1、第第 5 5 章章注水井调剖与油井堵水注水井调剖与油井堵水第二篇第二篇 采油化学采油化学（1 1）砂、（）砂、（2 2）蜡、）蜡、（3 3）水、（）水、（4 4）稠、）稠、（5 5）低。）低。（1 1）出砂）出砂（2 2）吸水剖面不均匀）吸水剖面不均匀（3 3）水注不进去）水注不进去油井问题油井问题水井问题水井问题第5章 注水井调剖与油井堵水油层化学改造油水井化学改造油层化学改造油水井化学改造第第 1 1 节节注水井调剖注水井调剖第5章 注水井调剖与油井堵水（1 1）什么是调剖？）什么是调剖？（2 2）为什么要调剖？）为什么要调剖？（2 2）怎么进行调剖？）怎么进行调剖？调剖剂？调剖剂？调剖方
2、法？调剖方法？调剖工艺？调剖工艺？5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言 吸水能力好吸水能力好吸水能力差吸水能力差5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言油层是不均质的；油层是不均质的；注入水沿阻力最小的地方前注入水沿阻力最小的地方前进；进；高渗透层流动阻力小；高渗透层流动阻力小；由于注入水的冲刷，使油层由于注入水的冲刷，使油层的不均质性随着时间的推移的不均质性随着时间的推移而加剧；而加剧；注入水的波及系数低，采收注入水的波及系数低，采收率低，油井含水上升快。率低，油井含水上升快。k2 k3 k1 单井油井堵水高渗透层（含油饱和度低）（含油饱和
3、度低）低渗透层低渗透层（含油饱和度高）（含油饱和度高）5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言调整注水油层的吸水剖面。调整注水油层的吸水剖面。“调剖调剖”的含义：的含义：狭义：狭义：广义：广义：从注水井进行封堵高渗透层的工作，从而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、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。数和降低油井含水的目的。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言“调剖调剖”的目的：的目的：对高渗透实施封堵，改善地层
4、非均质性，降对高渗透实施封堵，改善地层非均质性，降低高渗透层的吸水量，提高注入水波及系数，从低高渗透层的吸水量，提高注入水波及系数，从而提高采收率。而提高采收率。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言从从1919世纪世纪7070年代提出，已由单纯的年代提出，已由单纯的“剖面调整剖面调整”发展为深部封堵高渗透层。发展为深部封堵高渗透层。单井油井堵水调剖剂调剖剂单井油井堵水调剖剂调剖剂深部深部调剖调剖浅层浅层封堵封堵5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言调剖调剖是指调整注水地层的吸水剖面。是指调整注水地层的吸水剖面。调剖剂调剖剂是指能调整注水地层
5、吸水剖面的是指能调整注水地层吸水剖面的物质。物质。调剖调剖：调整注水油层的吸水剖面。从注水井中注入调剖剂，调整注水油层的吸水剖面。从注水井中注入调剖剂，封堵高渗透层降低其吸水量，从而相应提高注水压力，达到封堵高渗透层降低其吸水量，从而相应提高注水压力，达到提高中低渗透层吸水量，改善注水井洗水剖面，提高注入水提高中低渗透层吸水量，改善注水井洗水剖面，提高注入水体积波及系数，改善水驱状况的工艺技术。体积波及系数，改善水驱状况的工艺技术。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.1 5.1.1 引言引言 （1）单液法：向油层注人一种工作液，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。单液法调剖
6、主要适应于近井地带的调剖。（2）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），注入时，两种工作液用隔离液隔开，但随着工作液向外推移，隔离液越来越薄。当外推至一定程度，即隔离液薄至一定程度，它将不起隔离作用，两种工作液相遇，产生封堵地层的物质，由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。双液法调剖主要适应于远井地带的调剖。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.2 5.1.2 调剖的方法调剖的方法（1 1）单液法）单液法 向油层注人向油层注人一种一种工作液，这种工作液所带工作液，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的物质或随后变成的
