调剖技术与堵水技术.ppt
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1、调剖技术与堵水技术,(石油大学,华东)二三年三月,提纲,一、前言1.调剖堵水的概念2.调剖堵水的意义3.调剖堵水的过去和现在4.调剖堵水的发展趋势,二、调剖技术1.注水井调剖的重要性2.区块整体调剖技术中的组成技术3.区块整体调剖技术中的决策技术4.区块整体调剖技术中的调剖剂技术5.区块整体调剖技术的应用潜力6.调剖技术的发展趋势,三、堵水技术1.油井堵水的重要性2.区块整体堵水技术的组成技术3.区块整体堵水的决策技术4.区块整体堵水的单井技术5.油井堵水技术的发展趋势四、结束语,一、前言1.调剖堵水的概念,这里的调剖是指注水井调剖;这里的堵水是指油井堵水。,1)注水井调剖,注水井调剖是指从注
2、水井调整注水地层的吸水剖面。注水井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。,2)油井堵水,油井堵水是指从油井减少水的产出。油井产出的水有不同的来源:(1)来源于注入水;(2)来源于边水;(3)来源于底水。,2.调剖堵水的意义,调剖堵水的目的是提高原油采收率。水驱采收率=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。,调剖堵水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
3、的目的。,注入水沿高渗透层突入油井,注水井调剖,k2,k1,k3,k2k1,k2k3,堵 剂,油井堵水,堵 剂,油水井对应调剖堵水,堵 剂,堵 剂,3.调剖堵水的过去和现在,1)国内 我国十分重视调剖堵水工作。至今,这项工作的发展已经历了六个阶段:第一阶段是60年代,为油井单井堵水阶段。第二阶段是70年代,为水井单井调剖阶段。第三阶段是80年代前期,为井组的油水井对应调剖堵水阶段。第四阶段是80年代后期,为区块整体调剖堵水阶段。第五阶段是90年代前期,为区块整体以调剖堵水为中心的综合治理阶段。其中的综合治理包括注水井增注、油井提液、改变注采井别、调整生产层系和打调整井等。第六阶段是90年代后期
4、,为区块整体调剖堵水与驱油的结合阶段,即调驱阶段。发展了单液法调驱技术和双液法调驱技术。,2)国外 在80年代前期,将调剖堵水技术作为三次采油前地层的预处理技术。在80年代后期至今,将调剖堵水技术作为一种重要的提高采收率技术。,除调剖堵水外,也可通过三次采油提高原油的采收率。三次采油不仅通过提高波及系数,而且还可通过提高洗油效率提高原油采收率。三次采油需用到各种驱油剂。若这些驱油剂沿高渗透层突入油井,就起不到驱油作用。由于三次采油所使用的驱油剂相当昂贵,所以三次采油比二次采油(水驱)更需要调剖堵水。,4.调剖堵水的发展趋势,1)与堵水技术相比,调剖技术仍是主导技术;2)堵水技术将有重大进展;3
5、)调剖技术+堵水技术成为提高采收率的重要技术;4)调剖技术、堵水技术与驱油技术结合起来,形成一种边沿技术即调驱技术。,二、调剖技术,1.注水井调剖的重要性1)注水井调剖是从水的源头上控制水从地层产出。2)注水井调剖的最终目的是通过提高水的波及系数提高原油的采收率。,2.区块整体调剖技术中的组成技术调剖工作应在区块整体上进行,区块整体调剖技术有5种组成技术:1)油藏精细描述技术;2)剩余油研究技术;3)区块整体调剖的决策技术;4)区块整体调剖的单井技术;5)区块整体调剖效果的评价技术。,3.区块整体调剖技术中的决策技术,为使调剖能体现出整体观念,从而成为其他综合治理的中心,必须有决定调剖重大问题
6、的一套办法。这套办法通常叫调剖的决策技术。,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(Pressure Index,PI)并结合其他测试数据进行决策,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6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。6)预测区块调剖的效果。,PI决策技术,注水井井口压降曲线与PI值,PI 值按下式定义: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)。,式中,q注水
7、井日注量(m3d-1);流体动力粘度(mPas);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,区块注水井井口压降曲线的测试,1将注水井的日注量调至指定的数值,稳定注水一天。2测定前井口压力表要经过校正。3测定时,记下注水压力(油压、套压、泵压)和实注量,迅速关井,记下关井开始的时间,从这一时间起读井口压力,一直至压力变化很小为止。在读数期间,若压力下降快则加密读数(例如 0.5 min 或 l min);若压力下降慢,则延长时间读数(例如 5 min 或 10 min)。4以时间(min)
8、为横坐标,以压力(MPa)为纵坐标,画出注水井井口压降曲线。,一个区块注水井的井口压降曲线1798井;22605井;3606井;46320井;57-7井;6703井;7607井;86010井;9707井;10504井,区块注水井按PI改正值的排列,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。从统计得到,平均PI值低于10MPa的区块均需要调剖。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。从统计得到,PI值极差超过5MPa的区块均需要调剖。,符合其中一个标准或同时符合两个标准的区块,均有调剖的必要。若将
