化学调剖堵水技术

化学调剖堵水技术2010年5月提纲第一章化学调剖堵水现状第三章油井堵水技术第二章注水井调剖技术第四章调剖数值模拟技术第一章化学调剖堵水现状一.我国调剖堵水技术发展阶段二.主要成果三.发展方向一.我国油田调剖堵水发展阶段1.探索研究阶段2.以油井堵水和机械堵水为主的阶段3.以注水井调剖为主的阶段4.区块整体调剖堵水阶段5.油藏深部调剖技术阶段二主要成果1.结合我国油田开发的特点发展配套了六套堵水、调剖技术。1)机械堵水、调剖技术2)油井化学堵水技术3)注水井调剖技术4)油水井对应堵水、调剖技术5)油田区块整体堵水调剂技术6)深部调剖技术二主要成果2.研制开发了八大类近百种适用于我国各类油藏的堵水、调剖化学剂1)沉淀无机盐类调剖剂2)聚合物冻胶类堵水调剖剂3)颗粒类堵水调剖剂4)泡沫类堵水调剖剂5)改变岩石润湿性的堵水剂6)树脂类堵水剂7)微生物类堵水剂8)其它类堵水剂二主要成果3.堵水、调剖的机理研究取得了新进展4.以油田整体堵水调剖为目标，配套了施工工艺技术1)高含水油藏的油藏描述技术(包括静态描述和动态描述);2)油田堵水、调剖，封堵大孔道的数值模拟技术;3)示踪剂注入和解释技术；4)优化施工设计技术，在方案优选、处理半径、堵剂用量、颗粒堵剂大小的适用范围等方面的研究都取的了进展；5)施工工艺技术，对油井堵水和注水井调剖的施工工艺进行了总结；6)注入设备和流程，堵水调剖的注入设备经由水泥车、压裂车注入，逐步转化为固定或撬装泵组注入，并研究设计制造了成套的注入设备和流程。二主要成果5.取得了改善注水开发的良好效果和显著的经济效益1)形成了工业规模，取得了显著的经济效益；2)注水井调剖后改善了注水井的吸水剖面；3)油井堵水可增加产油厚度，减少高含水厚度；4)区块整体堵水调剖从整体上改善注水开发效果。三发展方向1)如何经济有效地扩大堵水调剖的工业规模，使之成为一项可行的、常规性的提高采收率的技术措施；2)不断创新，以提高经济效益和有效率为目标，研发前沿技术；3)继续加强国内外技术交流，搞好技术协调，推动技术发展；第二章注水井调剖1、注水井调剖的概念2、注水井调剖的重要性3、注水井调剖的决策技术4、注水井调剖的调剖剂技术5、注水井调剖的矿场试验例6、注水井调剖的发展趋势7、结论1、注水井调剖的概念2、注水井调剖的重要性3、注水井调剖的决策技术4、注水井调剖的调剖剂技术5、注水井调剖的矿场试验例6、注水井调剖的发展趋势7、结论1、注水井调剖的概念注水井调剖是指从注水井调整注水地层的吸水剖面。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。1、注水井调剖的概念2、注水井调剖的重要性3、注水井调剖的决策技术4、注水井调剖的调剖剂技术5、注水井调剖的矿场试验例6、注水井调剖的发展趋势7、结论2、注水井调剖的重要性调剖的目的是提高原油采收率。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井k2k1k3k2k1，k2k3注水井调剖k2k1k3k2k1，k2k3堵剂由于区块整体处于一个压力系统，所以要改变液流方向，达到提高采收率的目的，注水井调剖应在区块整体上进行。为使注水井调剖能体现出整体观念，必须有决定调剖重大问题的一套办法。这套办法通常叫注水井调剖的决策技术。3、注水井调剖的决策技术1、注水井调剖的概念2、注水井调剖的重要性3、注水井调剖的决策技术4、注水井调剖的调剖剂技术5、注水井调剖的矿场试验例6、注水井调剖的发展趋势7、结论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）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5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。注水井井口压降曲线与PI值由注水井井口压降曲线计算式中，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)。tttpPIt0d)(＝PI值按下式定义：式中，q——注水井日注量（m3·d-1）；——流体动力粘度（mPa·s）；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:ktcrkhqPI2e5.12ln15一个区块注水井的井口压降曲线1—798井；2—2605井；3—606井；4—6320井；5—7-7井；6—703井；7—607井；8—6010井；9—707井；10—504井区块注水井按PI改正值的排列平均值的归整值值改正值hqhqPIPIii/)/(一个区块的注水井按PI改正值大小的排列序号井号q(m3·d-1)h(m)q/h(m3·d-1·m-1)PI90(MPa)PI901(MPa)说明179825.070.60.350.030.092260546.099.00.460.310.67360692.099.60.920.650.714632055.0121.80.451.112.4757-7276.090.03.0710.093.29调剖井660745.061.00.744.986.73770383.076.01.098.197.51不处理井870752.075.00.697.3210.61950468.079.80.8513.1615.4810601030.0116.40.264.2116.19增注井平均77.288.90.895.016.38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。