前注水成为提高采油速度的主要方式，而稳油控水是延长海上油井经济开采寿命、提高油田采收率的重要途径，调剖堵水技术是实现稳油控水的主要手段和措施之一。
第一节调剖工艺与技术注水井调整吸水剖面的技术简称注水井调剖。
注水井调剖有两种途径：一种是机械调剖方法，另一种是化学调剖方法。
目前，海上油田基本上采用的是分层注水的机械调剖方法。
然而，机械调剖方法存在一定的局限性，在同一储层非均质性很严重的情况下，用机械调剖方法很难取得好的效果。
机械调剖方法也无法进行地层深部调剖，不能进一步提高水驱扫油面积；而对水平井更是难以实施。
随着海上油田含水率的上升和进一步提高采收率的要求，化学调剖是实现区块调剖的重要手段。
化学调剖是在注水井中用注入化学剂的方法，来降低高吸水层段的吸水量，从而相应提高注水压力，达到提高中低渗透层吸水量，改善注水井吸水剖面，提高注入水体积波及系数，改善水驱状况。
一、注水井调剖原理注水开发的油田，由于油藏纵向和平面上的非均质性及油、水粘度的差异，造成注入水沿注入井和生产井间阻力较小的图8-1高渗透层或裂缝突进或指进而绕过低渗透高阻力区（见图8-1），从而降低了水的波及体积和水驱效果，甚至在注入流体波及不到的区域形成死油区，这不仅会使中低渗透层的原油采出程度降低，而且会使油井过多过早产水，影响油田的稳产、高产，降低油田注水效率，增加原油生产成本。
注水井调剖就是通过向注水井注入化学调剖剂，让调剖剂在井下封堵注水井的高渗透层，改变水流方向，迫使注入水进入原来的中低渗透层，从而扩大注入水的波及体积，提高注入水的利用率。
注入水进入中、低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替了出来，提高了油井183的产油量和阶段采出程度。
二、调剖剂及其分类用于注水井调剖的化学调剖剂按其封堵作用的差异可分为冻胶型调剖剂、沉淀型调剖剂和颗粒膨胀型调剖剂等几大类型。
注水井调剖与油井堵水优秀课件
三、选择性堵水剂
水基堵剂 油基堵剂 醇基堵剂
如何实现 选择性？
l、HPAM（水基）
它优先进人含水饱和度高的地层． 进入地层的HPAM(水解聚丙烯酰胺)可通过氢键 吸附在由于水冲刷而暴露出来的地层表面 HPAM分子中未吸附部分可在水中伸展，减小地 层对水的渗透性
HPAM在水中伸展增加水流阻力
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
第二节 注水井调剖
一、什么叫注水井调剖
油
驱油体系的
层
洗油效率低
采
收
率
低
驱油体系的
波及系数低
界面张力 润湿性
水油流度比 地层非均质性
一、什么叫注水井调剖
吸水能力好 吸水能力差
一、什么叫注水井调剖
HPAM能提供减少油流动阻力的水膜
2、泡沫（水基）
以水作分散介质的泡沫可优先进入出水层； 在出水层稳定存在； 通过叠加的Jamin效应，封堵来水； 油可引起泡沫的破坏，所以进入油层的泡沫不 堵塞油层。
一种阻力效应。油中气泡或者水中的油滴由于界面张力而力图保持成球形。 当这些气泡或者油滴通过细小的孔隙喉道时,由于孔道和喉道的半径差使得 气泡或油滴两端的弧面毛管力表现为阻力，若要通过半径较小的喉道必须 拉长并改变形状,这种变形将消耗一部分能量,从而减缓气泡或油滴运动,增 加额外的阻力,这种现象称为贾敏效应。
向油层注人一种工作液，这种工作液所带 的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层．
基本原理：
注入过程中 流 体
溶液、乳状液、 溶胶、悬浮体
进入地层后 流动性降低
凝胶、冻胶、 沉淀、固化物
堵水调剖技术综述
022 中国化工贸易网堵水调剖技术综述曾 婷（辽河油田锦州采油厂，辽宁凌海 121209）摘 要：油田在生产开发过程中都会出现油井出水的问题，特别是在注水开发油田。
调剖堵水技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳定的有效手段。
正确认识油田的注入水流动特征，准确描述高渗透层的窜流类型和相关特征参数，筛选堵剂，调剖堵水方案的优化，对提高调堵效果、改善水驱环境、提高采收率至关重要。
关键词：调剖堵水 选井 堵剂前言油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（一）吸水剖面与调剖对于注水井，由于地层的非均质性，地层的每一层的吸水量都是不平衡的，每一层的每一部分的吸水量都是不同的，这反映在吸水剖面上。
