第五章 油水井化学堵水与调剖技术

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1、123456第五章油水井化学堵水与调剖技术油井出水原因及堵水方法油井非选择性化学堵水剂油井选择性堵水剂堵水工艺和堵水成效评定注水井化学调剖技术用于蒸气采油的高温堵剂www.swpu.edu.cn第一节油井出水原因及堵水方法1、油井产水的原因油气井出水分类按水的来源，可分为注入水、边水、底水及上层水、下层水和夹层水。注入水、边水及底水，在油藏中与油在同一层位，统称为“同层水”。上层水，下层水及夹层水是从油层上部或下部的含水层及夹于油层之间的含水层中窜入油气井的水，来源于油层以外，故统称为“外来水”。注入水及边水

2、由于油层的非均质性及开采方式不当，使注入水及边水沿高渗透层及高渗透区不均匀推进，在纵向上形成单层突进，在横向上形成舌进，使油井过早水淹。www.swpu.edu.cn注入水单层突进示意图“水舌”示意图边水示意图www.swpu.edu.cn底水当油田有底水时，由于油气井在生产时在地层中造成的压力差，破坏了由于重力作用建立起来的油水平衡关系，使原来的油水界面在靠近井底时，呈锥形升高，这种现象叫“底水锥进”(见右图)。其结果使油气井在井底附近造成水淹，含水上升，产油量下降。底水“锥进”示意图www.swpu.ed

3、u.cn定义外来水外来水是由于固井质量不合格，或套管因地层水腐蚀或盐岩流动挤压被破坏而使水窜入油井，或者是由于射孔时误射水层使油井出水。上层水及下层水窜入示意图夹层水窜入示意图www.swpu.edu.cn第二节油井非选择性化学堵水剂概述油气井出水是油田开发过程中不可避免的主要问题之一。要控制油井出水，一方面是对注水井进行调剖，另一方面是封堵油井出水层，即有效地选择堵水剂来封堵油井出水层。www.swpu.edu.cn1应用非选择性堵剂用于封堵油气井中单一含水层和高含水层。树脂型堵剂沉淀型堵剂2非选择性堵剂分

4、类凝胶型堵剂3冻胶型堵剂4www.swpu.edu.cn分类特点树脂型堵剂定树脂型堵剂是指由低分子物质通过缩聚反应生成的具有体型结构，义不溶不熔的高分子物质。树脂按受热后物质的变化又分为热固型树脂和热塑型树脂两种。热固型树脂指成型后加热不软化，不能反复使用的体型结构的物质；热塑型树脂则指受热时软化或变形，冷却时凝固，能反复使用的具有线型或支链型结构的大分子。www.swpu.edu.cn醛树堵水机理树脂经稀释后进入地层，在固化剂的作用下，固化成为具有一定强度的固态树脂而堵塞孔隙，达到封堵水层的目的。适用于封窜

5、堵漏和高温地层。树脂型堵剂的类别热固型树脂：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲脂等。热塑型树脂：乙烯-醋酸乙稀共聚物。www.swpu.edu.cn酚醛树脂堵水剂使用方法将市售酚醛树脂(20℃时粘度为150~200mPa·s)按一定比例加入固化剂(草酸或SnCl2+HCl)混合均匀，加热到预定温度至草酸完全溶解，树脂呈淡黄色为止，然后挤入水层便可形成坚固的不透水屏障。OHCH2OHCH2CH2CH2CH2CH2OHOHCH2CH2CH2CH2CH2CH2酚醛树脂的分子结构式www.swpu.edu.c

6、n沉淀型堵剂概述向地层注入由隔离液隔开的两种无机化学剂溶液，在注入过程中，使其在地层孔道中形成沉淀，对被封堵地层形成物理堵塞，从而封堵地层孔道。由于这两种反应物均系水溶液，且粘度较低，与水相近，因此，能优先进入高吸水层，有效地封堵高渗透层。www.swpu.edu.cn硅酸钠的制备1地面制备法将Na2SiO3加入定量水中，在0.4MPa下通热蒸汽即可熬制成所需浓度的水玻璃溶液。2地下反应法2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O水玻璃常用浓度为36%(质量分数)，CaCl2常用浓度为38%(质量分数)。据此

7、计算出Na2SiO3和CaCl2溶液的理论体积比为2.53:1。为确保CaCl2量及封堵半径，现场常用体积比1:1。www.swpu.edu.cn水玻璃堵剂堵水原理水玻璃与CaCl2有下述两个反应，其堵水作用是混合沉淀造成的：CaCl2+Na2OnSiO2+mH2O2NaCl+Ca(OH)2+nSiO2+(m-1)H2O总反应式为2CaCl2+2Na2OnSiO2+mH2O4NaCl+CaSiO3(m-1)H2O+(2n-1)SiO2+Ca(OH)2该堵剂适用井温为40~80℃。www.swpu.edu.cn

8、水玻璃堵剂堵水工艺在施工工艺中，一般选模数较大的硅酸盐为第一反应液，其浓度为0.4%~0.6%，用HPAM加以稠化。第二反应液的选择顺序为：Ca2+,Mg2+,Fe3+,和Fe2+,这与沉淀量大小有关。硅酸盐沉淀与碳酸盐沉淀的堆积体积CaCl2MgCl2·6H2OFeSO4·7H2OFeCl3·6H2ONa2SiO3Na2CO325.010.020.39.513.011.019.014.3www.s