7、物质可封堵高渗透层流流 体体流动性降低流动性降低 溶液、乳状液、溶液、乳状液、溶胶、悬浮体溶胶、悬浮体凝胶、冻胶、凝胶、冻胶、沉淀、固化物沉淀、固化物注入过程中注入过程中进入地层后进入地层后基本原理：基本原理：5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.2 5.1.2 调剖的方法调剖的方法（2 2）双液法）双液法 向地层注入相遇后可产生封堵物质的向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种两种工作液（或工作流体）。工作液（或工作流体）。注水注水注水注水第一工作液第一工作液第二工作液第二工作液隔离液隔离液封堵物质封堵物质注入水注入水基本原理：基本原理：调节封堵位置调节封堵位置 隔离液作用：隔离液作用：5.1
8、5.1注水井调剖注水井调剖5.1.2 5.1.2 调剖的方法调剖的方法 调剖剂分类：（1）按注入工艺分类：单液法调剖剂（如铬冻胶）、双液法调剖剂（如水玻璃氯化钙）。（2）按封堵的距离分类：近井地带调剖剂（如硅酸凝胶）、远井地带调剖剂（如胶体分散体冻胶）。（3）按使用条件分类：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）等。（4）按化学组成分类：有机调剖剂（如聚合物冻胶）、无机调剖剂（如粘土类）、有机无机复合（如粘土聚合物体系）调剖剂。（5）按外观形态分类：液体类调剖剂（如硫酸）、颗粒类调剖剂（如粉煤灰）、冻胶（胶体）类调剖剂等。
9、（6）按化学成分分类：按名称进行分类（如硫酸亚铁）。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂调剖剂：调剖剂：又称堵剂，注入地层起封堵作用的物质。又称堵剂，注入地层起封堵作用的物质。了解堵剂的适应性、了解了解堵剂的适应性、了解堵剂的作用机理堵剂的作用机理5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂（1）硫酸：利用油层中的钙、镁源产生调剖物质。作用机理：l浓硫酸或含浓硫酸的化工废液注入井中，硫酸先与近井地带的碳酸盐（岩体或胶结物的碳酸盐）反应，增加了注水井的吸水能力，l产生的硫酸钙、硫酸镁将随酸液进
10、入地层，然后饱和析出并在适当位置（如孔隙结构的喉部）沉积下来，形成堵塞。l由于高渗透层进人的硫酸多，产生的硫酸钙、硫酸镁也多，所以主要堵塞发生在高渗透层。特点：近井增注，远井调剖，腐蚀性强。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂(2)硫酸亚铁作用原理:硫酸亚铁可在水中水解产生氢氧化亚铁和硫酸：l硫酸起调剖作用，l氢氧化亚铁是一种沉淀，同样可起调剖作用随着硫酸在地层不断消耗，只要有硫酸亚铁，氢氧化亚铁的沉淀就可不断产生。由于高渗透层进人硫酸亚铁溶液多，所以堵剂的封堵主要发生在高渗透层。近井增注，远井调剖（三氯化铁也可以）5.15.1注水井调剖
11、注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂(3)硅酸凝胶硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。l水玻璃：l又名硅酸钠，l分子式为Na2OmSiO2，lm：模数（即水玻璃中SiO2的物质的量与Na2O的物质的量之比）。l模数一般在14范围。l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。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂 （A）活化剂l是指可使水玻璃变成熔胶随后变成凝胶的物质。无机活化剂：如盐酸、硝酸、硫酸、氨基磺酸、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢钠等，有机活化剂：如甲酸、乙酸、乙酸铵、
12、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、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚等。通常用盐酸作活化剂（通常用盐酸作活化剂（1010，pH1.5)pH1.5)5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂两种硅酸凝胶 两种硅酸凝胶都可在一定的温度、pH值和硅酸含量下，先形成硅酸溶胶，然后在一定时间内胶凝成硅酸凝胶。水玻璃加到盐酸中水玻璃加到盐酸中 盐酸加到水玻璃中盐酸加到水玻璃中例例:4-5%:4-5%水玻璃水玻璃(模数模数3.4)+10%3.4)+10%盐酸盐酸PH1.5PH1.5的硅酸凝胶的硅酸凝胶(4)锆冻胶用