地层吸水的不均匀性，为了提高注入水的波及系数，需要封堵吸水能力强的高渗透层，称为调剖。
（二）产液剖面与堵水对于油井，由于地层的非均质性，每一层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同，其产液剖面是不均匀的。
封堵高产水层，改善产液剖面，称为堵水。
堵水能够提高注入水的波及系数。
堵水的成功率往往取决于找水的成功率。
除了直接测定产液剖面外，还可以利用井温测井等方法来确定出水层位。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
2油水井调剖堵水剂讲解
质。
碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钠。
乙酯、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、柠檬酸、甲醛、苯酚、 邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚等。
常用的活化剂是盐酸。
根据盐酸和水玻璃的混合顺序可分为酸性硅酸凝胶
13
和碱性硅酸凝胶。
酸性硅酸溶胶
生成:
酸性硅酸溶胶是由水玻 璃加到盐酸中生成。
特点: 胶粒带正电。
2
高渗透层 （含油饱和度低）
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的含义：
狭义： 调整注水油层的吸水剖面。 广义： 从注水井进行封堵高渗透层的工作，从而
迫使注入水波及到含油饱和度较高的中、 低渗透层，从而起到提高注入水的波及系 数和降低油井含水的目的。
3
4
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的目的：
改善地层非均质性，提高注入水波及系数， 从而提高采收率。
优点：
能充分利用药剂，堵剂混合均匀后注入地层，
经过一定时间后，所有堵剂都能在地层中起封堵
作用。
9
1、硫 酸
（1）调剖机理
硫酸先与近井地带的碳酸盐反应，增加了注 水井的吸水能力； 产生的硫酸钙、硫酸镁将随酸液进入地层， 饱和后析出，形成堵塞； 由于高渗透层进人的硫酸多，主要堵塞发生 在高渗透层。
5、铬冻胶
（2） Cr3+ 可有哪些来源？
KCr(SO4)2、CrCl3、Cr(NO3)2、Cr(CH3COO)3
由Cr6+（如K2Cr2O7、Na2Cr2O7）用还原剂（如
Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3）还原得到
21
6、水膨体
水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的 聚合物。
调剖堵水
新疆石西油田—深井高温底水封堵矿场试验：
采用了三段塞（暂堵剂-改性栲胶凝胶主段塞-水泥封口 段塞）笼统注入调剖技术，获得较好效果。
笼统注入堵水后，油井日增产原油4～10ｔ,含 水率下降6%～10%。
2.1 储层治理
油水井化学堵水调剖技术
1、有机系列堵水调剖技术 2、潜山油藏油井重复堵水技术 3、裂缝性岩油藏石灰水泥封堵大孔道技术 4、化学法封层堵水技术 5、深部调剖技术 6、高温可动凝胶调驱技术
性能特点
1、适应井温：50～80℃ 2、表现粘度：300～600mPas 3、可控反应时间：6～8h 4、固化后抗拉强度≥10MPa 5、固化后抗压强度≥15MPa 6、固化后抗剪切强度≥5MPa 7、酸溶率≤1% 8、碱溶率≤1% 9、盐溶率≤1%
2.1 储层治理
4、化学法封层堵水技术
灰面
水层 油层
边水：边水也是沿高渗透层进入油井，为了减少边水的 产出，目前唯一可采取的方法是从油井堵水；
底水：若油层下面有底水，油井的产水也常来自底水锥 进（脊进），对付底水锥进，最好的办法就是在底水上面建 立隔板。
一、调剖堵水的基本概念
油井堵水的目的就是从油井控制注入水、 边水和（或）底水的产出。
一、调剖堵水的基本概念
穿透能力强
从地质条件和井况条件而言，既有储层渗透性很差的泽70-3井，现场试挤时注入压力 高达24MPa；也有套管补贴后失效的赵76井，补贴管与原套管的间隙仅0.5mm。采用树脂 封堵，在施工中比较顺利，从实际施工情况看，泽70-3井注入压力仅抬升1.0MPa，即完 成挤注施工；赵76井注入压力也仅抬升了5.0MPa。
3696.5 3703.5 3718.5
3725 3746 3805 3825
油水井堵水调剖
油水井堵水调剖是严重非均质油藏控水稳油、提高水驱效率的重要技术手段。
