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1、调剖技术与堵水技术(石油大学,华东)二三年三月提纲一、前言1.调剖堵水的概念2.调剖堵水的意义3.调剖堵水的过去和现在4.调剖堵水的发展趋势二、调剖技术1.注水井调剖的重要性2.区块整体调剖技术中的组成技术3.区块整体调剖技术中的决策技术4.区块整体调剖技术中的调剖剂技术5.区块整体调剖技术的应用潜力6.调剖技术的发展趋势三、堵水技术1.油井堵水的重要性2.区块整体堵水技术的组成技术3.区块整体堵水的决策技术4.区块整体堵水的单井技术5.油井堵水技术的发展趋势四、结束语一、前言1.调剖堵水的概念这里的调剖是指注水井调剖；这里的堵水是指油井堵水。1)注水井调剖注水井调剖是指从注水井调整注水地层的
2、吸水剖面。注水井注水地层的吸水剖面是不均匀的。一口注水井的吸水剖面注水地层的吸水剖面说明，地层存在高渗透层。注入的水必然首先沿高渗透层突入油井，引起油井产水率的提高和油井产量的降低。2)油井堵水油井堵水是指从油井减少水的产出。油井产出的水有不同的来源：（1）来源于注入水；（2）来源于边水；（3）来源于底水。2.调剖堵水的意义调剖堵水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 量与这个地层储量的比值。调剖堵水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。注入水沿高渗透层突入油
3、井k2k1k3k2k1，k2k3注水井调剖k2k1k3k2k1，k2k3堵剂油井堵水k2k1k3k2k1，k2k3堵剂油水井对应调剖堵水k2k1k3k2k1，k2k3堵剂堵剂3.调剖堵水的过去和现在1)国内我国十分重视调剖堵水工作。至今，这项工作的发展已经历了六个阶段：第一阶段是60年代，为油井单井堵水阶段。第二阶段是70年代，为水井单井调剖阶段。第三阶段是80年代前期，为井组的油水井对应调剖堵水阶段。第四阶段是80年代后期，为区块整体调剖堵水阶段。第五阶段是90年代前期，为区块整体以调剖堵水为中心的综合治理阶段。其中的综合治理包括注水井增注、油井提液、改变注采井别、调整生产层系和打调整井等。
4、第六阶段是90年代后期，为区块整体调剖堵水与驱油的结合阶段，即调驱阶段。发展了单液法调驱技术和双液法调驱技术。2)国外在80年代前期，将调剖堵水技术作为三次采油前地层的预处理技术。在80年代后期至今，将调剖堵水技术作为一种重要的提高采收率技术。除调剖堵水外，也可通过三次采油提高原油的采收率。三次采油不仅通过提高波及系数，而且还可通过提高洗油效率提高原油采收率。三次采油需用到各种驱油剂。若这些驱油剂沿高渗透层突入油井，就起不到驱油作用。由于三次采油所使用的驱油剂相当昂贵，所以三次采油比二次采油（水驱）更需要调剖堵水。4. 调剖堵水的发展趋势1）与堵水技术相比，调剖技术仍是主导技术；2）堵水技术将
5、有重大进展；3）调剖技术+堵水技术成为提高采收率的重要技术；4）调剖技术、堵水技术与驱油技术结合起来，形成一种边沿技术即调驱技术。二、调剖技术1.注水井调剖的重要性1）注水井调剖是从水的源头上控制水从地层产出。2）注水井调剖的最终目的是通过提高水的波及系数提高原油的采收率。2. 区块整体调剖技术中的组成技术调剖工作应在区块整体上进行，区块整体调剖技术有5种组成技术：1)油藏精细描述技术;2)剩余油研究技术;3)区块整体调剖的决策技术;4)区块整体调剖的单井技术;5)区块整体调剖效果的评价技术。3. 区块整体调剖技术中的决策技术为使调剖能体现出整体观念，从而成为其他综合治理的中心，必须有决定调剖
