油田调剖堵水 Word 文档

油田调剖堵水

1.研究的目的和意义：

油井出水是油田(特别是注水开发油田) 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发效果方面获得了显著效果。油井出水会严重影响油田的经济效益,使经济效益好的井降为无工业价值的井。这从两个方面表现出来,一方面降低油气产量,另一方面增加地面作业成本,由此可见,堵水工作是各个油田发中的紧迫任务,也是油田化学工作者研究的主要课题之一。

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。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。化学驱是一类行之有效的提高采收率方法，其主要包括聚合物驱、碱/聚合物驱、碱/表面活性剂/聚合物驱等随着三次采油（三元复合驱）的不断开采，大庆油田在开发后期，由于储层的非均质性，特别是中高渗透油层已形成了注水特大孔道，其孔喉半径超过25µm，对这种特大孔道的封堵是非常困难的，注入液很容易突破封堵带，按照原本的注水通道流串到采油井，从而造成了调剖增油量低，调剖剂有效时间短等一系列不利于开采的现象出现。而目前多数聚合物调剖剂结构在高碱、高温和高矿化度等油藏条件下容易发生变化，在高PH 值的环境下其酰胺基团水解，相对分子质量降低以及分子形态变化，导致溶液粘度降低开采效果不好。其中聚丙烯酰胺由于对油、水分别有不同的选择性而在油田调剖堵水应用中使用最为广泛，但也由于其在水中易水解、地层中的吸附性较大、剪切稳定性和热稳定性较差等因素，一直以来是聚丙烯酰胺调剖堵水体系研究中的难题。还有现有的调剖剂在三元（碱、表面活性剂、聚合物）介质中易被老化降解，因而失去调剖地层封堵孔喉的作用。而现在的油藏介质环境PH 值普遍偏高，一般的调剖剂在碱性条件下（pH 值在7～10）更易发生降解。因此为了油田采油产量的稳定，提高采收率，保证三次采油的经济性，研制出新型耐碱型三元复合驱油层调剖剂势在必行。随着三元复合驱的工业化应用，大庆油

田由于油层中渗透率的差异，地层的不均匀性使注入液沿着高渗透孔道进入油井，使三元驱替油层也存在着驱替液的“短路”问题，并且在已经工业化的三元复合驱的油层中，问题已经初现端倪，因此为了改善吸液剖面，提高三元复合驱的波及效率，降低采出液的含水量，需要在注液井中注入微细颗粒材料或高强度的聚合物凝胶，对这些高渗透层进行封堵，促使注入水由高渗透部位转向进入中、低渗透部位，以达到调整剖面的目的。现在油田常见的调剖剂主要是生物黄原胶类及聚合物凝胶。这类调剖剂在高矿化度、高碱度环境介质中存在着以下几方面的问题：一是在高矿化度高盐的条件下，部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）溶液的增粘能力明显下降，Ca2+、Mg2+等阳离子在一定条件下可与聚丙烯酰胺（HPAM）分子链上的羧基发生化学反应产生沉淀；二是聚丙烯酰胺（HPAM）溶液在碱性条件下容易水解，水解后粘度将急剧降低，根本起不到调剖作用。并且由于低分子量的聚丙烯酰胺（HPAM）与沉淀物的剩余，可能对地层造成堵塞进而伤害地层。二是无论是聚丙烯酰胺（HPAM）还是黄原胶的对温度的抵抗性能都较差，随着温度的升高，聚丙烯酰胺（HPAM）的水解速度也在增加，当温度超过60℃时，黄原胶就会发生降解。由此可知，聚丙烯酰胺（HPAM）和黄原胶在性能上都有明显的不足，针对以上这些缺陷，国内外研究者为了改善聚丙烯酰胺（HPAM）溶液的耐温抗盐性，对聚合物驱油调剖剂的增粘作用机理、热降解和耐盐性机理以及聚合物的结构与耐温、耐盐性能的关系作了大量研究工作，以期研制出具有优良耐盐性的聚合物驱油调剖剂。

2 调剖剂研究现状

我国90 年代中后期，由于水驱油田逐渐进入高含水开采期，近井调堵效果越来越差，大剂量深度调剖、调驱技术开始获得研究及应用，“九五”以来，研究重点则集中在深部液流转向改善水驱效果的深度调剖技术的研究与应用方面，尤其对调驱剂、调驱机理的研究等。使得我国的调堵技术的发展经历了以油井堵水为主阶段、注水井调剖为主阶段、以调堵为主的区块整体综合治理阶段及目前的以油藏深部液流转向为主阶段。调堵机理也由早期的强堵剂形成的物理屏障式堵塞改变地层纵向吸水剖面或产液剖面机理，发展到今天的利用预交联凝胶颗粒和弱凝胶的“变形虫”和“蚯蚓虫”的流动和运移机理改变油藏内部长期水驱形成定势的流线场、压力场分布使深部流体转向提高水驱开发效果的作用机理。我国油田化学堵水调剖剂以交联聚合物凝胶类堵剂为最多，占2/3 多的份额。这些调堵剂因其性能及作用机理的不同可分别适用于近井调堵剂、大剂量深部调堵剂、深部调驱液流转向剂。对这些在用的调堵剂体系按性能及作用机理可分为十大类：水泥类、交联聚合物冻胶类、树脂类、颗粒类、泡沫类、改变岩石表面润湿性类、沉淀类、酸化解堵类、微生物类、复合类。随着注水时间增加，水驱矛盾也随之加大，再加之层内矛盾，近井调剖效果已不能满足作业要求，以增大处理半径为目标的大剂量延迟交联调剖剂便迅速获得发展，但地层水的稀释、聚合物的吸附使其组分损失，长时间在地层条件下动态运移、众多的不确定因素使调剖剂在水驱油田高含水开采期的成胶性能难以保证，加之经济及技术上的限制，延迟交