2油水井调剖堵水剂.

第一节注水井调剖法第三章油水井的调剖与堵水12•油层是不均质的；•注入水沿阻力最小的地方前进；•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；•注入水的波及系数低，采收率低，油井含水上升快。k2k3k1单井油井堵水高渗透层（含油饱和度低）含油饱和度高一、什么叫注水井调剖3一、什么叫注水井调剖调整注水油层的吸水剖面。“调剖”的含义：狭义：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。45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。单井油井堵水调剖剂单井油井堵水调剖剂深部调剖浅层封堵一、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。6二、调剖技术的分类（1）单液法调剖：一种工作液（2）双液法调剖：两种工作液按起作用的工艺分类7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．流体流动性降低溶液、乳状液、溶胶、悬浮体凝胶、冻胶、沉淀、固化物注入过程中进入地层后基本原理：定义：1、单液法82、双液法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）。定义：注水注水第一工作液第二工作液隔离液封堵物质注入水基本原理：调节封堵位置隔离液作用：89三、单液法堵剂调剖剂：又称堵剂，注入地层起封堵作用的物质。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。101、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。（2）特点近井增注，远井调剖。11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。（1）调剖机理（2）特点近井增注，远井调剖。2、硫酸亚铁12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。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。硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。（1）什么是水玻璃？3、硅酸凝胶13活化剂是指可使水玻璃由先变成溶胶再变成凝胶的物质。无机活化剂：盐酸、硫酸、硝酸、氨基磺酸、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钠。有机活化剂：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、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和碱性硅酸凝胶。硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。3、硅酸凝胶14酸性硅酸溶胶酸性硅酸溶胶胶团示意图（假定模数为1）生成:胶粒带正电。酸性硅酸溶胶是由水玻璃加到盐酸中生成。特点:15碱性硅酸溶胶胶团示意图（假定模数为1）胶粒带负电。碱性硅酸溶胶是将盐酸加到水玻璃中生成。特点:碱性硅酸溶胶生成:164、锆冻胶（1）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17（2）锆的多核羟桥络离子如何形成？络合水解羟桥作用多核羟桥络离子形成18进一步水解和羟桥作用大的无机阳离子多核羟桥络离子形成19多核羟桥络离子与HPAM交联205、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。聚丙烯酰胺的铬冻胶示意图21（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5、铬冻胶22水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的聚合物。CH2CHCONH2+mCH2CHCONH2CHCH2COOCH2CH2O10OOCCHCH2CHCH2COOCH2CH2O10OOCCHCH26、水膨体236、水膨体一种聚丙烯酰胺水膨体的膨胀性246、水膨体供选用的携带介质有三类：非极性物质（如煤油）半极性物质（如乙醇、异丙醇），电解质溶液（如NaCl、HCl、CaCl2、FeCl3等）．有些是通过去溶剂化和压缩水膨体扩散双电层来抑制膨胀的作用（如NaCl溶液）；有些通过与水膨体中的-COO-反应生成弱亲水能力的基团来抑制水膨体的膨胀（如HCl、CaCl2、FeCl3等溶液）。257、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。氢氧化钙可与盐酸反应生成可溶于水的氯化钙，在不需要封堵时，可用盐酸解除。268、粘土／水泥分散体粘土／水泥分散体由粘土与水泥悬浮于水中配成。特点适合于封堵特高渗透地层。粘土与水泥进入地层后，可在孔隙结构的喉部形成滤饼。在滤饼中，水泥的水化反应，使滤饼固结，对特高渗透层产生有效封堵。类似石灰乳中的氢氧化钙，粘土和水泥也不能进入中、低渗透层，所以对中、低渗透层有保护作用。可用常规土酸除去。27四、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281、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。291、沉淀型双液法堵剂具有强度大、对剪切稳定、耐温性好、化学稳定性好和成本低廉等优点。作为第一反应液硅酸钠优于碳酸钠，在硅酸钠中，应选模数大的，浓度以20%~25%为好。稠化剂选用浓度0.4%~0.6%的HPAM为佳。第二反应液的选择，以浓度为15%的CaCl2、MgCl6H2O为最好。