石油开采注水调剖技术.ppt

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1、,胜利采油院,注水井调剖工艺技术,第二节 深部调剖与区块整体堵调工艺技术,第三节 配套工艺技术,第四节 施工工艺,第一节 注水井调剖工艺技术,目 录,一、注水井调剖概述二、注水井化学调剖作用原理三、调剖剂,第一节 注水井调剖工艺技术,（一）冻胶类调剖剂（二）凝胶类调剖剂（三）颗粒类调剖剂（四）沉淀类调剖剂（五）树脂类调剖剂（六）泡沫类调剖剂,油井出水的主要原因,1注入水指进和窜流,2 底 水 锥 进,3 边 水 突 进,4.其他原因,同 层 水,窜层（槽）水,一、注水井调剖概述,注水开发油田，注入水沿高渗透层（高吸水层）窜流是造成油井高含水与过早水淹的主要原因。油井堵水可增加产油量和降低含水，

2、但有效期短、仅单井受益，油层非均质性严重时，成功率较低。为保持油田的高产、稳产和改善水驱开发效果，在开展好油井堵水的同时，还必须调整注水井的吸水剖面，即开展注水井调剖。,一、注水井调剖概述,注水井调剖技术：对注水井采用机械或化学方法控制高吸水层的吸水量，相对提高低吸水能力油层的吸水量，达到满足合理配注的要求，从而扩大注入水的波及体积，调整和改善吸水剖面，使注入水较均匀地推进，提高注水开发采收率。,一、注水井调剖概述,注水井化学调剖：通过向注水井注入调剖剂，堵塞大孔道和高渗透层段，调整和改善注水地层的吸水剖面，提高注入水的波及系数。,一、注水井调剖概述,一、注水井调剖概述,一、注水井调剖概述,一

3、、注水井调剖概述,二、调 剖 剂,调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,冻胶类调剖剂是以水溶性线性高分子材料（PAM、HPAM、HPAN、XC、CMC等）为主剂，以高价金属离子（Cr3+、Al3+、Ti4+等）或醛类为交联剂，在地层条件下发生交联反应，生成具有网状结构的不溶于水的冻胶，堵塞地层孔隙，阻止注入水沿高渗透层流动。Cr3+交联：CH2-CH-CH-CH2-醛类交联：CH2-CH-O=C C=O O=C,（一）冻胶类调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,HPAM+有机铬体系静态成胶试验结果,HPAM+有机铬体系动态成胶试验结果,动态成胶时间一般会比静态成胶时间长35倍。,（一）冻胶类调剖剂,随着聚合物浓度

4、升高和注入速度降低，交联时间明显变短,（一）冻胶类调剖剂,铬体系封堵系数在填砂管中的分布,酚醛树脂冻胶体系封堵系数在填砂管中的分布,（一）冻胶类调剖剂,（一）冻胶类调剖剂,调剖剂即使被突破后，仍能够较大幅度地降低高渗层的渗透率,木素冻胶:主剂为木质素磺酸盐（酸法造纸副产品，木质素和芳香植物醇的总称）。油田常用的为木质素磺酸钙盐和钠盐（简称木钙、木钠）。木钙和木钠中含甲氧基、羟基、双键、醚键、羧基、芳香基和磺酸基等官能团，化学结构十分复杂。木素冻胶调剖剂中，木钙、木钠和PAM为主剂，起交联作用的为Cr3+。,木 素 冻 胶,木钙或木钠中的还原糖及其分子中的羟基和醛基在一定条件下将Cr6+还原为C

5、r3+，Cr3+在水中通过与水络合、水解、羟桥作用产生多核羟桥络离子：,R-CH2OH Na2Cr2O7 8HR-CHO 2Na 2Cr3+7H2OR-CHO Na2Cr2O7 8HR-COOH 2Na 2Cr3+4H2O,PAM之间的交联反应,PAM与木钙之间的交联反应,木 素 冻 胶,常用的木素冻胶调剖剂,常用的木素冻胶调剖剂,常用聚丙烯酰胺冻胶调剖剂,常用聚丙烯酰胺冻胶调剖剂,常用聚丙烯酰胺冻胶调剖剂,其他冻胶调剖剂,其他耐温抗盐型冻胶：1.阳离子聚合物冻胶：阳离子聚丙烯酰胺（结构式如下）冻胶,CH2CH m CH2CH n CONH2 CONHCH2N+R2HCl-,2.聚多糖类冻胶,

6、3.改性栲胶类冻胶,（一）冻胶类调剖剂,NCP型调剖剂,NCP型阳离子调剖剂主要成分为含有伯或仲胺烷基醚、叔烷基醚、季胺烷基醚等基团的改性淀粉。该剂在水中溶解，解离、产生正电价的高分子。它与带负电的岩石表面产生牢固的化学吸附，从而有效阻止注入介质在高渗透层位的窜流。该剂进入地层后，与吸附在高渗透部位的或后续注入的阴离子聚合物（HPAM）相遇，反应生成胶状沉淀物堵塞在地层孔隙，迫使后续的驱替液向中、低渗透区绕流。,NCP型阳离子调剖剂主要性能与适用范围（1）适用于5080的窜聚井封窜和注水井调剖；（2）耐温性能好，5080恒温四个月无变化；（3）地面粘度低易泵送，施工工艺简单，安全可靠；（4）既