9、区块PI值的变异系数求出,也可用此值作为判断区块调剖必要性的参考标准。区块PI值变异系数越大,地层渗透性越不均质,地层越需要调剖。,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4个标准选择:1)地层温度;2)地层水矿化度;3)注水井的PI值;4)成本。,调剖剂用量的计算,通过下面三个步骤计算出调剖剂用量:1)决定调剖剂的配方。2)由调剖剂试注算出由下式定义的用量系数:式中用量系数(tMPa-1m-1或m3MPa-1
10、m-1);W调剖剂用量(t或m3);h注水层厚度(m);PI试注调剖剂前后PI值变化(MPa)。,3)由用量系数计算调剖剂正式施工用量:式中,PI调剖后注水井PI值的预定提高值(MPa)。注水井PI值的预定提高值应考虑注水干线压力,区块平均PI值和注水井目前的PI值。,4)若不用试注法决定用量系数,而参照其他区块用量系数选值时,则需考虑,调剖剂配方、地层温度、地层水矿化度、注水井目前的PI值和重复施工情况。,重复施工时间的决定,调剖井转正常注水后15天测注水井井口压降曲线。由此时起,每月测一次注水井井口压降曲线。为防止漏测,应建立一个测试运行表。由不同时间测得的注水井井口压降曲线计算出相应的P
11、I值。,作调剖井PI值随时间的变化曲线,由曲线的变化趋势判断调剖剂在地层中的移动情况。若调剖剂移进地层,对近井地带的封堵作用减小,则曲线下降。曲线下降至调剖前的PI值或某一合理指定值的时间,即为重复施工时间。,PI决策试验区需提供的资料,1)提供试验区的构造井位图及油水井的对应关系。2)填写试验区情况表。3)测试验区上所有注水井的井口压降曲线,填入指定的表格中。注水井井口压降曲线必须在配注量(或指定注入量)下稳定注水一天后测试。,4)测注水井井口压降曲线前实测注水井日注量,数据一并记在压降曲线记录表格中。5)测试验区上所有注水井的指示曲线。指示曲线要在稳定注水一天后测试。6)提供试验区最近的开
12、发分析文件。,7)提供试验区近两年来的月产液量、月产油量、综合含水率及累积产油量、累积产水量、油井开井数并标明试验区采取增产措施(调剖、堵水、酸化等)的月份。8)提供试验区最近月份的油水井综合月报。,9)提供试验区最近两年调剖堵水井所用的堵剂、施工注入压力、排量及用量,年度效果分析。10)提供试验区取心井有明确取样深度的岩样500克。11)提供试验区至少三口注水井吸水剖面资料。,4.区块整体调剖技术中的调剖剂技术,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)。前者是指调剖堵水时只需向地层注入一种工作液;
13、后者是指调剖堵水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,colloidal dispersion gel,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
14、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0.60%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)
15、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
16、层、低渗透地层和高温高矿化度地层的调剖堵水。,5.区块整体调剖技术的应用潜力,可从一系列调剖堵水试验区所取得的效果看到潜力的存在: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:3.86104 m3 年增产油:2.249104 t,濮城油田试验区的开发指标,西区,南区,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,蒙古林油田试验区,时间:1995年 1996年 投入调剖剂:6.93104 m3 年增产油:6.50104 m3 自然递减率:试验前为15.41%试验后为8.13%,广利油田莱38块试验区,时间:1995年4月 12月 投入调剖剂:64
17、39 m3 年增产油:1.117104 t 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5.20%,广利油田莱38块产量变化曲线,喇嘛甸油田中部东块试验区,时间:1994年 1995年 投入调剖剂:5822 m3 年增产油:1.04104 t 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,乐安油田草13块试验区,时间:1995年 1996年 投入调剖剂:4516 m3 年增产油:9394 t 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,潜力存在的原因,1)试验区块的采出程度低
18、,2)决策技术的建立PI决策RE决策RS决策3)调剖剂技术的发展已发展了能用于不同条件(其中包括高渗透、低渗透、高温、高矿化度)地层的调剖剂体系。,6.调剖技术的发展趋势,1)降低调剖剂成本其中包括降低调剖剂原料成本和降低调剖剂的使用浓度。前者如用水体改造后剩下的残渣(石灰泥)、造纸厂的废液(黑液)和热电厂产出的粉煤灰作调剖剂原料,配成调剖剂,用于调剖堵水;后者如用低浓度的聚合物与低浓度的交联剂配成的CDG调剖剂。CDG调剖剂是通过冻胶束的形成对压差小的深部地层进行封堵。由于CDG调剖剂的原料浓度低,所以成本低,因此可大量使用。,2)合理组合调剖剂可将调剖剂按地层压降漏斗的特点进行组合。在组合
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