13、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Zr4+可来自ZrOCl2或ZrC145.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂多核羟桥络离子A.络合B.B.水解水解C.C.羟桥作用羟桥作用D.D.进一步水解和羟桥作用进一步水解和羟桥作用形成的交联体形成的交联体例例:0.75%HPAM:(1%ZrOCl2+5.5%HCl)=100:4(6)氢氧化铝凝胶 三氯化铝与尿素配成溶液注入地层，尿素分解后由酸性变成碱性，生成溶胶，再转化为凝胶。(7)铬冻胶用用Cr3+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带组成的多核羟桥络离子交联溶液中
14、带-COO-的聚的聚合物（如合物（如HPAM）生成。）生成。Cr3+可来自可来自lKCr（SO4）2、CrCl3、Cr（NO3）2、Cr（CH3COO）3，l由由Cr6+（如（如K2Cr2O7、Na2Cr2O7）用还原剂（如）用还原剂（如Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3）还原得到）还原得到例例:0.7%HPAM+0.09%NaCr2o7+0.16%Na2SO25.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂(8)铝冻胶用Al3+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。Al3+来自柠檬酸铝。铝冻胶强度低，通常将其
15、配成胶体分散体冻胶CDG使用。CDG是由低质量浓度的聚合物和低质量浓度的交联剂配成。聚合物的质量浓度在0.11.2 gL-1范围，聚合物与交联剂质量浓度之比在20:1100:1的范围。由于低质量浓度，聚合物与交联剂不足以形成连续的网络，而只能缓慢形成冻胶束(gel bundle)。冻胶束是少量聚合物分子在分子内或分子间由交联剂交联而成，因此CDG是冻胶束的分散体。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂(9)酚醛树脂冻胶用酚醛树脂交联溶液中带-CONH2的聚合物（如HPAM）生成。酚醛树脂由甲醛和苯酚在氢氧化钠催化下生成。HPAM的质量浓度在
16、0.4%，酚醛树脂的质量浓度为0.8%时，可得到一种在80下成胶时间为72h的酚醛树脂冻胶。酚醛树脂冻胶可用于封堵高渗透层。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂(10)水膨体水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的聚合物所有适当交联的水溶性聚合物都可制得水膨体(例:N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联的丙烯酰胺)供选用的携带介质有三类：l非极性物质（如煤油）l半极性物质（如乙醇、异丙醇）l电解质溶液（如 NaCl、HCl、CaCl2、FeCl3等）l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），l有些通过与水膨体中的-
17、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）常用常用NaClNaCl水溶液携带水溶液携带,浓度为浓度为1-2%(1-2%(胶体或颗粒胶体或颗粒)5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂适当的膨胀倍适当的膨胀倍数和较慢的膨数和较慢的膨胀速率胀速率(11)石灰乳石灰乳是将氧化钙分散在水中配成。由于氧化钙可与水反应生成氢氧化钙；而氢氧化钙在水中溶解度很小（60下，在 100g水中溶解 0.116g氢氧化钙），所以石灰乳是氢氧化钙在水中的悬浮体。特点：l 氢氧化钙的粒径较大（62m左右），特别适合于封堵
18、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。l氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小（表52），所以可用于封堵高温地层。l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。氧化钙的质量分数氧化钙的质量分数0.05-0.10;0.05-0.10;可加适量的粘土等可加适量的粘土等5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂(10)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l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