油井出水是油田（特别是注水开发油田）开发过程中普遍存在的问题。
由于地层原生及后生的非均质性、流体流度差异以及其他原因（如作业失败、生产措施错误等）,在地层中形成水流优势通道,导致水锥、水窜、水指进,使一些油井过早见水或水淹,水驱低效或无效循环。
堵水调剖技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。
我国堵水调剖技术已有几十年的研究与应用历史,在油田不同的开发阶段发挥着重要作用。
但油田进入高含水或特高含水开采期后,油田水驱问题越来越复杂,堵水调剖等控水稳油技术难度及要求越来越高,推动着该技术领域不断创新和发展,尤其在深部调剖(调驱)液流转向技术研究与应用方面取得了较多新的进展,在改善高含水油田注水开发效果方面获得了显著效果。
我国堵水调剖技术的研究与应用可追溯到20世纪50年代末,60至70年代主要以油井堵水为主。
80年代初随着聚合物及其交联凝胶的出现,注水井调剖技术迅速发展,不论是堵水还是调剖,均以高强度堵剂为主,作用机理多为物理屏障式堵塞。
90年代,油田进入高含水期,调剖堵水技术也进入发展的鼎盛期,由单井处理发展到以调剖堵水措施为主的区块综合治理。
进入21世纪后,油田普遍高含水,油藏原生非均质及长期水驱使非均质性进一步加剧,油层中逐渐形成高渗通道或大孔道,使地层压力场、流线场形成定势,油水井间形成水流优势通道,造成水驱“短路”,严重影响油藏水驱开发效果。
加之对高含水油藏现状认识的局限性,常规调剖堵水技术无法满足油藏开发需要,因而,作用及影响效果更大的深部调剖(调驱)技术获得快速发展,改善水驱的理论认识及技术发展进入了一个新阶段。
分析我国堵水调剖技术的研究内容和应用规模,其发展大体经历了4个阶段。
①50至70年代:油井堵水为主,堵剂材料主要是水泥、树脂、活性稠油、水玻璃/氯化钙等。
②70至80年代:随着聚合物及其交联凝胶的出现,堵水调剖剂研制得以迅速发展,以强凝胶堵剂为主,作用机理多为物理屏障式堵塞,以调整近井地层吸水剖面及产液剖面为目的。
调驱、调剖、堵水
调驱和调剖1、注水井综合调驱技术注水井综合调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。
它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。
其结果，就可封堵注水井的高渗透层，均衡其吸水剖面，降低油水的流度比，进一步驱出地层中的残余油，并可在地层中形成一面活动的“油墙”，产生“活塞式”驱油作用，以降低油井含水提高原油采收率。
其中的驱油剂可与原油产生混相作用，有效地驱出残余油，在地层中形成向油井运移的类似于活动的“油墙”的原油富集带，具有较长期的远井地带调剖作用。
堵水剂可对地层的高渗透大孔道产生封堵作用，均衡其吸水剖面，使驱油剂更有效地驱油。
调剖剂可不断地调整地层的吸水剖面，并可更有效地驱油。
它对低渗透地层的渗透率无伤害，用它对注水井进行处理后，在同样的注水量下，注水压力下降或上升的幅度不大。
2、注水井综合调剖技术调剖措施：注入井堵水措施：油井堵水调剖的作用：（1）提高注入水的波及体积，提高产油量，减少产水量，提高油田开发的采收率。
（2）封堵多层开采的高渗透，高含水，或注入井的高吸水层，减少层间干扰，改善产液剖面或吸水剖面。
（3）封堵单层采油井的高渗透段和水流大通道或注水井的高吸水井段。
（4）封堵水窜的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率。
从概念上很好区分这两个概念：调驱是调剖和驱油双重作用；调剖就是调整吸水剖面。
从注水井封堵高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面，这称为调剖。
为了调整注水井吸水剖面，改善水驱效果，向地层中、高渗透层吸水能力较强的部位或层段注入化学剂，降低中、高渗透层的渗透率，提高低渗透油层的吸水能力，这种工艺措施叫注水井调剖。
主要作用：为了调整吸水剖面，缓解层间矛盾调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。
它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。
油田化学第五章 第五章 注水井调剖与油井堵水
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 的堵剂。
