注水井調(diào)剖與油井堵水

注水井調(diào)剖與油井堵水第1頁(yè)/共100頁(yè)第一節(jié)注水井調(diào)剖法注水井調(diào)剖和油井堵水是重要的提高原油采收率技術(shù)，同時(shí)也是其他提高原油采收率技術(shù)（如化學(xué)驅(qū)、混相驅(qū)、熱采和微生物驅(qū)等）不可缺少的配套技術(shù)，因此應(yīng)對(duì)注水井調(diào)剖和油井堵水有一個(gè)全面、深入的了解。第2頁(yè)/共100頁(yè)吸水能力好吸水能力差一、什么叫注水井調(diào)剖第3頁(yè)/共100頁(yè)油層是不均質(zhì)的；注入水沿阻力最小的地方前進(jìn)；高滲透層流動(dòng)阻力?。挥捎谧⑷胨臎_刷，使油層的不均質(zhì)性隨著時(shí)間的推移而加?。蛔⑷胨牟跋禂?shù)低，采收率低，油井含水上升快。

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k1單井油井堵水高滲透層（含油飽和度低）含油飽和度高一、什么叫注水井調(diào)剖第4頁(yè)/共100頁(yè)一、什么叫注水井調(diào)剖從注水井調(diào)整注水地層的吸水剖面

“調(diào)剖”含義：

第5頁(yè)/共100頁(yè)一、什么叫注水井調(diào)剖調(diào)整注水油層的吸水剖面?！罢{(diào)剖”的含義：

狹義：廣義：從注水井進(jìn)行封堵高滲透層的工作，從而迫使注入水波及到含油飽和度較高的中、低滲透層，從而起到提高注入水的波及系數(shù)和降低油井含水的目的?！罢{(diào)剖”的目的：改善地層非均質(zhì)性，提高注入水波及系數(shù)，從而提高采收率。第6頁(yè)/共100頁(yè)從19世紀(jì)70年代提出，已由單純的“剖面調(diào)整”發(fā)展為深部封堵高滲透層。單井油井堵水調(diào)剖劑單井油井堵水調(diào)剖劑深部調(diào)剖淺層封堵一、什么叫注水井調(diào)剖第7頁(yè)/共100頁(yè)二、注水井調(diào)剖的重要性高滲透層的封堵，可迫使注入水進(jìn)入中低滲透層，提高了注入水的波及系數(shù)，也即提高了原油的采收率。高滲透層的存在，必然使注入水首先沿著它突入油井，減小了注入水的波及系數(shù)，降低了原油采收率。注水井調(diào)剖的重要性在于它能提高原油采收率。第8頁(yè)/共100頁(yè)三、注水井調(diào)剖劑（1）單液法調(diào)剖：一種工作液（2）雙液法調(diào)剖：兩種工作液按起作用的工藝分類(lèi)注水井調(diào)剖劑（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)剖劑）是指從注水井注入地層，調(diào)整地層吸水剖面的物質(zhì)。1調(diào)剖劑分類(lèi)第9頁(yè)/共100頁(yè)單液法向油層注入一種工作液，這種工作液所帶的物質(zhì)或隨后變成的物質(zhì)可封堵高滲透層?；驹恚?/p>

定義：

流

體流動(dòng)性降低溶液、乳狀液、溶膠、懸浮體凝膠、凍膠、沉淀、固化物注入過(guò)程中進(jìn)入地層后第10頁(yè)/共100頁(yè)雙液法向地層注入相遇后可產(chǎn)生封堵物質(zhì)的兩種工作液（或工作流體）。定義：

注水注水第一工作液第二工作液隔離液封堵物質(zhì)注入水基本原理：

調(diào)節(jié)封堵位置

隔離液作用：

第11頁(yè)/共100頁(yè)按調(diào)剖劑封堵的距離分類(lèi)，可分為近井地帶調(diào)剖劑（如硅酸凝膠）和遠(yuǎn)井地帶調(diào)剖劑（如膠態(tài)分散體凍膠）。若按使用的條件分類(lèi)，可分為高滲透層調(diào)剖劑（如粘土/水泥固化體系）、低滲透層調(diào)剖劑（如硫酸亞鐵）、高溫高礦化度地層調(diào)剖劑（如各種無(wú)機(jī)調(diào)剖劑）。三、注水井調(diào)剖劑第12頁(yè)/共100頁(yè)1）硫酸硫酸是利用地層中的鈣、鎂源產(chǎn)生調(diào)剖物質(zhì)的。硫酸先與近井地帶的碳酸鹽(巖體或膠結(jié)物的碳酸鹽)反應(yīng)，增加了注水井的吸水能力，而產(chǎn)生的硫酸鈣、硫酸鎂將隨酸液進(jìn)入地層，然后飽和析出并在適當(dāng)位置(如孔隙結(jié)構(gòu)的喉部)沉積下來(lái)，形成堵塞。由于高滲透層進(jìn)入的硫酸多，產(chǎn)生的硫酸鈣、硫酸鎂也多，所以主要堵塞發(fā)生在高滲透層。