19、饼固结，对特高渗透层产生有效封堵。l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。l可用常规土酸除去。粘土质量分数粘土质量分数0.06-0.20,0.06-0.20,水泥质量分数水泥质量分数0.06-0.200.06-0.205.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.3 5.1.3 主要的单液法调剖剂主要的单液法调剖剂A A、粉煤灰（可复合粘土、水泥等）、粉煤灰（可复合粘土、水泥等）B B、复合颗粒（无机、有机复合）、复合颗粒（无机、有机复合）C C、木屑、木屑D D、橡胶粉、橡胶粉E E、水泥砂、水泥砂F F、复合纤维、复合纤维G G、冻胶微球、冻胶微
20、球H H、聚乙烯亚胺冻胶、聚乙烯亚胺冻胶I I、泡沫、泡沫J J、工业废料等、工业废料等 类型：无机复合颗粒调剖剂；类型：无机复合颗粒调剖剂；廉价的、无毒的工业废料；廉价的、无毒的工业废料；添加纤维、木屑、橡胶、塑料等；添加纤维、木屑、橡胶、塑料等；大剂量、多段塞深度调剖；大剂量、多段塞深度调剖；调剖与堵水相结合技术。调剖与堵水相结合技术。冻胶微球冻胶微球聚乙烯亚胺冻胶聚乙烯亚胺冻胶(1)沉淀型双液法堵剂(2)凝胶型双液法堵剂(3)冻胶型双液法堵剂(4)泡沫型双液法堵剂(5)絮凝体型双液法堵剂5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液法调剖剂主要的双液法调剖剂 (1)沉
21、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。适当的配比和浓度适当的配比和浓度5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂例例1 1：第一工作液：第一工作液5-205-20的碳酸钠水溶液的碳酸钠水溶液;第二工作液第二工作液5-305-30的氯化铁水溶液的氯化铁水溶液.例例2 2：第一工作液：第一工作液1-251-25的水玻璃水溶液的水玻璃水溶液;第二工作液第二工作液5-135-13的硫酸亚铁水溶液的硫酸亚铁水溶液.例例3 3：第一工作液：第一工作液1-251-25的水玻璃水溶液的水玻璃水溶液;第二工作液第二工作液1-101-
22、10的氯化钙水溶液的氯化钙水溶液.例例4 4：第一工作液：第一工作液1-251-25的水玻璃水溶液的水玻璃水溶液;第二工作液第二工作液5-155-15的氯化镁水溶液的氯化镁水溶液.例例5 5：第一工作液：第一工作液-10-10的水玻璃水溶液的水玻璃水溶液;第二工作液第二工作液6 6的盐酸水溶液的盐酸水溶液.(2)(2)凝胶型双液法堵剂凝胶型双液法堵剂 两种工作液相遇后可产生凝胶封堵高渗透层的堵剂。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂(3)冻胶型双液法堵剂两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗透层的堵剂。例1l第一工作液HPAM溶液或XC溶
23、液(1000-3000mg/L)l第二工作液柠檬酸铝溶液(500-1000mg/L)例2l第一工作液 HPAM溶液或XC溶液(1000-3000mg/L)l第二工作液丙酸铬溶液(300-800mg/L)例3l第一工作液溶有Na2 SO3的HPAM溶液或XC溶液(0.4-0.8%;0.05-0.15%);l第二工作液溶有 Na2Cr2O7，的 HPAM溶液或 XC溶液(0.05-0.10%);例4l第一工作液HPAM溶液(0.3-0.6%);l第二工作液ZrOCl2 溶液(200-500mg/L).5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂(
24、4)泡沫型双液法堵剂 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。可用的起泡剂包括l非离子型表面活性剂加聚氧乙烯烷基苯酚醚l阴离子型表面活性剂如烷基芳基磺酸盐。可用的气体包括l氮气l二氧化碳气。三项泡沫三项泡沫:A.A.烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠(ABS):1.0-2.0%;B.(ABS):1.0-2.0%;B.氯化钙氯化钙:2%;:2%;羧甲基纤维素羧甲基纤维素(CMC):0.5-1.0%;(CMC):0.5-1.0%;水水:水泥水泥=0.5:0.6;=0.5:0.6;膨润土膨润土:6-8%;(:6-8%;(其余为水其余为水).).发泡剂发泡剂(ABS(