2．凝胶型双液法堵剂
两种工作液相遇后可产生凝胶封堵高渗 透层的堵剂。
3．冻胶型双液法堵剂
两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗透层 的堵剂。
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Na2 SO3的HPAM溶液或 XC溶液 第二工作液溶有 Na2Cr2O7的 HPAM溶液 或 XC溶液
例4
第一工作液HPAM溶液 第二工作液ZrOCl2 溶液
4．泡沫型双液法堵剂
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。
可用的起泡剂包括：
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。
可用的气体包括：
氮气 二氧化碳气。
5 絮凝体型双液法堵剂
若将粘土悬浮体与HPAM溶液交替注入地 层，它们在地层中相遇形成絮凝体。
有效地封堵特高渗透地层。
调剖剂的选择
1、高渗透层 2、低渗透层 3、高温高矿化度地层 4、近井地带 5、远井地带
4.进一步水解和羟桥作用
5. 铬冻胶
用Cr3+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带 -COO-的聚合物（如HPAM）生成。
Cr3+的来源:
三价铬化合物 由Cr6+用氧化还原反应得到Cr3+
注意：
冻胶：由高分子溶液转变而来，当高分子溶液由于种种 原因形成网络结构，将液体包在其中，使整个体系失去 流动性。
k2>k1，k2>k3
调剖和堵水的区别
1.共同点：调剖堵水的目的都是封堵大孔隙、高渗透层、高含水层，迫使低渗透层、水驱效率低的区域被动用，提高水驱效率，扩大扫油面积，提高油井产油量，降低油井综合含水等等。在技术层面上，使用的堵剂类型，成胶强度与时间控制方法大同小异，多种方法即可用作堵水剂，又可用作调剖剂。
2不同点：
a。调剖，顾名思义就是调整剖面，作业对象是注水井，就是封堵高渗透溪水层段，改变高渗透水驱通道，强制改变水驱方向，提高注入水波及面积，增大扫油效率，最终提高采收率。在技术方法上，与处理半径有关，一般在近井地带，由于压降漏斗效应，要求近井堵塞强度大，远井堵塞强度小，目的就是控制近井高渗透层吸水，改变远井区域水流方向。总体来讲，处理半径一般在10-15m，剂量再大的，有时候也称为调驱，整合调剖和改变驱替方式的含义。
3、调剖是指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。堵水是指从油井进行的封堵高渗透层的作业，可减少油井的产水。现阶段油田采用的堵水工艺可分为机械堵水、化学堵水（选择性堵水、非选择性堵水、注水井调整吸水剖面和区块整体堵水技术）、磁性堵水等技术。
调剖堵水技术发展的总趋势表现为：降低堵剂成本，扩大堵剂原料来源；合理组合堵剂，减少堵剂用量；把握堵剂注入时机，提高调剖堵水效果；延长堵剂有效期，从而延长调剖堵水周期；继续发展和优化决策技术，将堵剂投入最需要的注水井和油井，让堵剂对整个区块起作用，产生整体效果。但遗憾的是，调剖堵水只能通过提高波及效率提高原油采收率，而不能通过提高洗油效率来提高原油采收率。
b.堵水：作业对
象是采油井，针对采油井的产业剖面分析，对高含水层段实施堵剂封堵，增大低渗透层段的采油生产压差，强制油流入井。一般处理半径较小，大多在5-8m。因此要求强度大，封堵效果好，不容易返吐等。
调驱、调剖、堵水
调驱和调剖1、注水井综合调驱技术注水井综合调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。
它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。
其结果，就可封堵注水井的高渗透层，均衡其吸水剖面，降低油水的流度比，进一步驱出地层中的残余油，并可在地层中形成一面活动的“油墙”，产生“活塞式”驱油作用，以降低油井含水提高原油采收率。
其中的驱油剂可与原油产生混相作用，有效地驱出残余油，在地层中形成向油井运移的类似于活动的“油墙”的原油富集带，具有较长期的远井地带调剖作用。
堵水剂可对地层的高渗透大孔道产生封堵作用，均衡其吸水剖面，使驱油剂更有效地驱油。
调剖剂可不断地调整地层的吸水剖面，并可更有效地驱油。
它对低渗透地层的渗透率无伤害，用它对注水井进行处理后，在同样的注水量下，注水压力下降或上升的幅度不大。