2重要的單液法調(diào)剖劑第13頁(yè)/共100頁(yè)2)硫酸亞鐵硫酸是增注調(diào)剖劑；氫氧化亞鐵是一種沉淀，同樣可起調(diào)剖作用。2重要的單液法調(diào)剖劑三氯化鐵可起與硫酸亞鐵類(lèi)似的作用。第14頁(yè)/共100頁(yè)3)硅酸凝膠又名硅酸鈉，分子式為Na2O·mSiO2

m:模數(shù)(即水玻璃中SiO2的物質(zhì)的量與Na2O的物質(zhì)的量之比)。模數(shù)一般在1～4范圍。水玻璃的性質(zhì)隨模數(shù)而變。模數(shù)越小，水玻璃堿性越強(qiáng)，越易溶解。硅酸凝膠是由水玻璃與活化劑反應(yīng)生成。（1）什么是水玻璃？2重要的單液法調(diào)剖劑第15頁(yè)/共100頁(yè)是指可使水玻璃由先變成溶膠再變成凝膠的物質(zhì)?；罨瘎┓譃閮深?lèi)：一類(lèi)是無(wú)機(jī)活化劑，如鹽酸、硝酸、硫酸、氨基磺酸、碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、磷酸二氫鈉等；另一類(lèi)是有機(jī)活化劑，如甲酸、乙酸、乙酸銨、甲酸乙酯、乙酸乙酯、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、檸檬酸、苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、對(duì)苯二酚、間苯三酚、甲醛、尿素等。常用的活化劑是鹽酸。根據(jù)鹽酸和水玻璃的混合順序可分為酸性硅酸凝膠和堿性硅酸凝膠。硅酸凝膠是由水玻璃與活化劑反應(yīng)生成。（2）什么是活化劑？2重要的單液法調(diào)剖劑第16頁(yè)/共100頁(yè)酸性硅酸溶膠酸性硅酸溶膠膠團(tuán)示意圖

（假定模數(shù)為1）生成:膠粒帶正電。酸性硅酸溶膠是由水玻璃加到鹽酸中生成。特點(diǎn):2重要的單液法調(diào)剖劑第17頁(yè)/共100頁(yè)堿性硅酸溶膠堿性硅酸溶膠膠團(tuán)示意圖

（假定模數(shù)為1）生成:膠粒帶負(fù)電。酸性硅酸溶膠是將鹽酸加到水玻璃中生成。特點(diǎn):2重要的單液法調(diào)剖劑第18頁(yè)/共100頁(yè)氫氧化鋁凝膠是將三氯化鋁與尿素配成溶液注入地層生成的。尿素在地層溫度下分解，使溶液由酸性變成堿性，生成氫氧化鋁溶膠，接著轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸X凝膠。2重要的單液法調(diào)剖劑4)氫氧化鋁凝膠第19頁(yè)/共100頁(yè)5）鋯凍膠鋯凍膠如何形成？用Zr4+組成的多核羥橋絡(luò)離子交聯(lián)溶液中帶COO-的聚合物（如HPAM）生成。聚丙烯酰胺的鋯凍膠示意圖2重要的單液法調(diào)剖劑第20頁(yè)/共100頁(yè)（2）鋯的多核羥橋絡(luò)離子如何形成？絡(luò)合水解羥橋作用2重要的單液法調(diào)剖劑第21頁(yè)/共100頁(yè)進(jìn)一步水解和羥橋作用大的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子2重要的單液法調(diào)剖劑第22頁(yè)/共100頁(yè)多核羥橋絡(luò)離子與HPAM交聯(lián)2重要的單液法調(diào)剖劑第23頁(yè)/共100頁(yè)6）鉻凍膠（1）鉻凍膠如何形成？用Cr3+組成的多核羥橋絡(luò)離子交聯(lián)溶液中帶COO-的聚合物（如HPAM）生成。聚丙烯酰胺的鋯凍膠示意圖Q：Cr3+的多核羥橋絡(luò)離子如何形成？2重要的單液法調(diào)剖劑第24頁(yè)/共100頁(yè)（2）Cr3+可有哪些來(lái)源？KCr(SO4)2、CrCl3、Cr(NO3)2、Cr(CH3COO)3由Cr6+（如K2Cr2O7、Na2Cr2O7）用還原劑（如Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3）還原得到2重要的單液法調(diào)剖劑第25頁(yè)/共100頁(yè)7）

鋁凍膠

鋁凍膠是用Al3+組成的多核羥橋絡(luò)離子交聯(lián)溶液中帶—COO-的聚合物（如HPAM）生成的。2重要的單液法調(diào)剖劑鋁凍膠強(qiáng)度低，所以通常將它配成膠態(tài)分散體凍膠（colloidaldispersiongel，CDG）使用。第26頁(yè)/共100頁(yè)7）