25、ABS或或AE1910):0.5-1.5%(AE1910):0.5-1.5%(干水泥的干水泥的););其余为水其余为水 .水水:发泡剂发泡剂=100:1.=100:1.5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂空气？空气？(5)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例例:聚丙烯酰胺膨润土调剖聚丙烯酰胺膨润土调剖:A.A.膨润土膨润土0.3-0.4:1%0.3-0.4:1%的盐水的盐水;B.B.聚丙烯酰胺水溶液聚丙烯酰胺水溶液(200-800mg/L).(20
26、0-800mg/L).5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂 除双液法调剖剂外，单液法调剖剂也可用于远井地带调剖。除双液法调剖剂外，单液法调剖剂也可用于远井地带调剖。例如可用胶态分散体冻胶例如可用胶态分散体冻胶(colloidal dispersion gel,(colloidal dispersion gel,CDG)CDG)作远井地带调剖剂。作远井地带调剖剂。CDGCDG是由低质量浓度的聚合物和低质量浓度的交联剂配成。是由低质量浓度的聚合
27、物和低质量浓度的交联剂配成。聚合物的质量浓度在聚合物的质量浓度在1001001200mg1200mgL L-1-1范围，聚合物与交联剂范围，聚合物与交联剂质量浓度之比在质量浓度之比在20:1-100:120:1-100:1的范围。的范围。由于低质量浓度，聚合物与交联剂不足以形成连续的网由于低质量浓度，聚合物与交联剂不足以形成连续的网络，而只能缓慢形成冻胶束络，而只能缓慢形成冻胶束(gel bundle)(gel bundle)。冻胶束是少量聚。冻胶束是少量聚合物分子在分子内或分子间由交联剂交联而成，因此合物分子在分子内或分子间由交联剂交联而成，因此CDGCDG是冻是冻胶束的分散体胶束的分散体。
28、5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂 冻胶束形成以后，冻胶束形成以后，CDGCDG的流动阻力增加。若流动压差能的流动阻力增加。若流动压差能克服其流动阻力，则克服其流动阻力，则CDGCDG仍能流动；若流动压差不能克服其仍能流动；若流动压差不能克服其流动阻力，则流动阻力，则CDGCDG的流动停止，起封堵作用。的流动停止，起封堵作用。由于低质量浓度、低成本，可大剂量使用，因此由于低质量浓度、低成本，可大剂量使用，因此CDGCDG适适用于远井地带调剖，而且远井地带流动压差小，有利于用于远井地带调剖，而且远井地带流动压差小，有利于CDGCDG封
29、堵作用的发挥。可由聚丙烯酰胺和柠檬酸铝或黄胞胶和封堵作用的发挥。可由聚丙烯酰胺和柠檬酸铝或黄胞胶和CrCr3+3+配得此配得此CDGCDG调剖剂。调剖剂。5.15.1注水井调剖注水井调剖5.1.4 5.1.4 主要的双液液法调剖剂主要的双液液法调剖剂（1）低渗透层：可选择硫酸、硫酸亚铁、冻胶微球、冻胶型及沉淀型双液法调剖剂等。（2）高渗透层：可选择冻胶类、水膨体、石灰乳、粘土水泥分散体、颗粒型、沉淀型与泡沫型及絮凝体型双液法调剖剂等。（3）特高渗透层或微裂缝层：高强度冻胶、水膨体、复合体系（如复合纤维、橡胶等材料）。（4）高温高矿化度地层：主要使用无机调剖剂类。（5）近井地带：可选用硅酸凝胶、
30、锆冻胶、铬冻胶、水膨体、石灰乳等。（6）远井地带：可选用胶体分散体冻胶、冻胶微球、冻胶及沉淀型双液法调剖剂等。5.1注水井调剖注水井调剖5.1.5 调剖剂的选择原则调剖剂的选择原则 调剖剂调剖剂 从从注水井注水井注入注入 封堵注水井高渗透层，降低高渗透层的吸水量封堵注水井高渗透层，降低高渗透层的吸水量 适当提高注水压力适当提高注水压力 提高高含油饱和度的中、低渗透层的吸水量提高高含油饱和度的中、低渗透层的吸水量 提高波及系数提高波及系数，改善水驱状况，改善水驱状况 提高原油的水驱采收率提高原油的水驱采收率5.1注水井调剖注水井调剖5.1.6注水井调剖作用机理注水井调剖作用机理（1 1）综合含水
31、高，采出程度低，剩余油饱和度高区）综合含水高，采出程度低，剩余油饱和度高区 块的注水井；块的注水井；（2 2）与油井连通性较好的注水井；）与油井连通性较好的注水井；（3 3）吸水和注水状况良好的注水井；）吸水和注水状况良好的注水井；（4 4）吸水剖面纵向上差异大的水井；）吸水剖面纵向上差异大的水井；（5 5）固井质量好，无窜槽或层间窜漏的注水井。）固井质量好，无窜槽或层间窜漏的注水井。（最好区块整体调剖）（最好区块整体调剖）5.1注水井调剖注水井调剖5.1.7 注水井调剖选井原则注水井调剖选井原则（1 1）注水井压力适当上升；）注水井压力适当上升；（2 2）吸水剖面明显改变；）吸水剖面明显改变
32、；（3 3）对应油井增产油量和减产水量；）对应油井增产油量和减产水量；（4 4）有效期较长；）有效期较长；（5 5）投入产出比较高，经济效益显著。）投入产出比较高，经济效益显著。5.1注水井调剖注水井调剖5.1.8 注水井调剖效果评价注水井调剖效果评价第第 2 2 节节油井堵水油井堵水第5章 注水井调剖与油井堵水5.2油井堵水5.2.1引言（1）油井产出水的来源l来源于注入水；l来源于边水；l来源于底水。油藏的非均质性是导致油井出水的根本原因：储层的非均质性从宏观到微观可分为不同层次；不同层次非均质性对不同开发阶段的影响是不一样的。非正常出水原因：油层纵向上非均质性；次生高渗透通道的形成；注采