7、可用于注聚前、注聚中和后续水驱阶段的剖面调整，又可用于封堵聚合物在油井的窜流产出；（5）NCP与HPAM可以交替注入。（6）基本组成：NCP：1.05.0；HPAM：0.10.2。,冻胶类调剖剂应用举例,1甲醛交联聚丙烯酰胺选择性堵水剂1979年研制成功。特点：常温下粘度低、水溶性好、静置1d2d不成胶。冻胶热稳定性好，胶体在7090放置30d无变化。堵剂强度大、堵塞率高（93）。适用范围：6090的砂岩油藏的油井堵水和注水井调剖。应用情况：19791980年投入现场施工54井次，累计增油7104t，有效期：一般310个月，最长2年多。效果显著。典型井例：如3-4-18井堵后日产油量由8.8t

8、/d。有效期888d。2-3-126井堵后日产油量由3.588t/d 13.388t/d。有效期523d。临2-8井累计增油3000t，有效期222d。盘42-2井累计增油4777t，有效期467d。,丙烯酰胺选择性堵水剂1977年开发研制。该堵剂具有溶液粘度低、水溶性好、耐温性能好、堵塞率高（92%）、货源广、有效期长等特点。成胶时间和强度可根据现场需要进行调整。该堵水剂投入现场施工48井次，累计增油6104t。在有效井次中，12井次增油达千吨以上。其中3-4-18井增油为5730t。埕16-8井堵前日产油量为10t/d左右，含水为76，堵后含水下降到35%52，日产油量增加到36t/d38

9、t/d，效果明显。,TP-910调剖剂 1983年开发研制。特点：调剖剂溶液为清澈透明水溶液，成胶后粘度（强度）随单体和交联剂浓度的变化而异，可在几万到150万mPa.s范围控制调整。热稳定性好、注入工艺简单、用量少、对水质配伍性好、阻力系数小、残余阻力系数大、有效期长。同时还具有纵向调剖和平面改善水驱效果双重功能。适用范围：2080砂岩地层和灰岩地层注水井调剖和油井堵水。应用：1985年7月1987年10月，投入现场施工36井次，累计增油6104t典型井例：兴401井实施调剖后，4口对应油井累计增油1104t。,Na-HPAN高温堵剂1985年国内开发研制。组成：主剂：部分水解聚丙烯腈钠盐；

10、交联剂：苯酚和甲醛。特点：热稳定性好、成胶时间可控、常温下不交联、地面粘度低、易泵送、冻胶强度高、堵剂耐水冲刷、对配制水无特殊要求。适用范围：80150的高温砂岩油藏的油井堵水和水井调剖，也可用于区块整体堵调。应用：1986年5月投入现场施工以来，先后在纯梁、河口、东辛等采油厂进行了49井次施工，累计增油17104t，经济效益显著。典型井例：莱27-9井调剖后，对应油井莱27-2井累计增油4577t，减水1432m3。莱27-10井累计增油4145t，减水1432m3。梁38-2井调剖后，对应油井梁38-4井累计增油2398t。,凝胶：由溶胶转变而来的失去流动性的体系。,硅酸凝胶：水玻璃（Na

11、2O mSiO2）和活化剂（盐酸）反应生成的凝胶。将水玻璃加到盐酸中，反应在H过剩的条件下发生，所制得的凝胶为酸性硅酸凝胶。将盐酸加到水玻璃中，反应在硅酸根过剩的条件下发生，所制得凝胶为碱性硅酸凝胶。,活化剂 可使水玻璃变成溶胶而后变成凝胶的物质。,无机活化剂：盐酸、硝酸、硫酸、氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氨基磺酸、磷酸氢二钠等,有机活化剂：甲酸、甲酸乙脂、乙酸、乙酸铵、乙酸乙脂、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、柠檬酸、甲醛、苯酚、临苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚等,（二）凝胶类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,分散颗粒类,分散颗粒,石英、氧化镁、氧化钙、碳酸镁、碳酸钙、滑石、粘土、木粉、粉煤灰

12、等。,堵塞机理,当颗粒粒径大于地层孔径时，对地层孔隙产生堵塞；颗粒粒径小于地层孔径，但大于其1/3时，通过架桥对其产生堵塞。,（三）颗粒类调剖剂,常用的分散颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,常用的分散颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,水膨体调剖剂：通过在合成高聚物时加入一定量的交联剂和膨胀剂，生成胶体状水不溶物，用胶体磨将其制成不同粒径的颗粒，用分散剂将其带入地层，依靠其遇水膨胀的性能堵塞地层孔隙。,水膨体调剖剂：主要为部分交联聚丙烯酰胺水膨体，在单体丙烯酰胺聚合时加入N、N亚甲基双丙烯酰胺作交联剂、加入丙烯酸类化合物作膨胀剂，有的产品中加入小量粘土作为添加剂。,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒

