第五章 油水井化學(xué)改造(1-3節(jié))

第五章第二篇采油化學(xué)注水井調(diào)剖與油井堵水前言（1）為什么進(jìn)行油水井改造？油水井在生產(chǎn)過程中存在各種問題，影響油田的正常生產(chǎn)。（2）油水井存在哪些問題？油井：5個(gè)問題，5字概括水井：3個(gè)問題前言（1）砂、（2）蠟、（3）水、（4）稠、（5）低。（1）出砂（2）吸水剖面不均勻（3）水注不進(jìn)去油井問題水井問題第一節(jié)注水井調(diào)剖第五章油水井化學(xué)改造一、什么叫注水井調(diào)剖油層采收率低驅(qū)油體系的波及系數(shù)低驅(qū)油體系的洗油效率低水油流度比地層非均質(zhì)性潤(rùn)濕性界面張力吸水能力好吸水能力差一、什么叫注水井調(diào)剖油層是不均質(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)剖一、什么叫注水井調(diào)剖調(diào)整注水油層的吸水剖面。

“調(diào)剖”含義：

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：一、什么叫注水井調(diào)剖改善地層非均質(zhì)性，提高注入水波及系數(shù)，從而提高采收率。注水井調(diào)剖提高采收率可視化模擬錄像從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)剖二、調(diào)剖技術(shù)的分類（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1、單液法向油層注人一種工作液，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．流體流動(dòng)性降低溶液、乳狀液、溶膠、懸浮體凝膠、凍膠、沉淀、固化物注入過程中進(jìn)入地層后基本原理：

定義：

2、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：

三、單液法堵劑調(diào)剖劑：又稱堵劑，注入地層起封堵作用的物質(zhì)。了解堵劑的適應(yīng)性、了解堵劑的作用機(jī)理1、硫酸（1）調(diào)剖機(jī)理硫酸先與近井地帶的碳酸鹽反應(yīng)，增加了注水井的吸水能力；產(chǎn)生的硫酸鈣、硫酸鎂將隨酸液進(jìn)入地層，飽和后析出，形成堵塞；由于高滲透層進(jìn)人的硫酸多，主要堵塞發(fā)生在高滲透層。（2）特點(diǎn)近井增注，遠(yuǎn)井調(diào)剖。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。（1）調(diào)剖機(jī)理（2）特點(diǎn)近井增注，遠(yuǎn)井調(diào)剖。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？是指可使水玻璃由先變成溶膠再變成凝膠的物質(zhì)。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？3、硅酸凝膠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):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。堿性硅酸溶膠是將鹽酸加到水玻璃中生成。特點(diǎn):4、鋯凍膠（實(shí)驗(yàn)七）（1）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。Zr4+可來自ZrOCl2或ZrCl4聚丙烯酰胺的鋯凍膠示意圖（2）鋯的多核羥橋絡(luò)離子如何形成？絡(luò)合水解羥橋作用多核羥橋絡(luò)離子形成進(jìn)一步水解和羥橋作用大的無機(jī)陽離子多核羥橋絡(luò)離子形成多核羥橋絡(luò)離子與HPAM交聯(lián)5、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）Cr3+可有哪些來源？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5、鉻凍膠6、水膨體水膨體是一類適當(dāng)交聯(lián)遇水膨脹而不溶解的聚合物。6、水膨體一種聚丙烯酰胺水膨體的膨脹性6、水膨體供選用的攜帶介質(zhì)有三類：非極性物質(zhì)（如煤油）半極性物質(zhì)（如乙醇、異丙醇），電解質(zhì)溶液（如NaCl、HCl、CaCl2、FeCl3等）．有些是通過去溶劑化和壓縮水膨體擴(kuò)散雙電層來抑制膨脹的作用（如NaCl溶液）；有些通過與水膨體中的-COO-反應(yīng)生成弱親水能力的基團(tuán)來抑制水膨體的膨脹（如HCl、CaCl2、FeCl3等溶液）。7、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。8、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。可用常規(guī)土酸除去。四、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。