33、单元间的不平衡。如何判断？如何判断？有何特点？有何特点？近井地带窜漏近井地带窜漏射孔段太靠近底水射孔段太靠近底水底水锥进底水锥进水驱指进现象水驱指进现象裂缝或高渗通道使油水井单向连通裂缝或高渗通道使油水井单向连通（1）选择性堵水法选择性堵水法适用于封堵不易用封隔器将它与油层分隔开的水层（油水层不分明）。选择性堵水法用选择性堵剂。这些堵剂都是利用油与水的差别或油层与水层的差别，达到选择性堵水的目的。选择性堵剂可分为三类l水基堵剂l油基堵剂l醇基堵剂5.2油井堵水5.2.2 油井堵水的方法 （2 2）非选择性堵水法）非选择性堵水法 非选择性堵水法适用于封堵单一水层或高含水层（油水层较分明），因所用
34、的堵剂对水和油都没有选择性，它既可堵水，也可堵油。树脂型堵剂 冻胶型堵剂 凝胶型堵剂.沉淀型堵剂 分散体型堵剂 5.2油井堵水5.2.2 油井堵水的方法 (l)HPAM（水基）它优先进人含水饱和度高的地层;进入地层的HPAM可通过氢键吸附在由于水冲刷而暴露出来的地层表面;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;HPAM可为油提供一层能减少流动阻力的水膜。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂 HPAM HPAM分子量一般在分子量一般在300-1200300-1200万的范围内万的范围内;水解度水解度在在10%-35%;10%-35%;浓度在浓度在0.2-0.8%
35、0.2-0.8%范围内。范围内。可用可用盐水配制盐水配制,以提高其在岩石表面的吸附量以提高其在岩石表面的吸附量;可用可用交联剂水溶液预处理地层交联剂水溶液预处理地层,减少岩石表面的负电减少岩石表面的负电性性;也可注入低水解度也可注入低水解度HPAM,HPAM,再注入碱溶液。再注入碱溶液。HPANHPAN也可用于油井的选择性堵水。也可用于油井的选择性堵水。(2)阴阳非三元共聚物（水基）若通过丙烯酰胺（AM）与（3-丙烯酰胺基-3-甲基）丁基三甲基氯化铵（AMBTAC）(或二烯丙基二甲基氯化铵)共聚、水解，就可得到一种阴阳非三元共聚物阳离子阳离子链节将牢固链节将牢固吸附吸附在带负电的岩石表面，而阴
36、离子、非离子链在带负电的岩石表面，而阴离子、非离子链节则伸展到水中增加水流阻力，起选择性堵水作用。节则伸展到水中增加水流阻力，起选择性堵水作用。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂（3 3）阳离子型聚合物）阳离子型聚合物5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂（4 4）泡沫（水基）泡沫（水基）以水作分散介质的泡沫可优先进入出水层；以水作分散介质的泡沫可优先进入出水层；在出水层稳定存在；在出水层稳定存在；通过通过叠加的叠加的JaminJamin效应效应，封堵来水；，封堵来水；油可引起泡沫的破坏，所以进入油层的泡沫不堵塞油油可引起泡沫的破坏，所以进入油层的泡沫不堵塞油层。层
37、。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂 （5 5）烃基卤代甲硅烷（油基烃基卤代甲硅烷（油基）烃基卤代甲硅烷可与水反应，生成相应的硅醇。硅醇烃基卤代甲硅烷可与水反应，生成相应的硅醇。硅醇中的多元醇很易缩聚，生成中的多元醇很易缩聚，生成聚硅醇沉淀聚硅醇沉淀，封堵出水层。，封堵出水层。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂 （6 6）松香二聚物醇溶液（醇基）松香二聚物醇溶液（醇基）当松香二聚物的醇溶液与水相遇，水即溶于醇中，降当松香二聚物的醇溶液与水相遇，水即溶于醇中，降低了它对松香二聚物的低了它对松香二聚物的溶解度溶解度，使松香二聚物饱和析，使松香二聚物饱和析出出。5.2
38、 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(7)松香酸钠（水基）作用原理:松香酸钠可与水中的钙、镁离子反应，生成不溶于水的松香酸钙、松香酸镁沉淀(质量分数0.8-0.9)而堵塞水层,由于油层中不含钙、镁离子,因而不堵塞油层。适用范围:含钙、镁离子高于1000mg/L的油井。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(8)山嵛酸钾（水基）作用原理:山嵛酸钾溶液注入地层，与地层水的钠离子即发生如下反应，产生沉淀，封堵出水层。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(9)烃基卤代甲硅烷（油基）烃基卤代甲硅烷可用通式RnSiX4-n表示，式中R表示烃基，X表示卤素（即氛、氯、澳或碘