2、注水井综合调剖技术调剖措施：注入井堵水措施：油井堵水调剖的作用：（1）提高注入水的波及体积，提高产油量，减少产水量，提高油田开发的采收率。
（2）封堵多层开采的高渗透，高含水，或注入井的高吸水层，减少层间干扰，改善产液剖面或吸水剖面。
（3）封堵单层采油井的高渗透段和水流大通道或注水井的高吸水井段。
（4）封堵水窜的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率。
从概念上很好区分这两个概念：调驱是调剖和驱油双重作用；调剖就是调整吸水剖面。
从注水井封堵高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面，这称为调剖。
为了调整注水井吸水剖面，改善水驱效果，向地层中、高渗透层吸水能力较强的部位或层段注入化学剂，降低中、高渗透层的渗透率，提高低渗透油层的吸水能力，这种工艺措施叫注水井调剖。
主要作用：为了调整吸水剖面，缓解层间矛盾调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。
它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。
堵水、调剖技术概述
堵水、调剖技术概述发布：多吉利来源：减小字体增大字体堵水、调剖技术概述油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（一）吸水剖面与调剖对于注水井，由于地层的非均质性，地层的每一层的吸水量都是不平衡的，每一层的每一部分的吸水量都是不同的，这反映在吸水剖面上。
地层吸水的不均匀性，为了提高注入水的波及系数，需要封堵吸水能力强的高渗透层，称为调剖。
（二）产液剖面与堵水对于油井，由于地层的非均质性，每一层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同，其产液剖面是不均匀的。
封堵高产水层，改善产液剖面，称为堵水。
堵水能够提高注入水的波及系数。
堵水的成功率往往取决于找水的成功率。
除了直接测定产液剖面外，还可以利用井温测井等方法来确定出水层位。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
注入时，这两种工作液用隔离波隔开，但随着工作液向外推移，隔离液越来越薄。
当外推至一定程度，即隔离液薄至一定程度，它将不起隔离作用，两种工作液相遇产生封堵地层的物质。
由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。
（2）选择性堵水工艺：利用产液剖面等测试资料，确定出水部位后，进行选择性堵水。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水玻璃的性质随模数而变。模数越小，水玻 璃碱性越强，越易溶解。
2 重要的单液法调剖剂
硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。 （2）什么是活化剂？
是指可使水玻璃由先变成溶胶再变成凝胶的物质。活化 剂分为两类：一类是无机活化剂，如盐酸、硝酸、硫酸、 氨基磺酸、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸二 氢钠等；另一类是有机活化剂，如甲酸、乙酸、乙酸铵、 甲酸乙酯、乙酸乙酯、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、柠檬酸、 苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚、甲醛、 尿素等。 常用的活化剂是盐酸。 根据盐酸和水玻璃的混合顺序可分为酸性硅酸凝胶和碱性 硅酸凝胶。
浅层 封堵
深部 调剖
单井油井堵水
调剖剂
单井油井堵水
调剖剂
从19世纪70年代提出，已由单纯的“剖面调整” 发展为深部封堵高渗透层。
二、注水井调剖的重要性 高渗透层的存在，必然 使注入水首先沿着它 突入油井，减小了注 入水的波及系数，降 低了原油采收率。 高渗透层的封堵，可迫 使注入水进入中低渗 透层，提高了注入水 的波及系数，也即提 注水井调剖的重要性在于它能提 高原油采收率。高了原油的采收率。
2 重要的单液法调剖剂
1）硫 酸