鋁凍膠

CDG是由低質(zhì)量濃度的聚合物和低質(zhì)量濃度的交聯(lián)劑配成的。聚合物的質(zhì)量濃度在100~1200mg·L-1范圍，聚合物與交聯(lián)劑的質(zhì)量濃度之比在20∶1~100∶1范圍。由于質(zhì)量濃度低，聚合物與交聯(lián)劑不足以形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，而只能緩慢形成凍膠束（gelbundle）。凍膠束是少量聚合物分子在分子內(nèi)和（或）分子間由交聯(lián)劑交聯(lián)而成的，因此CDG是凍膠束的分散體。2重要的單液法調(diào)剖劑第27頁(yè)/共100頁(yè)7）

鋁凍膠

凍膠束形成以后，CDG的流動(dòng)阻力增加。若流動(dòng)壓差能克服其流動(dòng)阻力，則CDG仍能流動(dòng)；若流動(dòng)壓差不能克服其流動(dòng)阻力，則CDG的流動(dòng)停止，起封堵作用。由于低質(zhì)量濃度、低成本、可大劑量使用，因此CDG適用于遠(yuǎn)井地帶調(diào)剖，而且遠(yuǎn)井地帶流動(dòng)壓差小，有利于CDG封堵作用的發(fā)揮。2重要的單液法調(diào)剖劑第28頁(yè)/共100頁(yè)8）酚醛樹(shù)脂凍膠

酚醛樹(shù)脂凍膠是用酚醛樹(shù)脂交聯(lián)溶液中帶—CONH2的聚合物（如HPAM）生成的。2重要的單液法調(diào)剖劑酚醛樹(shù)脂是由甲醛與苯酚在氫氧化鈉催化下縮聚產(chǎn)生的。第29頁(yè)/共100頁(yè)2重要的單液法調(diào)剖劑e.g.當(dāng)w(HPAM)為0.4%，w(酚醛樹(shù)脂)為0.8%時(shí)，可配得一種在80℃下成凍時(shí)間為72h的酚醛樹(shù)脂凍膠，用于封堵高滲透層。交聯(lián)反應(yīng)生成的交聯(lián)體稱(chēng)為酚醛樹(shù)脂凍膠。酚醛樹(shù)脂中的—CH2OH通過(guò)與聚合物中的—CONH2的脫水反應(yīng)起交聯(lián)作用第30頁(yè)/共100頁(yè)9）聚乙烯亞胺凍膠聚乙烯亞胺凍膠是用聚乙烯亞胺交聯(lián)溶液中帶—CONH2的聚合物（如HPAM）生成的。聚乙烯亞胺是由乙烯亞胺聚合產(chǎn)生的2重要的單液法調(diào)剖劑第31頁(yè)/共100頁(yè)2重要的單液法調(diào)剖劑交聯(lián)反應(yīng)生成的交聯(lián)體稱(chēng)為聚乙烯亞胺凍膠聚乙烯亞胺中的亞胺基（—NH—）通過(guò)與聚合物中的—CONH2反應(yīng)，脫出NH3而起交聯(lián)作用第32頁(yè)/共100頁(yè)2重要的單液法調(diào)剖劑例如當(dāng)w(PA-t-BA)為7.0%，w(PEI)為0.33%時(shí)，可配得一種在95℃下成凍時(shí)間為12h的聚乙烯亞胺凍膠，用于封堵高滲透層。第33頁(yè)/共100頁(yè)10）水膨體水膨體是一類(lèi)適當(dāng)交聯(lián)遇水膨脹而不溶解的聚合物；所有適當(dāng)交聯(lián)的水溶性聚合物都可制得水膨體。2重要的單液法調(diào)剖劑第34頁(yè)/共100頁(yè)一種聚丙烯酰胺水膨體的膨脹性2重要的單液法調(diào)剖劑第35頁(yè)/共100頁(yè)供選用的攜帶介質(zhì)有三類(lèi)：非極性物質(zhì)(如煤油)半極住物質(zhì)(如乙醇、異丙醇)，電解質(zhì)溶液(如NaCl、HCl、CaCl2、FeCl3等)表面覆膜：如覆羥丙基甲基纖維素膜，將這種覆膜的水膨體用水?dāng)y帶進(jìn)入地層，它將在覆膜溶解至可與水相接觸時(shí)才開(kāi)始膨脹?？捎昧骰卜ǎ╓urster法）在水膨體外表面覆膜。

