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1、目录第一章 出水类型与危害21.1出水类型21.2出水危害2第二章 简介32.1调剖的概念及意义32.2调堵剂的概念与分类4第三章 剖堵水现状4第四章 高温高盐油藏堵水调剖的发展趋势64.1 无机凝胶涂层深部调剖技术64.2含油污泥深部调剖技术64.3微生物深部调剖技术74.4组合堵水调剖技术7第五章 非选择性堵剂85.1凝胶型堵剂85.1.1 硅酸凝胶85.1.2 氰凝堵剂95.1.3丙凝堵剂95.2冻胶型堵剂9第六章 选择性堵剂106.1聚丙烯酰胺(PAM)类堵剂106.2聚糖类堵剂116.3泡沫类堵剂116.4其它聚合物类堵剂12第七章 复合型堵剂13参考文献14第一章 出水类型与危害1
2、.1出水类型由于油藏地质构造的差异性和复杂性、地层内部结构的非均质性、不同油层中原油的物性差异，使得油田在注水开采过程中，层内、层间和平面三大渗透层的矛盾日益突出，导致油井普遍见水。出水的类型主要有：（1）同层水：随着水驱开发过程的进行，处于同一个层位的水和原油同被采出，使得油井的含水量逐渐增加。（2）窜槽水：固井的质量差或套管外部的密封不严时，水可窜入至油层，形成通道，使得采出液的含水率升高。（3）底水：若油层的纵向方向存在水层，随着油井中反复抽吸过程的进行，当流体的压力梯度克服油水重力梯度差时便形成水锥。与此同时，若纵向地层的渗透率过高，水锥的形成则会加速。最终导致油井采收液中的含水量迅速
3、上升或油井被水淹。（4）水层水：对于多层合采的油井，若某水层被误射开，水层水也随同油层中的原油在油井生产过程中一同被采出，致使采出液中的含水量增加。（5）边水：若油层的边缘部分存在水层，边水可能在油井开采过程中向油层指进而流入油井，随同原油采出，使得采出液含水率升高。（6）注入水：对于水驱开采的油田，由于长期的高压注水进入地层，使得地层的非均质性日趋严重，出现高渗透条带，注入水则突进入油井，致使油井大量出水，这即是注水开发油田中油井出水的主要原因。1.2出水危害油田出水造成的危害主要有：（1）消耗地层能量油田水驱开采过程中，主要是靠注入水来补充地层能量，当注入水沿大孔道或裂缝流入油井而同被采出
4、时，地层压力下降，水驱效果变差。为达到注采平衡，必须增大注入水量，注水成本也随之提高。此外，一些油井大量出水，会导致井筒液柱的压力增大，油气难以产出，甚至会使油井过早失去开采价值。（2）油井严重出砂对于砂岩油层，如果见水，其薪土层会发生膨胀，油层的渗透率会降低，最终导致产油量降低。同时，也因砂岩中的胶结物长期接触水而被水溶解，致使油井大量出砂，严重时会迫使油井停产。（3）危害采油设备油井大量出水不仅加重了深井泵的负荷，而且会严重损伤地面设备和管线，使其受腐蚀的速度加快。（4）加重脱水泵站负担油井大量产水，采出液的含水量大大增加，脱水菜站工作量也大幅提高。为保证脱水的高效性，就必须增添脱水设备，
5、扩大粟站，加大消耗，采油成本也随之增加。（5）增加污水处理量由于从原油中分离出来的污水必须经过处理，才能符合污水排放标准或回注要求，然而，采收液含水率高，分离出的污水也多，因此，必须难免会增加污水处理设备及相关水处理剂的消耗。第二章 简介2.1调剖的概念及意义堵水就是指控制产水或水油比，其实质在于改变水在地层中的渗透规律。根据施工对象的不同，堵水作业，可分为油井生产井的堵水和水井（注入井）的调剖两类。对于整个油藏来说，堵水调剖的作用及效果，主要体现在四个方面：（1）降低油井采出液的含水率，提高原油的产量。（2）增加产油层段的厚度，减少高含水层的厚度，改善产液剖面。（3）提高注入水的波及体积，提