（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。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3个标准选择：1）地层温度；2）地层水矿化度；3）注水井的PI值。序号调剖剂地层温度（℃）地层水矿化度（×104mg.L-1）注水井PI值（MPa）1粘土悬浮体30～3600～300～82钙土/水泥悬浮液30～1200～300～63水膨体悬浮体30～900～60～84铬冻胶30～900～61～185铬冻胶双液法30～900～63～206水玻璃-盐酸30～1500～308～207水玻璃-硫酸亚铁30～3600～303～168水玻璃-氯化钙30～3600～302～149粘土-聚丙烯酰胺30～900～300～810粘土-铬冻胶30～900～60～4调剖剂的选择调剖剂用量由下式计算：式中，W—调剖剂用量（m3）；—用量系数(m3·MPa-1·m-1）；h—注水层厚度（m）；△PI—调剖后注水井PI值的预定提高值（MPa）。PIhW调剖剂用量的计算重复施工时间的决定:重复施工时间由注水井PI值随时间的变化曲线决定。1、注水井调剖的概念2、注水井调剖的重要性3、注水井调剖的决策技术4、注水井调剖的调剖剂技术5、注水井调剖的矿场试验例6、注水井调剖的发展趋势7、结论4、注水井调剖的调剖剂技术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）。前者是指调剖时只需向地层注入一种工作液；后者是指调剖时需向地层注入两种工作液。若按调剖剂封堵的距离，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，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0.40%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%Na2O·mSiO2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%Na2O·mSiO2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%Na2O·mSiO2溶液和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%Na2O·mSiO2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。1、注水井调剖的概念2、注水井调剖的重要性3、注水井调剖的决策技术4、注水井调剖的调剖剂技术5、注水井调剖的矿场试验例6、注水井调剖的发展趋势7、结论5、注水井调剖的矿场试验例1）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：3.86×104m3年增产油：2.249×104t濮城油田试验区的开发状况西区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58525019.7625.492.15试验后5972614.2013.111.10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西区濮城油田试验区(南区)产量变化曲线濮城油田试验区(西区)产量变化曲线2）蒙古林油田试验区时间：1995年~1996年投入调剖剂：6.93×104m3年增产油：6.50×104m3自然递减率：试验前为15.41%试验后为8.13%3）广利油田莱38块试验区时间：1995年4月~12月投入调剖剂：6439m3年增产油：1.117×104t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5.2%广利油田莱38块产量变化曲线4）喇嘛甸油田中部东块试验区时间：1994年~1995年投入调剖剂：5822m3年增产油：1.04×104t含水上升率：试验前为1.87%试验后为0.23%喇嘛甸油田中部东块试验区产量变化曲线5）乐安油田草13块试验区时间：1995年~1996年投入调剖剂：4516m3年增产油：9394t综合含水率：试验前为81.7%试验后为79.4%乐安油田草13块产量变化曲线每投入1m3调剖剂增产的油量序号试验区每投入1m3调剖剂增产的