硫酸是利用地层中的钙、镁源产生调剖物质的。 硫酸先与近井地带的碳酸盐(岩体或胶结物的碳 酸盐)反应，增加了注水井的吸水能力，而产 生的硫酸钙、硫酸镁将随酸液进入地层，然后 饱和析出并在适当位置(如孔隙结构的喉部)沉 积下来，形成堵塞。 由于高渗透层进入的硫酸多，产生的硫酸钙、 硫酸镁也多，所以主要堵塞发生在高渗透层。
因此CDG是冻胶束的分散体。
2 重要的单液法调剖剂 7） 铝冻胶
冻胶束形成以后，CDG的流动阻力增加。若流动
压差能克服其流动阻力，则CDG仍能流动；若流动
压差不能克服其流动阻力，则CDG的流动停止，起
封堵作用。由于低质量浓度、低成本、可大剂量使
用，因此CDG适用于远井地带调剖，而且远井地带
流动压差小，有利于CDG封堵作用的发挥。
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的含义： 狭义： 调整注水油层的吸水剖面。 广义： 从注水井进行封堵高渗透层的工作，从
而迫使注入水波及到含油饱和度较高的 中、低渗透层，从而起到提高注入水的 波及系数和降低油井含水的目的。
“调剖”的目的：
改善地层非均质性，提高注入水波及系数， 从而提高采收率。
一、什么叫注水井调剖
3 双液法堵剂 3)冻胶型双液法调剖剂
是指两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗透层 的调剖剂。在两种工作液中，通常一种工作液为 聚合物溶液，另一种工作液为交联剂溶液。
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 这两种工作液相遇后产生铝冻胶。 例2 第一工作液HPAM溶液或XC溶液 第二工作液丙酸铬溶液 这两种工作液相遇后产生铬冻胶。
2 重要的单液法调剖剂 7） 铝冻胶
CDG是由低质量浓度的聚合物和低质量浓度的 交联剂配成的。聚合物的质量浓度在100~1 200
mg· -1范围，聚合物与交联剂的质量浓度之比在 L
20∶1~100∶1范围。由于质量浓度低，聚合物与 交联剂不足以形成连续的网络，而只能缓慢形成 冻胶束（gel bundle）。冻胶束是少量聚合物分 子在分子内和（或）分子间由交联剂交联而成的，
一种聚丙烯酰胺水膨体的膨胀性
2 重要的单液法调剖剂 ◇放置于远井地带的方法
供选用的携带介质有三类：
非极性物质(如煤油) 半极住物质(如乙醇、异丙醇)，
电解质溶液(如 NaCl、HCl、CaCl2、FeCl3等) 如覆羟丙基甲基纤维素膜，将这种覆膜的水膨 体用水携带进入地层，它将在覆膜溶解至可与 水相接触时才开始膨胀。可用流化床法 （Wurster法）在水膨体外表面覆膜。
2 重要的单液法调剖剂
聚乙烯亚胺中的亚胺基（—NH—）通过与聚合物 中的—CONH2反应，脱出NH3而起交联作用
交联反应生成的交联体称为 聚乙烯亚胺冻胶
2 重要的单液法调剖剂
例如当w(PA-t-BA)为7.0%，w(PEI)为0.33%时， 可配得一种在95 ℃下成冻时间为12 h的聚乙烯亚 胺冻胶，用于封堵高渗透层。
2 重要的单液法调剖剂 2) 硫酸亚铁
硫酸是增注调剖剂；
氢氧化亚铁是一种沉淀，同样可起调剖作用。
三氯化铁可起与硫酸亚铁类似的作用。
2 重要的单液法调剖剂 3)硅酸凝胶
硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。 （1）什么是水玻璃？
又名硅酸钠，分子式为Na2O· mSiO2
m:模数(即水玻璃中SiO2的物质的量与Na2O 的物质的量之比)。 模数一般在1～4范围。
2 重要的单液法调剖剂
5） 锆冻胶
锆冻胶如何形成？ 用Zr4+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带 COO-的聚合物（如HPAM）生成。
聚丙烯酰胺的锆冻胶示意图
2 重要的单液法调剖剂
（2）锆的多核羟桥络离子如何形成？
络合 水解
羟桥作用
2 重要的单液பைடு நூலகம்调剖剂
进一步水解和羟桥作用
大的无机阳离子
2 重要的单液法调剖剂
0.4%，w(酚醛树脂)
为0.8%时，可配得
一种在80 ℃下成冻
交联反应生成的交联体称为 酚醛树脂冻胶。 时间为72 h的酚醛树 脂冻胶，用于封堵高
渗透层。
2 重要的单液法调剖剂
9）聚乙烯亚胺冻胶
聚乙烯亚胺冻胶是用聚乙烯亚胺交联溶液中带— CONH2的聚合物（如HPAM）生成的。
聚乙烯亚胺是由乙烯亚胺聚合产生的
可用常规土酸除去。
3 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
3 双液法堵剂