6、闻水驱效率。（4）总体改善开发效果，减缓区块含水率的上升速度，降低产液量的递减速度。2.2调堵剂的概念与分类堵水剂一般指用于生产井堵水的处理剂，而调剖剂则是指用于注水井调整吸水剖面的处理剂，总称为“调堵剂”或“堵剂”，。一直以来，油田中广泛采用的堵水方法包括机械法和化学法两类，机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开，阻止水流入井内。化学法堵水是利用化学堵剂的物理化学作用对出水层造成堵塞。从目前应用和发展情况看，主要是化学法堵水。根据堵水剂对油层和水层的堵塞机理不同，化学堵水可分为非选择性堵水和选择性堵水。非选择性堵水是指堵剂能同时封堵油层和水层；选择性堵水则是指堵剂只与水起作用，而不与油起
7、作用，因而只对水层造成堵塞而对油层影响甚微。此外，根据堵水施工要求的不同还有永久堵和暂堵按工艺条件的差异又分为单液法堵水剂和双液法堵水剂；按堵剂形态的不同则可分为冻胶型、凝胶型、沉淀型和胶体分散型等按不同地层的荀刻条件又分为高温、大孔道、低渗地层、高矿化度地层等。第三章 剖堵水现状分析我国堵水调剖技术的研究内容和应用规模可知，其整体的发展大致经历了四个阶段：50至70年代，主要依赖油井的堵水，堵剂以水泥、活性稠油、水玻璃氯化钙体系和树脂等为主。70至80年代，由于聚合物及其交联凝胶的出现与发展，堵剂的研制也迅速发展，主要是强凝胶型堵剂，其作用机理也多是物理屏障式堵塞，最终达到调整近井地层的吸水
8、剖面和产液剖面的目的。90年代，国内绝大多数油田都进入高含水期，堵水调剖技术也因此进入鼎盛期，但由于处理的目的层不同，对应的堵剂体系也有近一百多种，深部调剖及相关技术也随之快速发展，多以区块的综合治理为主。2000年后，针对油藏工程的深部调剖，国内学者提出了改善水驱的配套技术，即：将油藏工程技术和分析方法应用于改变水驱的深部液流转向技术。近几年来，针对油井高含水或超高含水的问题，王正良，胡三清等以乙稀基阴、阳、非离子单体为主剂，有机娃为交联剂，并添加无机矿物材料等，成功研制出一种吸水膨胀型交联聚合物堵剂。该堵剂对大孔道和裂缝性等高渗透性漏失地层的封堵效果良好，且其承压能力7.0MPa。童志能、
9、刘庆旺等为了研究聚丙烯酰胺酷醛树脂的选择性堵水能力，进行了一系列的模拟岩心驱替实验。结果表明：该体系对水的封堵率可达90%以上，而对油的封堵率仅10%左右，具有较强的选择性封堵能力。国外关于堵水技术的研究及应用已有近六十年的历史，在此基础上，注水井调剖技术也逐渐发展起来。其发展过程主要经历了五个阶段：早期应用水泥和封隔器卡隔出水层进行堵水。50年代，主要是利用原油、戴性油、油水乳化液、油基水泥和固态经溶液等作堵剂。前苏联还以叔丁基酷甲醛树脂、脲醛树脂等作为化学堵剂进行堵水。60年代，聚丙烯酰胺类水溶性高分子聚合物的诞生为化学调堵技术幵辟了新局面，广泛应用于各油藏的调堵施工工程。70年代后，随着
10、化学堵剂的快速发展，汕井堵水技术也发展成为油水比控制技术，进一步发展成了油井控制油水比与注水井调整吸水剖面的配套技术。80年代末，美国和前苏联又各自推出了一批新型堵剂，大致可归纳为水溶性聚合物冻胶类，水玻璃类和膨胀颗粒类等以水解聚丙烯酰胺为代表，美国常用的主要包括：阳离子粉状的、阳离子乳化状的、非离子粉状的、非离子型乳状液的以及阴离子粉状的聚合物等。从堵剂的发展看，具有良好选择性的堵剂的研究与应用将成为广泛关注的重点，美国Halliburton公司研制成的一种油水比控制剂，具有选择性好、与阳离子配伍性好、抗剪切、不易氧化、溶解快、作用期长、应用简单的特点。但其使用条件却被限定在一定的范围内，如
11、：适宜的渗透率、温度和岩层的物性等，针对性太强，施工作业的成功率常常会很低。因此，21世纪以来，高强度、耐冲刷、适应性好、使用有效期长的堵剂的研制，堵剂延缓交联技术的研究，由使用单一堵剂向复合堵剂发展的探索，以及各种添加剂的配合使用，都是国外堵剂研究的活跃领域。第四章 高温高盐油藏堵水调剖的发展趋势4.1 无机凝胶涂层深部调剖技术针对塔里木油田井深(4500-6000m)、地层温度高(120-140)、地层水矿化度高(150000-210000ml/L)特点，考虑到交联聚合物类堵剂的盐敏、热敏及多价离子絮凝等问题，中国石油勘探开发研究院采油工程研究所结合水泥、无机颗粒和沉淀型堵剂具有较好的耐温