2重要的單液法調(diào)剖劑

放置于遠(yuǎn)井地帶的方法第36頁(yè)/共100頁(yè)11）凍膠微球

凍膠微球是粒度達(dá)到納米級(jí)的凍膠分散體。它可用微乳聚合方法制得。如可由丙烯酰胺和其他含烯基的單體、N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺和過(guò)硫酸銨配得的水溶液，用高濃度的混合表面活性劑(如Span80+Tween60)制得油外相微乳，水溶液增溶在微乳的膠束之中，單體共聚后，即成凍膠微球。使用時(shí)，用反相劑(如OP-10等)將油外相的凍膠微球反相分散于水中，注入地層。在地層中，凍膠微球有一定的膨脹倍數(shù)，它可在高滲透的通道中通過(guò)運(yùn)移、捕集、變形、再運(yùn)移、再捕集、再變形……的機(jī)理，由近及遠(yuǎn)地起調(diào)剖作用。2重要的單液法調(diào)剖劑第37頁(yè)/共100頁(yè)12）石灰乳石灰乳是將氧化鈣分散在水中配成的氫氧化鈣懸浮體。特點(diǎn)：氫氧化鈣的粒徑較大（62μm左右），特別適合于封堵裂縫性的高滲透層。由于氫氧化鈣顆粒不能進(jìn)入中、低滲透層，因此對(duì)中、低滲透層有保護(hù)作用。氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，所以可用于封堵高溫地層。氫氧化鈣可與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的氯化鈣，在不需要封堵時(shí)，可用鹽酸解除。2重要的單液法調(diào)剖劑第38頁(yè)/共100頁(yè)13）粘土/水泥分散體粘土/水泥分散體由粘土與水泥懸浮于水中配成。特點(diǎn)適合于封堵特高滲透地層。粘土與水泥進(jìn)入地層后，可在孔隙結(jié)構(gòu)的喉部形成濾餅。在濾餅中，水泥的水化反應(yīng)，使濾餅固結(jié)，對(duì)特高滲透層產(chǎn)生有效封堵。類(lèi)似石灰乳中的氫氧化鈣，粘土和水泥也不能進(jìn)入中、低滲透層，所以對(duì)中、低滲透層有保護(hù)作用?？捎贸Ｒ?guī)土酸除去。2重要的單液法調(diào)剖劑第39頁(yè)/共100頁(yè)3雙液法堵劑沉淀型雙液法堵劑凝膠型雙液法堵劑凍膠型雙液法堵劑泡沫型雙液法堵劑絮凝體型雙液法堵劑第40頁(yè)/共100頁(yè)1)沉淀型雙液法堵劑指兩種工作液相遇后可產(chǎn)生沉淀封堵高滲透層的堵劑。3雙液法堵劑第41頁(yè)/共100頁(yè)2)凝膠型雙液法調(diào)剖劑

指兩種工作液相遇后可產(chǎn)生凝膠封堵高滲透層的調(diào)剖劑。例如向地層交替注入水玻璃和硫酸銨，中間以隔離液(如水)隔開(kāi)，當(dāng)兩種工作液在地層相遇時(shí)可發(fā)生下面的反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠，封堵高滲透層：3雙液法堵劑第42頁(yè)/共100頁(yè)3)凍膠型雙液法調(diào)剖劑

是指兩種工作液相遇后可產(chǎn)生凍膠封堵高滲透層的調(diào)剖劑。在兩種工作液中，通常一種工作液為聚合物溶液，另一種工作液為交聯(lián)劑溶液。3雙液法堵劑例1第一工作液HPAM溶液或XC溶液第二工作液檸檬酸鋁溶液這兩種工作液相遇后產(chǎn)生鋁凍膠。例2第一工作液HPAM溶液或XC溶液第二工作液丙酸鉻溶液這兩種工作液相遇后產(chǎn)生鉻凍膠。第43頁(yè)/共100頁(yè)3)凍膠型雙液法調(diào)剖劑

3雙液法堵劑例3第一工作液溶有Na2SO3的HPAM溶液或XC溶液第二工作液溶有Na2Cr2O7的HPAM溶液或XC溶液這兩種工作液相遇后，Na2SO3可將Na2Cr2O7中的Cr6+還原為Cr3+，Cr3+進(jìn)一步生成多核羥橋絡(luò)離子將聚合物交聯(lián)，產(chǎn)生鉻凍膠。例4第一工作液HPAM溶液第二工作液ZrOCl2溶液這兩種工作液相遇后產(chǎn)生鋯凍膠。例5第一工作液HPAM溶液第二工作液聚季銨鹽溶液這兩種工作液相遇后產(chǎn)生聚季銨鹽凍膠。第44頁(yè)/共100頁(yè)4)泡沫型雙液法調(diào)剖劑

3雙液法堵劑若將起泡劑溶液與氣體交替注入地層，就可在地層(主要是高滲透層)中形成泡沫，產(chǎn)生調(diào)剖劑?？捎玫钠鹋輨┌ǚ请x子型表面活性劑（如聚氧乙烯烷基苯酚醚）和陰離子型表面活性劑（如烷基芳基磺酸鹽）。可用的氣體包括氮?dú)夂投趸細(xì)?。?5頁(yè)/共100頁(yè)5)絮凝體型雙液法調(diào)剖劑