30指两种工作液相遇后可产生凝胶封堵高渗透层的堵剂。第一反应液硅酸钠溶液的含量为5~15%，第二反应液为10%的盐酸。第一、第二反应液用量的体积比为4：1，用水作隔离液，适用于砂岩地层水井调剖，其温度为60~80℃。2、凝胶型双液法堵剂313、冻胶型双液法堵剂例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Na2SO3的HPAM溶液或XC溶液第二工作液溶有Na2Cr2O7溶液例4第一工作液HPAM溶液第二工作液ZrOCl2溶液指两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗透层的堵剂。324、泡沫型双液法堵剂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。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。335、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，它们在地层中相通形成絮凝体。这种絮凝体能有效地封堵特高渗透地层。双液法调剖剂优点：可以处理远井地带，能有效地改变流体在地层中的流动剖面。缺点：药剂不能充分利用。提高效果方法：隔离液的选择。通常用水或油。用水时要注意水对反应液的稀释作用。处理的单元数。两种反应液一次交替处理叫一单元处理。为使两种反应液充分接触，最好采用多单元（3~5）单元处理。反应液的粘度。第一反应液的粘度应稍大于第二反应液的粘度，以防止第二反应液不易突破或过早突破第一反应液。对多单元处理时各单元隔离液体积的选择。一种是隔离液体积越来越大，一种是隔离液体积越来越小。第二节油井堵水法3536一．油井产出水的来源有三个来源：1.来源于注入水；2.来源于边水；3.来源于底水。37一．油井产出水的来源有三个来源：1.来源于注入水；2.来源于边水；3.来源于底水。38一．油井产出水的来源有三个来源：1.来源于注入水；2.来源于边水；3.来源于底水。39一．油井产出水的来源有三个来源：1.来源于注入水；2.来源于边水；3.来源于底水。40二．油井堵水与油井堵水剂1.定义油井堵水是指从油井控制水的产出。油井堵水剂是指从油井注入地层，能减少油井产水的物质。2.种类(1)选择性堵水剂(2)非选择性堵水剂41三．选择性堵水剂1.定义选择性堵水剂是指对水流产生较大阻力，而对油流产生较小阻力的物质。2.作用机理选择性堵水剂是通过油和水、产油层和产水层的差别进行堵水。3.种类可分三类，即水基堵水剂、油基堵水剂和醇基堵水剂。424.一些重要的选择性堵水剂(1)水基堵水剂部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）HPAM的分子式为43在油井中，HPAM堵水的选择性表现在：l）它优先进入含水饱和度高的地层；2）进入地层的HPAM将优先吸附在由于水冲刷而暴露出来的岩石表面；3）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；4）HPAM随水流动时，可为地层孔隙结构的喉部所捕集，产生堵塞。HPAM这种按含水饱和度的大小进入地层，并按含水饱和度的大小调整地层对流体的渗透性的特点是其他选择性堵水剂所没有的。44部分水解聚丙烯腈（HPAN）HPAN的分子式为(3)硬葡聚糖（SG,水基）SG的分子式为45阴阳非三元共聚物46泡沫泡沫以水作外相，它可优先进入出水层，并在出水层中稳定存在，通过叠加的Jamin效应，封堵来水。在油层，按界面能趋于减少的规律，稳定泡沫的表面活性剂将大量移至油水界面而引起泡沫破坏，所以进入油层的泡沫不堵塞油层。因此，泡沫也是一种很好的选择性堵水剂。47松香酸皂、脂肪酸皂、环烷酸皂4849对烷基酚-乙醛树脂这种树脂是用地下合成法产生。例如将对烷基酚、乙醛和催化剂（如石油磺酸）注入地层，在100℃左右，产生一种支链型的树脂这种树脂溶于油，不溶于水，所以是一种选择性堵水剂。50单宁（水基）51聚三聚氰酸酯盐（水基）下式为一种聚三聚氰酸酯盐：52山嵛酸钾（水基）胶束溶液（水基）这是一种遇盐水变粘的胶束溶液，它的配方列于下表：一种用于堵水的胶束溶液成分成分102盐水1)34.8异丙醇0.5石油磺酸铵8.1烃56.61)氯化钠的质量浓度为43mg·L-153酸渣（水基）在硫酸精制石油馏分时产生的酸渣可用于选择性堵水，因为这种酸渣遇水可析出不溶物质，而且硫酸与地层水中的Ca2+、Mg2+也可产生相应的沉淀，封堵出水层。水包稠油（水基）这种堵水剂是用水包油型乳化剂将稠油乳化在水中配成。因乳状液是水外相、粘度低，所以易进入水层。在水层中，由于乳化剂在地层表面吸附，使乳状液破坏，油珠合并为高粘的稠油，产生很大的流动阻力，减少水层出水。54(2)油基堵水剂烃基卤代甲硅烷易水解，低粘度对地层温度适用性好，可用于一般地层温度，也可用于高温（200℃）地层。55机理：1）生成沉淀，起到堵水作用；2）吸附于地层表面，增加水流阻力。56聚氨酯聚氨酯是由多羟基化合物和多异氰酸酯聚合而成。聚合时，保持异氰酸基（-NCO）的数量超过羟基（-OH）的数量，即可制得有选择性堵水作用的聚氨酯。57油基水泥油基水泥是水泥在油中的悬浮体。水泥表面亲水，当它进入出水层时，水置换水泥表面的油并与水泥作用，使水泥固化，封堵出水层。活性稠油（油基）这是一种溶有乳化剂的稠油。该乳化剂为油包水型乳化剂（如Span80），它可使稠油遇水后产生高粘的油包水乳状液。58偶合稠油（油基）这种堵水剂是将低聚合度、低交联度的苯酚-甲醛树脂、苯酚-糠醛树脂或它们的混合物作偶合剂溶于稠油中配成。由于这些树脂可与地层表面反应，产生化学吸附，加强了地层表面与稠油的结合（偶合），使它不易排出，延长有效期。59聚烯烃（油基）聚乙烯就是其中一种。可用的聚乙烯的相对分子质量为1104～2104，密度为0.91～0.92g·cm-3，熔点为115～120℃。此外还可用乙烯与乙酸乙烯酯共聚物。它们都是油溶水不溶的聚合物。聚烯烃适用于高温