12、耐盐的特点，并考虑到其在多孔介质中的进入深度有限而不适宜深部处理的缺点，研制出了一种无机凝胶涂层调剖剂，该调剖剂与高矿化度地层水反应形成的无机凝胶与地层水的密度相当，能够吸附在岩石骨架表面并层层结垢，最终形成无机凝胶涂层，从而使得地层中的流动通道变窄，、流动阻力增大，迫使地层流体转向，扩大了其波及体积。该技术应用在塔里木轮南油田LN203井后，注水压力明显升高，吸水剖面得到显著改善并初步达到了增油降水的效果。4.2含油污泥深部调剖技术含油污泥是原油经脱水处理后产生的工业废浆，其主要成分是水、蜡质、泥质和胶质沥青。由于含油污泥抗高温耐盐性良好，且具有一定的抗剪切能力，适用于大剂量挤注、调剖，与此
13、同时，也解决了含油污泥外排难的问题，大大降低了对环境的污染，节省了固化含油污泥所需的费用，应用前景较好。其堵水机理是:将含油污泥中和适量添加剂共混后配制成勃稠的微米级的O/W型乳化悬浮液，该悬浮液渗入到地层一定的深度后，受地层水的冲释，其中所含的泥质吸附胶质沥青和蜡质会勃聚而形成较大粒径的“絮团”沉降在大孔道中，导致孔径减小，渗流阻力增加，注入水渗流方向改变，从而使得注入水波及体积提高，注水开发效果得到改善。赵福麟、张桂意等针对胜佗油田产生的含油污泥的处置和环境污染问题，以含油污泥为主料，分散剂、悬浮剂、pH值调节剂及相关助剂和钠土为辅料，研制成了一种新型含油污泥调剖剂SW-1，试验表明，该调
14、剖剂具有较好的稳定性、耐冲刷性和较高的封堵性。杨振杰、齐斌等为解决裂缝性或大孔道等高渗层的调堵技术难题，在含油污泥中加入微细活性矿物AK、增强剂AX和稳定剂BT，使其中的砂泥和油质沥青充分乳化分散，增强含油污泥堵剂的活性，实现含油污泥堵剂的可固化性，优化了浆体的施工性。具有浆体稳定性好，析水小，抗窜强度高，流动性好和触变性强的特点，现场施工效果甚好，具有一定的应用价值。4.3微生物深部调剖技术美国最早开始研究和应用微生物深部调剖技术。将能够产生生物聚合物的细菌注入地层，细菌被吸附在岩石孔道表面后形成附着的菌群；随着营养液的输入，细菌大量繁殖，形成较大体积的菌团或菌蒲，产生的生物聚合物等點附在孔
15、隙的岩石表面；后续营养物的充足供给，使得生物聚合物的产量急剧增加并累积，形成大的生物团块，对高渗透条带起到了较好的选择性封堵作用，使水流转向中、低渗透层，扩大了水的波及体积，有利于原汕采收率的提高。段景杰、吕振山等在吉林扶佘油联合开展了微生物调剖堵水的研究并现场进行了先导性试验，菌种选自于某油井的釆出水为大肠杆菌近缘种，可利用糖类代谢产出一种长链生物聚合物，该生物聚合物能在水中形成凝胶，从而起到堵水调剖的作用。同时，研究也表明，微生物调剖堵水成功的关键在于充足量、高纯度、高浓度的目的菌种的注入。4.4组合堵水调剖技术由于油田水驱问题日趋复杂化，单一技术的应用越来越受到限制或效果不理想，在深部调
16、剖改善水驱或聚驱开各种组合技术的应用越来越广泛。如针对存在大孔道或裂缝的水驱油藏，常采取弱凝胶与体膨颗粒的组合技术。在聚驱体系中加入适量的体膨类颗粒，利用其在大孔道中吸水膨胀造成堵塞，使流动阻力增加，从而降低通道的渗流能力，迫使聚合物溶液转向低渗透层带，既减少了聚合物溶液窜流，又提高了聚驱效果。朱浩平、白宝宏等通过分析姬源油田侏罗系油藏储层的地质特征，设计并优选了预交联颗粒与缔合聚合物弱凝胶复合的深部调剖体系。预交联颗粒主要起深部调剖的作用，能有效封堵大的孔道;缔合聚合物弱凝胶则主要起封堵和驱油作用。赵修太、李海涛等通过静态试验，研究了以部分水解聚丙烯酰胺铬冻胶为主体与固体颗粒形成的复合凝胶体系，经岩心封堵率实验测试，其