3雙液法堵劑若將粘土懸浮體與HPAM溶液分成幾個(gè)段塞，中間以隔離液隔開(kāi)，交替注入地層，它們?cè)诘貙又邢嘤鰰?huì)形成絮凝體，這種絮凝體能有效地封堵特高滲透層。第46頁(yè)/共100頁(yè)1.高滲透層可選擇鋯凍膠、鉻凍膠、酚醛樹(shù)脂凍膠、水膨體、石灰乳、粘土/水泥分散體、沉淀型雙液法調(diào)剖劑、泡沫型雙液法調(diào)剖劑和絮凝體型雙液法調(diào)剖劑等。2.低滲透層可選擇硫酸、硫酸亞鐵、凍膠微球、凍膠型雙液法調(diào)剖劑、沉淀型雙液法調(diào)剖劑等。四、調(diào)剖劑的選擇第47頁(yè)/共100頁(yè)3.高溫高礦化度地層主要使用無(wú)機(jī)調(diào)剖劑如硫酸、硫酸亞鐵、石灰乳、粘土/水泥分散體、沉淀型雙液法調(diào)剖劑等。4.近井地帶可選擇硅酸凝膠、鋯凍膠、鉻凍膠、水膨體、石灰乳、粘土/水泥分散體等。5.遠(yuǎn)井地帶可選擇膠態(tài)分散體凍膠、凍膠微球、凍膠型雙液法調(diào)剖劑、沉淀型雙液法調(diào)剖劑等。四、調(diào)剖劑的選擇第48頁(yè)/共100頁(yè)五、礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)例1埕東油田西區(qū)南塊試驗(yàn)區(qū)該試驗(yàn)區(qū)地層溫度為70℃，地層水礦化度為5.14×103mg·L-1，所用調(diào)剖劑配方見(jiàn)表5-2。通過(guò)12口注水井向該試驗(yàn)區(qū)注入11267m3調(diào)剖劑，取得的效果見(jiàn)圖5-7。第49頁(yè)/共100頁(yè)五、礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)例2濮城油田南區(qū)試驗(yàn)區(qū)該試驗(yàn)區(qū)地層溫度為86℃，地層水礦化度為2.40×104mg·L-1，所用的調(diào)剖劑見(jiàn)表5-3。通過(guò)10口注水井向該試驗(yàn)區(qū)注入19300m3調(diào)剖劑，取得的效果見(jiàn)圖5-8。第50頁(yè)/共100頁(yè)第二節(jié)第五章

注水井調(diào)剖與油井堵水油井堵水第51頁(yè)/共100頁(yè)油井出水的危害(1）消耗油層能量，降低油層的最終采收率；

a油層能量推動(dòng)水向采油井前進(jìn)；

b油井見(jiàn)水后，在縱向和橫向上推進(jìn)很不均勻，造成油井過(guò)早水淹，波及系數(shù)降低；

c出水后井內(nèi)靜水壓頭增大，影響低壓氣層的產(chǎn)氣量，甚至不產(chǎn)氣；

d井底附近含水飽和度升高，降低油氣相對(duì)滲透率，引起水堵。(2）降低抽油井的泵效；產(chǎn)水量增加，抽油井做大量無(wú)用功第52頁(yè)/共100頁(yè)油井出水的危害(3）使管線和設(shè)備腐蝕和結(jié)垢；

a產(chǎn)出水加劇了H2S和CO2的腐蝕作用；

b產(chǎn)出水中離子在地面條件下結(jié)垢。(4）脫水負(fù)荷加大；

a產(chǎn)水量增加；

b油水乳化。（5）污染環(huán)境第53頁(yè)/共100頁(yè)油井出水方式第54頁(yè)/共100頁(yè)近井地帶竄漏射孔段太靠近底水—底水錐進(jìn)水驅(qū)指進(jìn)現(xiàn)象裂縫或高滲通道使油水井單向連通油井出水按水的來(lái)源有注入水、邊水、底水、上層水、下層水、夾層水。第55頁(yè)/共100頁(yè)出水層位的確定A水化學(xué)分析法

采出水的化驗(yàn)分析結(jié)果來(lái)判斷地層水和注入水B地球物理資料

有流體電阻測(cè)定法、井溫測(cè)量和放射性同位素法。C機(jī)械法找水D找水儀找水第56頁(yè)/共100頁(yè)減少油井出水的辦法注水井調(diào)剖油井堵水：即封堵油井的出水層機(jī)械堵水和化學(xué)堵水(將化學(xué)劑經(jīng)油井注入到高滲透層出水層段，降低近井地帶的水相滲透率，減少油井出水，增加原油產(chǎn)量的一整套技術(shù)稱(chēng)為油井化學(xué)堵水