39、），n表示l3的整数。烃基卤代甲硅烷可与水反应，生成相应的硅酸。硅酸中的多元醇很易缩聚，生成聚硅酸沉淀，封堵出水层。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(10)聚氨基甲酸酯（油基）聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）是由多羟基化合物与多异氰酸酯聚合而成。作用原理:若在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基甲酸酯。A.与水可发生一系列的反应,生成氨基和二氧化碳:B.B.生成的氨基可继续与异氰酸基反应生成的氨基可继续与异氰酸基反应,生成脲键生成脲键:5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂C.C.脲键上的活泼氢脲键上的活泼氢,可继续
40、与与未反应的异氰酸基反应可继续与与未反应的异氰酸基反应,使使其原来可流动的线性的聚氨基甲酸酯变成不流动的体型的其原来可流动的线性的聚氨基甲酸酯变成不流动的体型的聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯,从而将出水层堵住从而将出水层堵住;D.D.若遇到油若遇到油,由于不能发生上述反应由于不能发生上述反应,所以不产生堵塞所以不产生堵塞.添加剂添加剂:A.A.稀释剂稀释剂:二甲苯、二氯乙烷、四氯化碳或石油馏分等。二甲苯、二氯乙烷、四氯化碳或石油馏分等。B.B.封闭剂封闭剂:低分子的醇类低分子的醇类(封闭异氰酸基的反应封闭异氰酸基的反应).).C.C.催化剂催化剂:胺和乙醇胺类胺和乙醇胺类.5.2 油井堵水5.2.3
41、 重要的油井选择性堵水剂(11)烷基酚-乙醛树脂（水基）将烷基苯酚、乙醛和石油磺酸注入地层，在将烷基苯酚、乙醛和石油磺酸注入地层，在100100反应，产生一种支链型的树脂，反应，产生一种支链型的树脂，溶于油，不溶于溶于油，不溶于水，水，而起到选择性堵水的目而起到选择性堵水的目 的。的。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂 (12)松香二聚物醇溶液（醇基）作用机理：松香在硫酸作用下生成二聚物，该二聚物溶于醇不溶于水，当松香二聚物的醇溶液与水相遇，水即溶于醇中，降低了它对松香二聚物的溶解度，使松香二聚物饱和析出。聚氨基甲酸酯醇溶液的质量分数在聚氨基甲酸酯醇溶液的质量分数在0.4-0.
42、60.4-0.65.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(13)油基水泥（油基）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。分散介质:柴油,煤油或低粘度油.活性剂:羧酸盐,磺酸盐.例例:1:1方柴油中方柴油中300-400Kg300-400Kg的油井水泥、的油井水泥、0.1-1.0Kg0.1-1.0Kg的的 石油磺酸钠石油磺酸钠,配成的油基水泥配成的油基水泥.5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(14)(14)活性调油（油基）活性调油（油基）溶有乳化剂的稠油。乳化剂为油包水型乳化剂（如Span80），它可使
43、稠油遇水后产生高粘的油包水乳状液,达到选择性堵水的目的。也可用氧化沥青溶于油中配成活性稠油。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(15)水包稠油（水基）这种堵剂是这种堵剂是用水包油型乳化剂用水包油型乳化剂将稠油乳化在水中配成。将稠油乳化在水中配成。因乳状液是水外相，粘度低，所以因乳状液是水外相，粘度低，所以易进入水层易进入水层。在水。在水层，由于层，由于乳化剂在地层表面吸附乳化剂在地层表面吸附，使乳状液破坏，油，使乳状液破坏，油珠聚并为高粘的稠油，产生很大的流动阻力，减少水珠聚并为高粘的稠油，产生很大的流动阻力，减少水层出水。层出水。水包稠油的乳化剂最好用水包稠油的乳化剂最好用阳
44、离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂，因为，因为它易吸附在带负电的砂岩表面，引起乳状液的破坏。它易吸附在带负电的砂岩表面，引起乳状液的破坏。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(16)(16)偶合稠油（油基）偶合稠油（油基）这种堵剂是将低聚合度的苯酚-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。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(17)酸渣 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Ca