13、类调剖剂,水膨体（或称作预凝体）类调剖剂的品种、名称较多，主要有：体膨型颗粒、体膨型聚合物、吸水膨胀聚合物、吸水膨胀颗粒、水膨体、预交联水膨体、预交联体膨型凝胶颗粒、预交联体膨颗粒、预交联体膨聚合物、预交联凝胶、交联聚合物微球、预交联聚合物微凝胶等。虽然种类多，但实质机理相差不大。,初期，水膨体冻胶一般制成2530的胶状品，用胶体磨磨成一定粒径的颗粒，用盐水或油携带注入地层；现在多烘干后制成一定粒径的颗粒，用注入水携带注入。由于该类调剖剂吸水膨胀后具有一定的延展性，在不同注入压力作用下，可滞留于不同大小的地层孔隙中；可根据地层孔喉半径，选择颗粒粒径。,（三）颗粒类调剖剂,水膨体调剖剂一般具备如

14、下性能：1随着水的矿化度的增加，调剖剂的膨胀倍数减少。2调剖剂遇水后，在前30min膨胀较快，以后膨胀速度减缓，放置10h左右，基本可膨胀完全。3温度升高，膨胀速度加快，膨胀倍数增加。4随粒径增大，膨胀速度减慢。相同质量样品的最终膨胀倍数相近。,膨胀倍数差异较大，从十几倍到上百倍，强度与膨胀倍数密切相关，需要依据要封堵的部位来选择。一般来讲，膨胀倍数为20倍左右的水膨体膨胀后的强度较高。,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,膨胀率与时间的关系,矿化度对吸水倍率的影响,（三）颗粒类调剖剂,不同粒度颗粒在自来水中的膨胀情况,不同粒度颗粒在油田注入水中的膨胀情况,（三）颗粒类调剖剂,1顺利通过；

15、2变形爬行；3脱水通过；4破碎通过图3-15 颗粒通过孔喉的四种模式,常用的水膨体类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,固结体类,在地层条件下可固结成较坚硬的固体，堵塞地层中的大孔道和高渗透层。既可用于油井堵水，又可用于注水井调剖。,颗粒固结体类调剖剂,水泥（超细水泥）类,矿物粉类,树脂包覆颗粒类,粉煤灰水泥类、,无机颗粒固化剂类,（三）颗粒类调剖剂,油井水泥主要性能及适用井深,调剖用水泥浆的密度一般控制在1.6 g/cm31.8 g/cm3的范围。用酒石酸、磺化单宁等作缓凝剂，可延长水泥的初凝时间，其用量一般为水泥浆质量的0.11.5。用木质素磺酸盐、烷基芳基磺酸盐等作减阻剂，可改善水泥的流动性能，

16、其用量一般为水泥浆质量的0.11.0。,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,（三）颗粒类调剖剂,TC-1触变水泥堵剂,主要技术指标触变时间：10-90min可调微膨胀率:0.1%0.2%初凝时间：2h4h水泥石抗压强度：20MPa,适用范围高渗透或裂缝性孔洞漏失地层的封堵松散地层的注水泥作业管外窜槽井段的挤水泥补救固井修补套管破裂或被腐蚀的漏洞。,（三）颗粒类调剖剂,CYY-1型封堵剂,CYY-1主要由水硬性硅酸钙矿物材料、膨胀材料和缓凝材料组成。,（三）颗粒类调剖剂,QF系列调剖剂,QF系列调剖剂的主剂由富含Ca2、Mg2的多种无机矿物粉经精细粉碎后加配多种无机盐混合

17、而成，其悬浮固化剂由无机盐与有机络合盐反应生成。室内与现场试验表明，QF系列调剖剂是适用于50 150砂岩油藏注水井封窜、深部调剖的理想堵调剂。,（三）颗粒类调剖剂,QF质量及性能指标,（三）颗粒类调剖剂,沉淀型调剖剂，是指两种或多种能在水中反应生成沉淀封堵高渗透层的化学物质，多为无机物。该类调剖剂一般采用双液法施工，即将两种或多种工作液以1：1的体积比分别注入地层，中间用隔离液分隔。当其向地层推进一定距离后，隔离液逐渐变稀、变薄，失去分隔作用，注入的不同工作液相遇，反应生成沉淀，封堵高渗透层。,沉淀型,（四）沉淀型调剖剂,常用沉淀型调剖剂,（四）沉淀型调剖剂,树脂类堵剂是由低分子物质经过缩聚

18、反应产生的高分子物质，具有强度高、有效期长等优点，适用于封堵裂缝、孔洞、大孔道和高渗透层。,（四）沉淀型调剖剂,泡沫类堵剂是利用起泡剂产生的泡沫进行调剖。,常用的起泡剂，主要为非离子型表面活性剂（如聚氧乙烯烷基苯酚醚）和阴离子型表面活性剂（如烷基芳基磺酸盐）。,泡沫可优先进入出水部位并稳定存在，通过Jamin叠加效应封堵来水。,（四）沉淀型调剖剂,五、树 脂 类,树脂类堵剂是由低分子物质经过缩聚反应产生的高分子物质，具有强度高、有效期长等优点，适用于封堵裂缝、孔洞、大孔道和高渗透层。,三相泡沫调剖剂的基本配方为：起泡剂可用十二烷基磺酸钠，有效成分为1.01.5，也可用烷基苯磺酸钠，质量为1.5