)非選擇性堵水選擇性堵水化學(xué)堵水第57頁(yè)/共100頁(yè)邊水、底水和注入水是油田開(kāi)發(fā)的能量來(lái)源。由于地層滲透率的不均質(zhì)，這些水常沿高滲透層過(guò)早侵入油井，使油井產(chǎn)液中含水率上升和產(chǎn)油量下降。油井堵水是指從油井控制水的產(chǎn)出。為了控制水從油井產(chǎn)出，必須封堵高滲透層。一、油井堵水的概念可向油井注入堵水劑，封堵高滲透層，控制注入水的產(chǎn)出。第58頁(yè)/共100頁(yè)可用注水開(kāi)發(fā)油藏油井與注水井間的壓降曲線（圖5-10）來(lái)說(shuō)明油井堵水的重要性

二、油井堵水的重要性壓降曲線有一個(gè)拐點(diǎn)。曲線拐點(diǎn)至注水井這一側(cè)，稱(chēng)為調(diào)剖空間；曲線拐點(diǎn)至油井這一側(cè)，稱(chēng)為堵水空間。在調(diào)剖空間和堵水空間的高滲透層中的任何位置放置堵劑，都可改變注入水的液流方向，提高水的波及系數(shù)，從而提高原油采收率。

第59頁(yè)/共100頁(yè)油井堵水劑常按選擇性分為選擇性堵水劑和非選擇性堵水劑。前者是指那些對(duì)油和水或產(chǎn)油層和產(chǎn)水層的封堵有差別的堵水劑；后者是指那些對(duì)油和水或產(chǎn)油層和產(chǎn)水層的封堵沒(méi)有差別的堵水劑。配制所用的溶劑或分散介質(zhì)可分為三類(lèi)水基堵劑油基堵劑醇基堵劑1堵水劑分類(lèi)三、油井堵水劑第60頁(yè)/共100頁(yè)

l）HPAM（水基）它優(yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的地層;進(jìn)入地層的HPAM可通過(guò)氫鍵吸附在由于水沖刷而暴露出來(lái)的地層表面;＠HPAM分子中未吸附部分可在水中伸展，減小地層對(duì)水的滲透性;☆HPAM可為油提供一層能減少流動(dòng)阻力的水膜.☆

水解聚丙烯酰胺這種堵水劑可按含水飽和度的大小進(jìn)入地層,并按含水飽和度的大小調(diào)整地層對(duì)水的滲透性。特別是后一個(gè)特點(diǎn)是其他選擇性堵水劑所沒(méi)有的?！?.重要的選擇性堵水劑第61頁(yè)/共100頁(yè)第62頁(yè)/共100頁(yè)第63頁(yè)/共100頁(yè)HPAM分子量一般在300-1200萬(wàn)的范圍內(nèi)；水解度在10%-35%；濃度在0.2-0.8%范圍內(nèi)。

可用鹽水配制，以提高其在巖石表面的吸附量；可用交聯(lián)劑水溶液預(yù)處理地層，減少巖石表面的負(fù)電性；也可注入低水解度HPAM，再注入堿溶液。HPAN也可用于油井的選擇性堵水。第64頁(yè)/共100頁(yè)2）陰陽(yáng)非三元共聚物（水基）

若通過(guò)丙烯酰胺（AM）與（3-丙烯酰胺基-3-甲基）丁基三甲基氯化銨（AMBTAC）(或二烯丙基二甲基氯化銨)共聚、水解，就可得到一種陰陽(yáng)非三元共聚物陽(yáng)離子鏈節(jié)將牢固吸附在帶負(fù)電的巖石表面，而陰離子、非離子鏈節(jié)則伸展到水中增加水流阻力，起選擇性堵水作用2.重要的選擇性堵水劑第65頁(yè)/共100頁(yè)3）

陽(yáng)離子型聚合物（水基）2.重要的選擇性堵水劑陽(yáng)離子型聚合物是指可在水中解離出陽(yáng)離子鏈節(jié)的聚合物。該聚合物為水基選擇性堵劑，可優(yōu)先進(jìn)入出水層，并優(yōu)先吸附在被水沖刷而暴露出來(lái)的帶負(fù)電的巖石（例如砂巖和一些碳酸鹽巖）表面上，被吸附聚合物中未被吸附的鏈節(jié)可向水中伸展，抑制水的產(chǎn)出，起堵水作用。第66頁(yè)/共100頁(yè)4）

凍膠（水基）2.重要的選擇性堵水劑凍膠（如鉻凍膠、鋯凍膠、酚醛樹(shù)脂凍膠、聚乙烯亞胺凍膠等）對(duì)油和水有明顯的選擇性，對(duì)油和水有不成比例的滲透率降低（disproportionatepermeabilityreduction，DPR）值。第67頁(yè)/共100頁(yè)4）