45、2+、Mg2+也可产生相应的沉淀，封堵出水层。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂(18)冻胶 对油和水有不同比例的渗透率降低。可用膨胀收缩机理和油水分流机理解释其选择性作用。(19)水玻璃5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂 利用水玻璃的盐敏、热敏、酸敏作用，作利用水玻璃的盐敏、热敏、酸敏作用，作为高矿度、高温、高酸性气体地层的选择性堵为高矿度、高温、高酸性气体地层的选择性堵水剂。水剂。(20)(20)其它堵剂其它堵剂A.A.石油石油(烃烃)树脂堵剂树脂堵剂;B.B.改性沥青堵剂改性沥青堵剂;C.C.松香树脂松香树
46、脂;D.D.其他油溶性树脂其他油溶性树脂(聚合物聚合物)；E.E.可逆高吸水性树脂；可逆高吸水性树脂；F.F.四烃基原硅酸酯；四烃基原硅酸酯；G.G.聚氨基甲酸酯等。聚氨基甲酸酯等。5.2 油井堵水5.2.3 重要的油井选择性堵水剂l1树脂型堵剂树脂型堵剂 l2冻胶型堵剂冻胶型堵剂 l3凝胶型堵剂凝胶型堵剂 l4.沉淀型堵剂沉淀型堵剂 l5分散体型堵剂分散体型堵剂 5.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂 （1 1）树脂型堵剂树脂型堵剂 由低分子物质通过缩聚反应产生不溶不熔高分由低分子物质通过缩聚反应产生不溶不熔高分子物质的堵剂。子物质的堵剂。酚醛树脂酚醛树脂脲醛树脂脲醛树脂环氧树
47、脂环氧树脂5.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂脲醛树脂堵水脲醛树脂堵水:典型配方典型配方:脲素脲素:甲醛甲醛(36%):(36%):水水:氯化铵氯化铵(15(15水溶液水溶液)=1:2:0.5-1.5:0.01-0.05=1:2:0.5-1.5:0.01-0.05酚醛树脂堵水酚醛树脂堵水:典型配方典型配方:羟甲基酚羟甲基酚(50-70%):(50-70%):氯化铵氯化铵:盐酸盐酸(20%)=1:0.025:0.025(20%)=1:0.025:0.0255.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂（2 2）冻胶型堵剂）冻胶型堵剂 由聚合物水溶液用交联剂交联所产生的堵剂。
48、由聚合物水溶液用交联剂交联所产生的堵剂。铝冻胶铝冻胶铬冻胶铬冻胶锆冻胶锆冻胶钛冻胶钛冻胶醛冻胶醛冻胶 5.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂 （3 3）凝胶型堵剂凝胶型堵剂 由溶胶胶凝产生的堵剂。由溶胶胶凝产生的堵剂。使用方法：使用方法：l将硅酸钠溶液和活化剂溶液混合后注入地层；将硅酸钠溶液和活化剂溶液混合后注入地层；l也可将它们分成几个段塞，中间以隔离液隔开，交也可将它们分成几个段塞，中间以隔离液隔开，交替他注入水层，让它们进入水层一定距离才混合。替他注入水层，让它们进入水层一定距离才混合。l硅酸钠与活化剂混合后，首先生成硅酸溶胶，随后硅酸钠与活化剂混合后，首先生成硅酸溶胶，随
49、后转度为硅酸凝胶。转度为硅酸凝胶。5.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂（4 4）沉淀型堵剂）沉淀型堵剂 由两种能反应生成沉淀的物质组成由两种能反应生成沉淀的物质组成。5.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂 （5 5）分散体型堵剂）分散体型堵剂 主要是固体分散体。主要是固体分散体。用于封堵特高渗透层。用于封堵特高渗透层。l粘土水泥粘土水泥l碳酸钙水泥和粉煤灰碳酸钙水泥和粉煤灰l水泥水泥5.2 油井堵水5.2.4 重要的油井非选择性堵水剂堵水剂下列原则优先选择：堵水剂下列原则优先选择：（1 1）水剂堵水剂：水剂堵水剂可优先进入含水饱和度高的）水剂堵水剂：水剂堵水剂可优
50、先进入含水饱和度高的地层。地层。（2 2）单液法堵水剂：施工方便。）单液法堵水剂：施工方便。（3 3）冻胶型堵剂：具有选择性，适用于温度和矿化度较低）冻胶型堵剂：具有选择性，适用于温度和矿化度较低的地层。的地层。（4 4）水玻璃堵水剂：选择性好，适应于高温、高矿化及高）水玻璃堵水剂：选择性好，适应于高温、高矿化及高酸性气体的地层。酸性气体的地层。5.2 油井堵水5.2.5 堵水剂选择原则（1 1）优先选择油水层分明的油井；）优先选择油水层分明的油井；（2 2）优先选择层间渗透率级差较大的油井；）优先选择层间渗透率级差较大的油井；（3 3）优先选择纵向水淹不均匀，尚有增产潜力的油井；）优先选择纵