19、2.0的；稳定剂为羧甲基纤维素，质量为0.51.0；固相为膨润土，质量为68；其余为水。,三相泡沫调剖剂，是由起泡剂的水溶液、气体和固体颗粒组成的一种低密度、高粘度的假塑性流体。其中液体为连续相，气体是非连续相，固体颗粒则充分分散并附着在泡沫的液膜上，使液膜强度大大提高，进而增强了泡沫的稳定性。,（六）泡沫类调剖剂,第二节 深部调剖与区块整体堵调工艺技术,第三节 配套工艺技术,第四节 施工工艺,第一节 注水井调剖工艺技术,目 录,第二节 深部调剖与区块整体堵调工艺技术,一、深部调剖工艺技术,二、区块整体堵调工艺技术概述,粘土颗粒深部调剖技术,弱冻胶深部调剖技术,其他深部调剖技术,胜利油田目前已

20、形成了粘土和弱冻胶两大类、几十种适于深部调剖的调剖剂配方，并开发研制了两种配套注入设备和流程撬装式注入流程和固定站式注入流程。,所谓深部调剖，就是采用大剂量调剖剂，深入油藏内部封堵高渗透带，迫使液流转向，使注入水波及以前未被波及到的中、低渗透区，改善驱替效果，提高采收率。,粘土颗粒深部调剖技术,1粘土悬浮体聚合物双液法封堵剂以10的潍坊钠土悬浮体为A液，400mg/L的HPAM水溶液为B液，水为隔离液，由注入水将其推至地层深处相遇，絮凝沉入大孔道中，达到深部调剖的目的。2粘土悬浮体冻胶双液法封堵剂以10潍坊钠土悬浮体为A液，以冻胶堵剂（如铬冻胶、醛冻胶）为B液，水为隔离液，由注入水将它们推至地

21、层深处相遇，絮凝胶结在一起，较牢固地封堵地层深部的大孔道。3粘土单液法堵剂10潍坊钠土悬浮体，或10（质量）左右的潍坊钠土、钙土混合悬浮体，以单液形式注入地下封堵大孔道。,弱冻胶深部调剖技术,弱冻胶的组成弱冻胶主要由聚合物和交联剂组成。聚合物主要为聚丙烯酰胺（PAM）或部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），使用浓度一般为0.20.5（质量）；交联剂多为铬盐或铝盐的络合体系，使用浓度一般为0.020.15（质量）。成胶时间随两种物质浓度的增加和温度的升高而缩短。,弱冻胶深部调剖剂是由聚合物加入少量缓交联型交联剂制成。聚合物溶液注入地层后，优先进入油藏的高渗透区，在地层温度条件下缓慢产生轻度交联，形成粘

22、度较大的交联聚合物段塞，使高渗透部位流动度明显下降，使注入水分流或转向，达到深部调剖的目的。,常用弱冻胶的组成及基本性能,常用弱冻胶的组成及基本性能,常用弱冻胶的组成及基本性能,弱冻胶的作用机理,弱冻胶从注水井注入目的层后，在近井地带形成冻胶体。由于弱冻胶具有可运移性，在继续注水的过程中，可在注水压差的作用下，进入油层深部，形成堵塞，迫使液流转向，提高波及效率。同时，在其运移过程中发生驱替作用，提高驱油效率。即具有调驱双重作用。,常用弱冻胶的调驱机理,1）弱冻胶有很好的选择性进入能力。在并联双管岩心驱替试验中，90以上的弱冻胶进入高渗透岩心管，进入低渗透岩心管的弱冻胶则不足10。2）在注弱冻胶

23、调驱剂的过程中，生产井含水和产液下降而产油上升，并延续一段时间。说明弱冻胶有调剖和驱油双重作用。,弱冻胶的性能特点,其他深部调剖技术,多种类型调剖剂组合的多段塞深部调剖技术：针对油藏选用不同类型、性能有所差异的多种调剖剂，分成几个不同段塞注入地层，起到深部堵塞的效果。多段塞多轮次深部调剖技术：在第一次调剖进行一段时间后，再进行第二次调剖（有的井也许还要进行第三、第四次施工），后来注入的调剖剂将前面注入的调剖剂推向地层深部，达到深部调剖目的，提高深部调剖效果。,较常见的多种堵剂组合使用技术大孔道高渗井：弱冻胶强冻胶低度固化体高度固化体封口剂。高 渗 区：弱冻胶强冻胶低度固化体系高度固化体系；较

24、高 渗 透 区：弱冻胶强冻胶低度固化体系；中 低 渗 区：弱冻胶强冻胶；,较常见的多种堵剂组合使用技术粉煤灰超细水泥：应用范围较广。PMN-PER+粘土（粉煤灰）：适用于较高温度地层使用。水玻璃CaCl2木钙：主要用于封堵底水。粘土双液法调剖剂：粘土HPAM、粘土HPAM冻胶、粘土水泥等。,区块整体堵水调剖，既不同于面积的油井堵水，也不同于一般的以水井为中心的单一井组堵水，而是将堵水调剖区块的油层（目的层）看成一个整体，同时对区块上的重点注水井进行调剖，对周围对应油井进行相应封堵，是将注水井调剖和油井堵水有机结合起来的一种综合性堵水技术。,区块整体堵调的定义,区块整体堵水调剖，不仅要考虑到油水