6、重大问题的一套办法。这套办法通常叫调剖的决策技术。这里提供一种决策技术，主要使用由注水井井口压降曲线计算所得的压力指数（PressureIndex，PI）并结合其他测试数据进行决策，因此这种决策技术称为PI决策技术。PI决策技术可解决区块整体调剖的6个问题：1）判别区块调剖的必要性；2）决定区块上需调剖的井；3）选择适当的调剖剂用于调剖；4）计算调剖剂用量；5）决定重复施工时间。6）预测区块调剖的效果。PI决策技术注水井井口压降曲线与PI值PI 值按下式定义：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)。式中，q注水井日注量（m
7、3d-1）；流体动力粘度（mPas）；k地层渗透率（m2）；h地层厚度（m）；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）。PI值的理论基础区块注水井井口压降曲线的测试1将注水井的日注量调至指定的数值，稳定注水一天。2测定前井口压力表要经过校正。3测定时，记下注水压力（油压、套压、泵压）和实注量，迅速关井，记下关井开始的时间，从这一时间起读井口压力，一直至压力变化很小为止。在读数期间，若压力下降快则加密读数（例如0.5min或lmin）；若压力下降慢，则延长时间读数（例如5min或10min）。4 以 时 间 （ min） 为 横 坐 标 ， 以 压
8、力（MPa）为纵坐标，画出注水井井口压降曲线。一个区块注水井的井口压降曲线1798井；22605井；3606井；46320井；57-7井；6703井；7607井；86010井；9707井；10504井区块注水井按PI改正值的排列区块调剖必要性的判断按两个标准判断：1区块的平均PI值区块平均PI值越小越需要调剖。从统计得到，平均PI值低于10MPa的区块均需要调剖。2区块注水井的PI值极差PI值极差是指区块注水井PI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值极差超过5MPa的区块均需要调剖。符合其中一个标准或同时符合两个标准的区块，均有调剖的必要。若将区块PI值的变异系数求出
9、，也可用此值作为判断区块调剖必要性的参考标准。区块PI值变异系数越大，地层渗透性越不均质，地层越需要调剖。调剖井的选定按区块平均PI值和注水井的PI值选定。通常是低于区块平均PI值的注水井为调剖井，高于区块平均PI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。调剖剂的选择注水井的调剖剂按4个标准选择：1）地层温度；2）地层水矿化度；3）注水井的PI值；4）成本。调剖剂用量的计算通过下面三个步骤计算出调剖剂用量：1）决定调剖剂的配方。2）由调剖剂试注算出由下式定义的用量系数：式中用量系数(tMPa-1m-1或m3MPa-1m-1)；W调剖剂用量（t或m3）；
10、h注水层厚度（m）；PI试注调剖剂前后PI值变化（MPa）。3）由用量系数计算调剖剂正式施工用量：式中，PI调剖后注水井PI值的预定提高值（MPa）。注水井PI值的预定提高值应考虑注水干线压力，区块平均PI值和注水井目前的PI值。4）若不用试注法决定用量系数，而参照其他区块用量系数选值时，则需考虑，调剖剂配方、地层温度、地层水矿化度、注水井目前的PI值和重复施工情况。重复施工时间的决定调剖井转正常注水后15天测注水井井口压降曲线。由此时起，每月测一次注水井井口压降曲线。为防止漏测，应建立一个测试运行表。由不同时间测得的注水井井口压降曲线计算出相应的PI值。作调剖井PI值随时间的变化曲线，由曲线
11、的变化趋势判断调剖剂在地层中的移动情况。若调剖剂移进地层，对近井地带的封堵作用减小，则曲线下降。曲线下降至调剖前的PI值或某一合理指定值的时间，即为重复施工时间。PI决策试验区需提供的资料1）提供试验区的构造井位图及油水井的对应关系。2）填写试验区情况表。3）测试验区上所有注水井的井口压降曲线，填入指定的表格中。注水井井口压降曲线必须在配注量（或指定注入量）下稳定注水一天后测试。4）测注水井井口压降曲线前实测注水井日注量，数据一并记在压降曲线记录表格中。5）测试验区上所有注水井的指示曲线。指示曲线要在稳定注水一天后测试。6）提供试验区最近的开发分析文件。7）提供试验区近两年来的月产液量、月产油