凍膠（水基）2.重要的選擇性堵水劑膨脹/收縮機(jī)理認(rèn)為，交聯(lián)劑交聯(lián)的聚合物為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，充滿(mǎn)網(wǎng)絡(luò)的水與流動(dòng)的水是同一相的，當(dāng)水流動(dòng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)保持著膨脹狀態(tài)，對(duì)水的流動(dòng)阻力大，但當(dāng)油流動(dòng)時(shí)，油與凍膠網(wǎng)絡(luò)中的水不是同一相的，油相可對(duì)水相施加壓力，該壓力使凍膠網(wǎng)絡(luò)中的水析出，引起凍膠網(wǎng)絡(luò)收縮，減小了油的流動(dòng)阻力。第68頁(yè)/共100頁(yè)4）

凍膠（水基）2.重要的選擇性堵水劑油水分流機(jī)理則認(rèn)為，油和水在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)是各有通道的，水走水道，油走油道。注入凍膠時(shí)，由于凍膠屬于水基堵水劑，它將沿水的通道流動(dòng)，成凍后，它堵的是水道而不是油道，因此凍膠具有堵水不堵油的特性。第69頁(yè)/共100頁(yè)5)泡沫（水基）

作用機(jī)理:以水作分散介質(zhì)的泡沫可優(yōu)先進(jìn)入出水層;在出水層穩(wěn)定存在；通過(guò)疊加的Jamin效應(yīng)，封堵來(lái)水；在油層，油可乳化在泡沫的分散介質(zhì)中形成三相泡沫。分散介質(zhì)中的一些油珠，可經(jīng)歷圖5－7所示的過(guò)程，引起泡沫的破壞，所以進(jìn)入油層的泡沫不堵塞油層。2.重要的選擇性堵水劑第70頁(yè)/共100頁(yè)三

相

泡

沫

的

破

壞第71頁(yè)/共100頁(yè)起泡劑:主要用石油磺酸鹽型;稠化劑:羧甲基纖維素鈉(CMC),聚乙烯醇(PVA),聚乙烯吡咯烷酮等;氣體:氮?dú)?二氧化碳等,也可用液體轉(zhuǎn)化而成銨亞硝酸(或氯化銨+亞硝酸鈉;硝酸銨+亞硝酸鉀等)第72頁(yè)/共100頁(yè)6)水溶性皂（水基）

2.重要的選擇性堵水劑水溶性皂是指能溶于水中的高碳數(shù)有機(jī)酸鹽。松香酸鈉、環(huán)烷酸鈉、脂肪酸鈉等都是水溶性皂。第73頁(yè)/共100頁(yè)6)水溶性皂（水基）

作用原理:松香酸鈉可與水中的鈣、鎂離子反應(yīng)，生成不溶于水的松香酸鈣、松香酸鎂沉淀(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8-0.9)而堵塞水層,由于油層中不含鈣、鎂離子,因而不堵塞油層。

適用范圍:含鈣、鎂離子高于1000mg/L的油井。2.重要的選擇性堵水劑第74頁(yè)/共100頁(yè)6)水溶性皂（水基）

2.重要的選擇性堵水劑第75頁(yè)/共100頁(yè)7)山崳酸鉀（水基）

作用原理:山崳酸鉀溶液注入地層，與地層水的鈉離子即發(fā)生如下反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀，封堵出水層。2.重要的選擇性堵水劑第76頁(yè)/共100頁(yè)8)烷基酚-乙醛樹(shù)脂（水基）

將烷基苯酚、乙醛和石油磺酸（催化劑）注入地層，在100℃反應(yīng)，產(chǎn)生一種支鏈型的樹(shù)脂，溶于油，不溶于水，而起到選擇性堵水的目的。2.重要的選擇性堵水劑第77頁(yè)/共100頁(yè)9)水包稠油（水基）這種堵劑是用水包油型乳化劑將稠油乳化在水中配成。因乳狀液是水外相，粘度低，所以易進(jìn)入水層。在水層，由于乳化劑在地層表面吸附，使乳狀液破壞，油珠聚并為高粘的稠油，產(chǎn)生很大的流動(dòng)阻力，減少水層出水。水包稠油的乳化劑最好用陽(yáng)離子型表面活性劑，因?yàn)樗孜皆趲ж?fù)電的砂巖表面，引起乳狀液的破壞。

2.重要的選擇性堵水劑第78頁(yè)/共100頁(yè)10)水玻璃(水基)2.重要的選擇性堵水劑鈣、鎂敏酸敏40%的Na2O·3.17SiO2

第79頁(yè)/共100頁(yè)11）烴基鹵代甲硅烷（油基）烴基鹵代甲硅烷可用通式RnSiX4-n表示，式中R表示烴基，X表示鹵素（即氟、氯、溴或碘），n表示l～3的整數(shù)。烴基鹵代甲硅烷可與水反應(yīng)，生成相應(yīng)的硅醇。硅醇中的多元醇很易縮聚，生成聚硅醇沉淀，封堵出水層。