25、井之间的对应关系，而且还要注意到井组与井组之间的相互联系，在整个区块上改变注入水水平方向的流动和纵向上的分配，调整注水井吸水剖面和油井出油剖面，达到整个区块降水增油、提高采收率的目的，比单井堵调具有更加明显的主体结构优势。,区块整体堵调工艺技术的应用,1）整体调剖单元生产形势变好，增油效果明显,2）整体调剖单元水驱开发效果改善,（1）单元含水上升速度得到有效控制，年均含水上升率控制在0.6%以内。（2）产量递减速度明显变缓，年自然递减率均控制在10.6%以内。（3）水驱采收率提高，按水驱规律测算，调剖后水驱采收率提高3.2%，增加可采储量154104t。,1胜坨油田“九五”整体调剖,区块整体堵

26、调工艺技术的应用,2孤岛油田中二南Ng3-4区块整体调剖,中二南Ng34区块PI决策整体调剖。中二南为孤岛油田最早投注区块，80年代三次膨润土大剂量调剖，91年又进行榆树皮粉整体调剖，均收到较好效果，已进入高含水开发期，调剖难度增大。运用PI决策技术，对20口井进行决策，确定对12口井进行调剖，其中粘土双液法大剂量调剖3口（PI值02MPa），榆树皮粉调剖4口（PI值13MPa），CAN-1调剖5口（PI值24.5MPa）。,取得的效果,（1）区块平均PI值由3.21MPa4.42MPa，上升了1.21MPa。,（2）高渗透层得到封堵，压力扩散变慢，压降曲线发生变化（3）注水井吸水剖面得到明显

27、改善（4）注水井指示曲线发生变化，吸水指数下降，启动压力升高（5）调剖后对应采油井日产油量上升，含水下降,（6）区块自然递减由94年的15.895年的10.5，综合递减由94年的11.895年的7.8。含水趋于稳定且略有下降。,区块整体堵调工艺技术的应用,3胜坨油田二区沙二34单元整体堵调治理,（1）注水井吸水状况发生较大变化,（2）区块整体增油降水效果明显,统计至1993年6月底，单元累计增油48569t。单元最终采收率提高3.64。,统计到1992年11月底，单元累计增油38849t。投入产出比达到1：8。,第二节 深部调剖与区块整体堵调工艺技术,第三节 配套工艺技术,第四节 施工工艺,第

28、一节 注水井调剖工艺技术,目 录,第三节 堵水调剖配套工艺技术,一、优化决策技术,利用遗传算法预测油藏渗透率场分布技术,PI 决策技术,RE 决策技术,FD 决策技术,二、示踪剂检测技术,利用遗传算法预测油藏渗透率场分布技术,利用遗传算法形成了一种自动识别油藏渗透率场分布的预测方法，在理论上首次实现了自动历史拟合，只需利用少量离散的常规的观测资料（压力、产量或注水量），就可准确给出油藏中数百个乃至数千个网格块中的渗透率值，并利用等值线图或灰度图的形式显示出油藏渗透率的分布状况，从而为制定堵水调剖和三次采油方案提供依据。,利用遗传算法预测油藏渗透率场分布技术,主要特点是群体搜索策略和群体中个体之

29、间的信息交换适合于处理传统搜索方法难于解决的复杂和非线性问题用来预测油藏渗透率场分布就是应用遗传算法来解决优化组合问题,理论模型计算实例2两维单相可压缩油藏,现场验证1 L58-2块（渗透率场预测）,L58-2块当前渗透率场分布预测结果,飞雁滩油田Ng17层系当前渗透率分布预测结果,现场验证2飞雁滩（渗透率场预测）,91年投入开发，位于济阳坳陷沾化凹陷埕东凸起的北斜坡。为受断层和岩性双重控制的岩性构造油藏。含油面积10.3km2，油井72口，注水井36口。纵向上三个层系，Ng17发育较好，平面上分布稳定且为主力生产层。在Ng17层选取3口井的数据对该层当前渗透率场进行了预测。,高渗透条带（浅色

30、部分）与沉积河道部位（黑线条圈定范围）重合，与沉积河道处储层物性好，渗透率高这一客观事实相符。,调剖前计算的渗透率场,调剖后计算的渗透率场,现场验证3飞雁滩（调剖效果验证）,预测发现，东北部和西南部存在连续的相对高渗透区域，该部位正是沉积河道展布位置。调剖后预测发现，连续高渗透带被一些相对低渗的部分分割，不再连续，调剖井点附近尤为明显，说明油层的平面非均质性得到改善，调剖有效。,PI 决策技术,PI 决策技术是通过测定注水井井口压降曲线，计算注水压力指数（PI值），根据PI值和IPI值（平均压力指数），来确定调剖的必要性、选择调剖井和调剖剂、计算调剖剂用量、评价调剖效果、判断重复调剖的时间等。

31、,PI 决策技术注水井调剖,注水井的PI值：,区块注水井的PI改正值,PI 决策技术注水井调剖,1）区块调剖必要性的判断一是按区块的平均PI值进行判断，区块平均PI值越小越需要调剖；二是按区块注水井的PI值极差（区块注水井的最大PI值与最小PI值之差）进行判断，PI值极差越大越需要调剖。2）调剖井的选定调剖井按区块平均PI值和注水井的PI值选定。3）调剖剂的选择按地层温度、地层水矿化度、注水井的PI值、成本4个标准选择调剖剂。,PI决策技术的应用,PI 决策技术注水井调剖,4）调剖剂用量计算,5）调剖效果评价调剖效果一般通过注水井井口压降曲线、注水井指示曲线、注水井吸水剖面、水驱曲线、调剖前后