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 的堵剂。
3 双液法堵剂 2)凝胶型双液法调剖剂
指两种工作液相遇后可产生凝胶封堵高渗透层 的调剖剂。例如向地层交替注入水玻璃和硫酸 铵，中间以隔离液(如水)隔开，当两种工作液 在地层相遇时可发生下面的反应，产生凝胶， 封堵高渗透层：
多核羟桥络离子与HPAM交联
2 重要的单液法调剖剂
6）铬冻胶
（1）铬冻胶如何形成？ 用Cr3+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带 COO-的聚合物（如HPAM）生成。
聚丙烯酰胺的锆冻胶示意图
Q：Cr3+的多 核羟桥络离 子如何形成？
2 重要的单液法调剖剂
（2） Cr3+ 可有哪些来源？
KCr(SO4)2、CrCl3、Cr(NO3)2、Cr(CH3COO)3
进入地层后
流动性降低
双液法
定义： 向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种 工作液（或工作流体）。 基本原理： 隔离液作用： 调节封堵位置
注水 注水
第一工作液
第二工作液
隔离液 注入水
封堵物质
三、注水井调剖剂
按调剖剂封堵的距离分类，可分为近井地带调 剖剂（如硅酸凝胶）和远井地带调剖剂（如胶 态分散体冻胶）。 若按使用的条件分类，可分为高渗透层调剖剂 （如粘土/水泥固化体系）、低渗透层调剖剂 （如硫酸亚铁）、高温高矿化度地层调剖剂 （如各种无机调剖剂）。
3 双液法堵剂 3)冻胶型双液法调剖剂
例3 第一工作液溶有Na2SO3的HPAM溶液或XC溶液 第二工作液溶有Na2Cr2O7的HPAM溶液或XC溶液 这两种工作液相遇后，Na2SO3可将Na2Cr2O7中的Cr6+还原 为Cr3+，Cr3+进一步生成多核羟桥络离子将聚合物交联， 产生铬冻胶。 例4 第一工作液HPAM溶液 第二工作液ZrOCl2溶液 这两种工作液相遇后产生锆冻胶。 例5 第一工作液HPAM溶液 第二工作液聚季铵盐溶液 这两种工作液相遇后产生聚季铵盐冻胶。
2 重要的单液法调剖剂 10）水膨体
水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的聚合 物； 所有适当交联的水溶性聚合物都可制得水膨体。
m CH
2
CH
+
CH2
CH COO CH2CH2O
10
CH OOC
CH2
CONH2
CH2 CH
CH2
CH COO CH2CH2O
10
CONH2
OOC CH CH2
2 重要的单液法调剖剂
2 重要的单液法调剖剂 12）石灰乳
石灰乳是将氧化钙分散在水中配成的氢氧化钙悬 浮体。
特点：
氢氧化钙的粒径较大（ 62μm左右），特别适合于封 堵裂缝性的高渗透层。由于氢氧化钙颗粒不能进入中、 低渗透层，因此对中、低渗透层有保护作用。 氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，所以可用于封 堵高温地层。
第二篇 采油化学
第五章 注水井调剖与油井堵水
注水井调剖和油井堵水是重要的提高原油采收率 技术，同时也是其他提高原油采收率技术（如化学 驱、混相驱、热采和微生物驱等）不可缺少的配套 技术，因此应对注水井调剖和油井堵水有一个全面、 深入的了解。
第一节 注水井调剖法
一、什么叫注水井调剖
吸水能力好 吸水能力差
一、什么叫注水井调剖
•油层是不均质的； •注入水沿阻力最小的地方前
含油饱和度高
进；
•高渗透层流动阻力小；
•由于注入水的冲刷，使油层
的不均质性随着时间的推移 而加剧； 单井油井堵水
k2> k3 > k1
•注入水的波及系数低，采收
率低，油井含水上升快。
高渗透层 （含油饱和度低）
一、什么叫注水井调剖
“调剖”含义 ： 从注水井调整注水 地层的吸水剖面
表面覆膜：
2 重要的单液法调剖剂
11）冻胶微球
冻胶微球是粒度达到纳米级的冻胶分散体。它可 用微乳聚合方法制得。如可由丙烯酰胺和其他含 烯基的单体、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸 铵配得的水溶液，用高浓度的混合表面活性剂(如 Span80+Tween60)制得油外相微乳，水溶液增溶 在微乳的胶束之中，单体共聚后，即成冻胶微球。 使用时，用反相剂(如OP-10等)将油外相的冻胶微 球反相分散于水中，注入地层。在地层中，冻胶 微球有一定的膨胀倍数，它可在高渗透的通道中 通过运移、捕集、变形、再运移、再捕集、再变 形……的机理，由近及远地起调剖作用。