2.重要的選擇性堵水劑第80頁(yè)/共100頁(yè)12）四烴基原硅酸酯（油基）四烴基原硅酸酯是溶于油中注入地層的，當(dāng)?shù)貙拥乃c它接觸時(shí)，即發(fā)生下列反應(yīng)：(1)水解：水解產(chǎn)物溶于水。(2)縮聚：在水中的水解產(chǎn)物縮聚后，可形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使水失去流動(dòng)性，起堵水作用。可用的四烴基原硅酸酯有四甲基原硅酸酯、四乙基原硅酸酯和四丙基原硅酸酯等。

2.重要的選擇性堵水劑第81頁(yè)/共100頁(yè)13)聚氨基甲酸酯（油基）

聚氨基甲酸酯（簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯）是由多羥基化合物與多異氰酸酯聚合而成。作用原理:若在聚合時(shí)保持異氰酸基（－NCO）的數(shù)量超過(guò)羥基（－OH）的數(shù)量，即可制得有選擇性堵水作用的聚氨基甲酸酯。B.生成的氨基可繼續(xù)與異氰酸基反應(yīng)，生成脲鍵:A.與水可發(fā)生一系列的反應(yīng)，生成氨基和二氧化碳:2.重要的選擇性堵水劑第82頁(yè)/共100頁(yè)C.脲鍵上的活潑氫,可繼續(xù)與與未反應(yīng)的異氰酸基反應(yīng),使其原來(lái)可流動(dòng)的線性的聚氨基甲酸酯變成不流動(dòng)的體型的聚氨基甲酸酯,從而將出水層堵住D.若遇到油,由于不能發(fā)生上述反應(yīng),所以不產(chǎn)生堵塞添加劑:A.稀釋劑:二甲苯、二氯乙烷、四氯化碳或石油餾分B.封閉劑:低分子的醇類(lèi)(封閉異氰酸基的反應(yīng))C.催化劑:胺和乙醇胺類(lèi)(調(diào)節(jié)封閉反應(yīng)速度）第83頁(yè)/共100頁(yè)14油基水泥（油基）

這是水泥在油中的懸浮體。水泥表面親水，當(dāng)它進(jìn)入出水層時(shí)，水置換水泥表面的油并與水泥作用，使水泥固化，封堵出水層。

分散介質(zhì):柴油,煤油或低粘度油.

活性劑:羧酸鹽,磺酸鹽.例:1方柴油中300-400kg的油井水泥、0.1-1.0kg的石油磺酸鈉,配成的油基水泥.2.重要的選擇性堵水劑第84頁(yè)/共100頁(yè)15)活性稠油（油基）

溶有乳化劑的稠油。乳化劑為油包水型乳化劑（如Span80），它可使稠油遇水后產(chǎn)生高粘的油包水乳狀液,達(dá)到選擇性堵水的目的。

也可用氧化瀝青溶于油中配成活性稠油。2.重要的選擇性堵水劑第85頁(yè)/共100頁(yè)16)偶合稠油（油基）

這種堵劑是將低聚合度的苯酚-甲醛樹(shù)脂、苯酚-糠醛樹(shù)脂或它們的混合物作偶合劑溶于稠油中配成。由于這些樹(shù)脂可與地層表面反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)吸附，加強(qiáng)了地層表面與稠油的結(jié)合（偶合），使它不易排出，延長(zhǎng)有效期。2.重要的選擇性堵水劑第86頁(yè)/共100頁(yè)17)酸渣

在硫酸精制石油餾分時(shí)產(chǎn)生的酸渣可用于選擇性堵水，因?yàn)檫@種酸渣遇水可析出不溶物質(zhì)，而且硫酸與地層水中的Ca2+、Mg2+也可產(chǎn)生相應(yīng)的沉淀，封堵出水層。2.重要的選擇性堵水劑第87頁(yè)/共100頁(yè)

18)松香二聚物醇溶液（醇基）

作用機(jī)理：松香在硫酸作用下生成二聚物，該二聚物溶于醇不溶于水，當(dāng)松香二聚物的醇溶液與水相遇，水即溶于醇中，降低了它對(duì)松香二聚物的溶解度，使松香二聚物飽和析出。

聚氨基甲酸酯醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.4-0.62.重要的選擇性堵水劑第88頁(yè)/共100頁(yè)在所介紹的選擇性堵劑中，由于水基堵劑優(yōu)先進(jìn)入出水層（油基堵劑無(wú)此優(yōu)點(diǎn)），而且比醇基堵劑便宜，因此與油基堵劑和醇基堵劑相比，它是一種更可取的堵劑。第89頁(yè)/共100頁(yè)

非選擇性堵水法適用于封堵單一水層或高含水層，因所用的堵劑對(duì)水和油都沒(méi)有選擇性，它既可堵水，也可堵油。．樹(shù)脂型堵劑．凍膠型堵劑．凝膠型堵劑.沉淀型堵劑．分散體型堵劑3.重要的非選擇性堵水劑第90頁(yè)/共100頁(yè)1）樹(shù)脂型