32、示踪剂的产出曲线、油井和区块的采油曲线等6种曲线进行评价。6）重复施工时间的确定,PI 决策技术油井堵水,（1）堵水油井的选择堵水油井按有产能、高含水、处于低PI值区域（从区块PI值等值图找出）等条件选择。（2）堵水剂的选择堵水剂按地层温度、地层水矿化度、油井所处PI值的区域、成本等条件选择。（3）堵水剂用量的确定由W=hf 计算。（4）堵水效果评价可由堵水前后油井的产液剖面和采油曲线的变化评价。（5）重复施工时间由采油曲线的变化决定。,PI决策技术应用情况,胜利油田坨21断块沙二12单元调剖堵水的PI决策 对坨21断块沙二12单元的18口注水井关井测压降和计算PI值，单元平均PI值为5.92

33、MPa，将PI值在平均值周围的5口井作为不处理井，3口高PI值井作为增注井，10口低PI值的井作为调剖井。对PI值低于1MPa的8口井选用钙土/水泥悬浮体调剖，对PI值在14MPa的2口井选用粘土悬浮体调剖。依据试注调剖剂确定单井调剖剂用量。,PI决策技术应用情况,胜利油田坨21断块沙二12单元调剖堵水的PI决策 按目前产液量、含水率和所处位置的PI值选择7口需要堵水井。按地层温度、地层水矿化度及油井所处位置的PI值和成本，选择堵剂。依据Wh确定堵剂用量。,PI决策技术应用情况,PI决策技术应用情况,RE 决策技术,RE决策技术是一项集油藏多因素决策于一体的综合决策技术。通过对渗透率、吸水剖面

34、、注入动态、井口压力降落曲线等进行多因素决策，筛选出最适合调剖的井点、堵剂类型，并可进行开发指标预测及投入产出比预测计算等。本技术主要包括了五个单项技术及集成的一体化决策软件。,RE 决策技术,选井的依据通过大量的研究筛选，确定了选择调剖井点的主要依据是渗透率、吸水剖面、注入动态、井口压力降落曲线及采出程度含水关系等因素。,选择调剖井的多因素模糊决策模型如下：,多因素模糊决策因子矩阵；,单因素决策因子矩阵,综合评判的模糊关系矩阵；,RE 决策技术区块整体调剖的决策技术,1）堵剂类型的确定堵剂类型的选择是通过专家系统的产生式推理方式实现的。,2）堵剂用量的计算,3）区块整体调剖的注入压力设计,4

35、）区块整体调剖的效果预测技术,RE 决策技术区块整体调剖的决策技术,5）注水井剖面调整效果评价技术,(1)区块开采曲线的变化,指数递减：,调剖堵水后累积增加的产量为：,双曲递减：,调和递减：,(2)增产效果评价,（3）水驱曲线评价,根据调剖前后水驱曲线的表达式可以评价增加的可采储量、最终采收率、降水量与含水上升率的下降等指标。,RE 决策技术-应用实例,埕四南块整体调剖决策结果,RE 决策技术-应用实例,决策优化方案要求施工11口井，使用堵剂7442m3，预测增油7500t。实际施工13口井，16井次，使用堵剂9446 m3，增产原油7442t。试验结果表明，RE 决策技术对区块整体调剖具有一

36、定的指导意义。,FD 决策技术,FD决策技术是建立在堵水调剖PI决策技术基础上的一个充分调剖的理论,通过对注水井充分调剖特征及充分调剖判别方法的定性和定量研究，以FD（full degree充满度）值决策注水井是否调剖。定义式如下：,上式中若FD=0，即PI=0，表示地层为大孔道控制；若FD=1,即PI=P0表示地层无渗透性。注水井FD以为最佳值，当FD0.75时，应进行调剖。调剖剂类型及用量计算同PI决策技术。,示踪剂的作用,1）了解注水井与采油井的连通情况2）了解注入流体在地层中的渗流速度3）了解地层的分层情况4）了解地层中是否存在裂缝5）评价地层处理效果,示踪剂的应用,1）示踪剂应满足的

37、条件在地层中的背景浓度低，在地层中的滞留量少，化学稳定性与生物稳定性好，与地层流体配伍型好，检测、分析简单、灵敏度高，安全无毒、对测井无影响，货源广、成本低。2）油田常用示踪剂油田常用的示踪剂有氚水（3H2O）、硫氰酸铵（NH4CNS）、硝酸铵（NH4NO3）、溴化钠（NaBr）、碘化钠（NaI）、氯化钠（NaCl）、荧光素钠（C20H12O5Na2）、乙醇（C2H5OH）等。,4）投放示踪剂前 的准备工作,3）示踪剂用量计算,示踪剂的应用,示踪剂检测技术在胜采堵调中的应用研究,一、示踪剂的研究,筛选出适合胜坨油田的示踪剂：硫氰酸铵、硝酸铵。硫氰酸铵与硝酸铵示踪剂检测原理 在注水井上注硫氰酸铵