12、量、综合含水率及累积产油量、累积产水量、油井开井数并标明试验区采取增产措施（调剖、堵水、酸化等）的月份。8）提供试验区最近月份的油水井综合月报。9）提供试验区最近两年调剖堵水井所用的堵剂、施工注入压力、排量及用量，年度效果分析。10）提供试验区取心井有明确取样深度的岩样500克。11）提供试验区至少三口注水井吸水剖面资料。4. 区块整体调剖技术中的调剖剂技术1）调剖剂的分类可按不同的标准对调剖剂进行分类：若按注入工艺，可分为单液法调剖剂（如铬冻胶）和双液法调剖剂（如水玻璃氯化钙双液法调剖剂）。前者是指调剖堵水时只需向地层注入一种工作液；后者是指调剖堵水时需向地层注入两种工作液。若按调剖剂封堵的
13、距离，可分为渗滤面调剖剂（如水膨体）、近井地带调剖剂（如硅酸凝胶和远井地带调剖剂（如冻胶的胶态分散体，colloidaldispersiongel，CDG）。若按使用的条件，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）。若按配调剖剂时所用的溶剂或分散介质，可分为水基调剖剂（如铬冻胶）、油基调剖剂（如油基水泥）和醇基调剖剂（如松香二聚物醇溶液）。若按选择性，可分为选择性调剖剂（如泡沫）和非选择性调剖剂（如粘土/水泥固化体系）。但是由于地层中的高含水层是高渗透层，因而是低注入阻力层，所以注入的非选择性调剖剂，主要进入高含水层
14、，起选择性封堵作用。2）重要的调剖剂有下列几种重要的调剖剂：(1)铬冻胶（成冻体系）在0.60%HPAM溶液中加入重铬酸钠和亚硫酸钠，直至质量百分数为0.09%Na2Cr2O7和0.16%Na2SO3配成。(2)硅酸凝胶（胶凝体系）在10%HCl溶液中加入15%Na2OmSiO2溶液，直至pH为2配成。(3)粘土/水泥体系（固化体系）在8%粘土悬浮体中加入水泥，直至质量百分数为8%水泥配成。(4)水玻璃/氯化钙双液法调剖剂（沉淀体系）交替注入10%Na2OmSiO2溶液和8%CaCl2溶液，中以隔离液（如水）隔开。(5)水玻璃盐酸双液法调剖剂（增注调剖体系）交替注入10%Na2OmSiO2溶液
15、和5%HCl溶液，中以隔离液（如水）隔开。(6)粘土/碳酸钠双液法调剖剂（活化体系）交替注入20%粘土悬浮体和8%Na2CO3溶液，中以隔离液(如水）隔开。(7)粘土/聚丙烯酰胺双液法调剖剂（絮凝体系）交替注入20%粘土悬浮体和0.1%HPAM溶液，中以隔离液（如水）隔开。(8)粘土/水玻璃双液法调剖剂（固化体系）交替注入20%粘土悬浮体和20%Na2OmSiO2溶液，中以隔离液隔开。这些调剖剂包括了单液法调剖剂和双液法调剖剂，也包括了近井地带调剖剂和远井地带调剖剂，可用于一般地层、高渗透地层、低渗透地层和高温高矿化度地层的调剖堵水。5.区块整体调剖技术的应用潜力 可从一系列调剖堵水试验区所取
16、得的效果看到潜力的存在： 濮城油田西、南区沙二上2+3层系试验区 时间： 1996年 投入调剖剂：3.86104 m3 年增产油：2.249104 t濮城油田试验区的开发指标 西区时间水驱动用储量（104t）可采储量（104t）综合递减（%）自然递减（%）含水上升率（%）试验前58525019.7625.492.15试验后5972614.2013.111.10南区时间水驱动用储量（104t）可采储量（104t）综合递减（%）自然递减（%）含水上升率（%）试验前112835216.9924.870.45试验后11903646.8716.890.06濮城油田试验区(南区)产量变化曲线濮城油田试验区(西区)产量变化曲线蒙古林油田试验区 时间： 1995年 1996年 投入调剖剂：6.93104 m3 年增产油： 6.50104 m3 自然递减率：试验前为15.41% 试验后为8.13%广利油田莱38块试验区 时间： 1995年4月 12月 投入调剖剂：6439 m3 年增产油：1.117104 t 含水上升率：试验前为0.87% 试验后为0.38%自然递减率：试验前为15.6% 试验后为5.