38、或硝酸铵，在油井上取样检测，含有硫氰化物的水样中加Fe3，生成红色络合物，亚硝酸根与氨基苯磺酸及柰胺反应生成红色络合物，可用分光光度计测定，根据分光光度计上显示的数据，对照该井空白样所做标准曲线，查出SCN-或NO2-的浓度。,示踪剂的性质研究1NH4SCN的耐温性 130条件下NH4SCN溶液浓度随时间变化趋于平衡时，SCN含量保留率为86.5，可在130条件下使用。,260条件下油水分配系数 以煤油为油相测定NH4SCN在60条件下平衡24h的油水分配系数接近0，说明SCN基本不向油中分配。,3SCN在胜采污水中的加标回收率 SCN在胜采污水中的加标回收率在99.0105，说明适用于胜坨油

39、田油井产出SCN的分析。,硝酸铵的性质分析与硫氰酸铵相同。,1990年1993年在胜坨油田共注示踪剂12井次，在对应油井检测水样11792井次。,（一）在胜二区沙二3开发中的应用1用量计算G1.44102hSwCp0.265L1.736式中：G示踪剂用量，t；h地层厚度，m；地层孔隙度，小数；Sw含水饱和度，小数；Cp从油井采出示踪剂的峰值，mg/L；分散常数，m；L井距，102m。,2.投放前的准备 熟悉井史：了解注水井转注以来水质的变化和对应油井产出水质的变化，估计示踪剂可能突破的时间。分析背景浓度：投放示踪剂前，每天或隔天一次，测定注入水和对应油井产出水中示踪剂的背景浓度。每次取10个数

40、据，作为投放示踪剂后判断示踪剂是否已到达油井的对比数据。3.示踪剂的投放4.取样时间间隔的规定 根据估计的突破时间决定取样间隔时间，易突破的24h取样一次，不易突破的每天或三天取样一次。,示踪剂在试验区的应用（1）跟踪注水流向2119、21139、22179投入示踪剂后，经对应油井取样检测，示踪剂沿东南西北方向窜流，与砂体沉积方向基本一致，且渗流速度快。（2）描述地层，决定堵剂类型及用量投入示踪剂后，在对应的油井取样得出示踪剂产出曲线，用数值分析方法，通过曲线拟合得到强水洗段的厚度、渗透率、最大孔隙半径和堵剂封堵半径。最大孔隙半径按下式计算：,（3）检验油层有无高渗透层或高渗透条带存在 211

41、9井注示踪剂后，21171井检出示踪剂的峰值为56mg/L，远高于其他井，说明2井间具有高渗透带。22179井注示踪剂后，示踪剂沿2114、22139、22N129井西北方向窜流速度快，说明砂体中有一高渗透层存在。用钠土封堵施工4天后在23179井见到大量堵剂，得到证明。（4）验证油水井注采连通情况，为分析封堵效果提供依据 3口井注示踪剂后，在邻近其他地层沙二12、沙二46共15口井检出不同浓度示踪剂，说明油水井注采关系十分复杂，管外窜严重。,在坨七断块开发中的应用 为了落实断层，确定注水在地下的渗流方向，在坨七胡同地区35181井、顶部断层交会地区的36100井、中部地区的33147井进行注

42、示踪剂试验。试验结果显示：（1）在非注入层位检测到示踪剂，说明油水井具有管内或管外窜槽的可能；（2）对应油井检测到示踪剂的时间较早，说明油水井间具有大孔道存在，并初步探明水流方向；（3）在坨七外的坨30、坨11、坨28的油井检测到示踪剂，说明一条东西向的断层不存在或不密封。,第二节 深部调剖与区块整体堵调工艺技术,第三节 配套工艺技术,第四节 施工工艺,第一节 注水井调剖工艺技术,目 录,施工工艺为堵水调剖工艺技术的重要组成部分,从目标井的类型考虑,油井堵水施工工艺注水井调剖施工工艺,从使用堵剂类型考虑,颗粒类堵剂施工工艺冻胶类堵剂施工工艺泡沫类堵剂施工工艺双液法类堵剂施工工艺,从堵剂用量方面

43、考虑,小剂量施工工艺大剂量施工工艺,堵水调剖施工工艺包括1.选择堵水调剖试验井；2.收集堵水调剖试验井相关油藏及开发资料；3.制定施工工艺方案；4.现场实施；5.分析、评价试验效果。,1堵水井的选井条件 砂岩油田油井堵水选井条件（1）油井单层厚度较大(一般要求大于5m）。（2）油井各油层纵向渗透率差异较大（可优先选择油层纵向渗透率级差大于2的井）。（3）优先选择纵向水淹程度不均匀，纵向上部分层段未发挥作用，目前尚有较大生产潜力的井。（4）出水层位比较清楚。（5）固井质量好，无层间窜槽。,选择试验井,碳酸盐岩油田油井堵水选井条件（1）生产层段是以裂缝为主的裂缝性储层。（2）生产层段是以溶蚀孔洞为

44、主的孔洞型储层。（3）生产层段是以晶间孔和粒间孔为主的孔隙型储层。（4）生产层段中水平裂缝比较发育。（5）生产剖面纵向差异大，除主力层段外有接替层段。,2调剖井的选井条件（1）位于综合含水高、采出程度低、剩余饱和度较高的开发区块。（2）油层厚度较大（一般要求大于5m）。（3）吸水和注水状况良好。（4）固井质量合格，无窜槽和层间窜漏。（5）纵向渗透率差异较大，具有高吸水层段。（6）与井组内油井连通情况好。（7）对应油井的采出程度较低，有较多的剩余可采储量，具有一定的增产潜力。（8）井组（或区块）油井产量差异大。,应用PI决策技术选择调剖井,关井测井口压降曲线,计算注水井的PI值：,计算注水井的P

45、I改正值：,调剖井按区块平均PI值和注水井的PI值选定。通常选低于区块平均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值附近的注水井为不处理井。,应用RE决策技术选择调剖井,求出区块注水井的多因素综合决策因子后，选择该因子比较大的井进行调剖。通常是大于平均值的井需要调剖。,单因素选井,多因素选井,利用渗透率选择调剖井：渗透率比较高、渗透率变异系数比较大,利用注水井注入动态选择调剖井：单井吸水强度大,利用吸水剖面选择调剖井：吸水百分数变异系数较大,利用井口压力降落曲线选择调剖井：PI值较小的井,利用注采井组含水采出程度关系来选择调剖井：低采出程度，高含水的注采井组内

46、的注水井,应用RS决策技术选择调剖井,RS决策技术主要根据影响调剖井选择的主要参数进行选井。其中包括注水井的吸水指数、视吸水指数、井口压降曲线、渗透率变异系数、吸水剖面、油层平面非均质性、对应油井的含水及产液能力、采出程度及控制储量等。多项参数对选择调剖井的影响是不确定的，有的值越大越有利于调剖井的选择，有的则相反。需要对多种参数建立模糊数学综合评判模型进行优选。,3堵水调剖施工工艺方案设计 选择堵水调剖井后，根据地质方案编写制定施工工艺方案。1）收集整理堵水调剖井的动态、静态数据选择确定堵水调剖井后，需要收集整理与该井相关的动态、静态资料，并在施工工艺方案中列出。,（1）基础数据,（2）油层

47、数据,（3）目前生产情况 堵水井目前生产情况 注水井目前注水情况（4）调剖井对应油井生产情况,2）施工目的选定堵水调剖井后，需要对该井的油藏资料、开发资料和各种测试（吸水剖面、产液剖面、吸水指示曲线、压降曲线等）资料（注水井调剖还需要对对应油井的生产资料）进行分析，确定该井目前存在的主要矛盾，分析实施堵水调剖治理后的增油降水潜力。根据分析结果，确定需要实施堵水调剖治理的层位和封堵类型，此即为该井的施工目的。,3）设计原则及依据 在充分分析拟堵水调剖井段的分析测试资料和生产资料（注水井调剖需结合对应油井各对应生产井段的生产情况）的基础上，选择确定适宜的的堵水调剖治理方法。,4）施工设计 主要内容

48、包括：选择堵水调剖剂、设计堵水调剖剂用量、计算顶替液量、施工时的挤注排量和注入压力。（1）选择堵水调剖剂 选择堵剂需要考虑的内容包括：地层温度、油层物性、地层水或注入水水质和总矿化度、井下管柱类型（普通管柱、防砂管柱）、封堵半径等。所选择的堵水调剖剂必须具有良好的热稳定性能、与地层水配伍和良好的注入性能等。,（2）设计堵水调剖剂用量 设计油井堵水的堵剂用量 油井堵水时的堵剂用量主要考虑封堵半径，按下式计算堵剂用量：V=ra 2h,（3）顶替液量顶替液量需要依据不同的堵水调剖类型确定。颗粒类堵水调剖剂（尤其是颗粒固结体类）进行剖面调整，一般要求过量顶替，尽可能将颗粒顶离近井地带。实施大剂量深部调

49、剖的作业施工，一般也要求过量顶替，以保证近井地带的注入能力。对于常规堵水调剖施工来讲，顶替液量为地面管汇容积、管柱容积、油套环空容积和附加顶替液量之和。V0V1+V2+V3+V4,（5）注入压力调剖施工的泵注压力与地层条件、注入排量、累计注入量、调剖剂性能（类型、理化性能等）等多方面因素有关。在施工设计中需要注明施工压力上限。制定施工压力上限的原则一般为：从施工安全和不伤害地层的角度考虑，施工压力一般不超过地层破裂压力的80；从调剖治理后能够保证有效注水的角度考虑，施工压力一般不超过注水干线压力；另外，从保证施工效果的角度考虑，一般选取注入过程中的爬坡压力为3.0MPa5.0MPa。,5）施工

50、准备（1）施工设备的准备需要配备的施工设备包括：注入流程、配液设备和高压管汇。如现场无水源或不能使用注入水配制调剖剂，还需配备水罐车。施工设备通常由施工单位准备。（2）施工用料的准备施工用料主要指调剖剂（原料或配制好的调剖剂）。施工用料一般由提供调剖技术服务的单位准备。,6）施工步骤该部分主要叙述挤注调剖剂的施工过程，将在后面进行较为详细的叙述。7）施工注意事项（应急预案）该部分主要说明施工过程中需要注意的安全事项。8）施工料单堵水调剖（尤其是由乙方向甲方提供技术服务）的施工设计中，需要注明所用堵水调剖剂中各种用料的名称、规格型号与用量。,9）费用预算表主要注明所用堵水调剖剂中各种用料的名称、