2、凝膠型雙液法堵劑指兩種工作液相遇后可產(chǎn)生凝膠封堵高滲透層的堵劑。3、凍膠型雙液法堵劑例1第一工作液HPAM溶液或XC溶液第二工作液檸檬酸鋁溶液例2第一工作液HPAM溶液或XC溶液第二工作液丙酸鉻溶液例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溶液例4

第一工作液HPAM溶液第二工作液ZrOCl2

溶液指兩種工作液相遇后可產(chǎn)生凍膠封堵高滲透層的堵劑。4、泡沫型雙液法堵劑可用的起泡劑包括非離子型表面活性劑加聚氧乙烯烷基苯酚醚陰離子型表面活性劑如烷基芳基磺酸鹽?？捎玫臍怏w包括氮?dú)舛趸細(xì)狻Ｈ魧⑵鹋輨┤芤号c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)生堵劑。

5、絮凝體型雙液法堵劑（實(shí)驗(yàn)七）

若將粘土懸浮體與HPAM溶液交替注入地層，它們?cè)诘貙又邢嗤ㄐ纬尚跄w。這種絮凝體能有效地封堵特高滲透地層。第二節(jié)油井堵水法第五章油水井化學(xué)改造前言注入水指進(jìn)和竄流底水錐進(jìn)邊水（1）油井出水的主要原因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)象注水井生產(chǎn)井裂縫或高滲通道使油水井單向連通前言消耗地層能量油井大量出水，造成油井出砂更為嚴(yán)重危害采油設(shè)備加重脫水泵站負(fù)擔(dān)增加污水處理量

（2）油井出水的危害性二、油井堵水技術(shù)技術(shù)關(guān)鍵：（1）堵水，不堵油（2）堵水層，不堵油層實(shí)現(xiàn)方法：（1）非選擇性堵水法（2）選擇性堵水法1、非選擇性堵水法（1）適應(yīng)條件：適用于封堵單一水層或高含水層．（2）封堵原理：將堵劑注入目的層，起到封堵作用。（3）技術(shù)關(guān)鍵：油層和水層能明顯分開；堵劑注入目的層。

1878.8沙二13-822026.02060.0沙二912068.0底篩堵2071.12灰面2084.124032060.34Y341-112B-32040.0通過封隔器實(shí)現(xiàn)目的層選擇2、選擇性堵水法（1）適應(yīng)條件：

適用于封堵不易用封隔器將水層與油層分隔開的油井．（2）封堵原理：堵劑都是利用油與水的差別或油層與水層的差別，達(dá)到選擇性堵水的目的。（3）技術(shù)關(guān)鍵：

堵劑的選擇性。三、選擇性堵水劑水基堵劑油基堵劑醇基堵劑如何實(shí)現(xiàn)選擇性？

l、HPAM（水基）它優(yōu)先進(jìn)人含水飽和度高的地層．進(jìn)入地層的HPAM可通過氫鍵吸附在由于水沖刷而暴露出來的地層表面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在水中伸展增加水流阻力HPAM能提供減少油流動(dòng)阻力的水膜2、泡沫（水基）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；通過疊加的Jamin效應(yīng)，封堵來水；油可引起泡沫的破壞，所以進(jìn)入油層的泡沫不堵塞油層。3．烴基鹵代甲硅烷（油基）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。

4、松香二聚物醇溶液（醇基）

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。

5、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，乳狀液破壞，產(chǎn)生高粘的稠油。水包稠油的乳化劑最好用陽離子型表面活性劑，因?yàn)樗孜皆趲ж?fù)電的砂巖表面，引起乳狀液的破壞。四、非選擇性堵水劑1．樹脂型堵劑

2．凍膠型堵劑

3．凝膠型堵劑

4.沉淀型堵劑

5．分散體型堵劑

1、樹脂型堵劑

由低分子物質(zhì)通過縮聚反應(yīng)產(chǎn)生不溶不熔高分子物質(zhì)的堵劑。酚醛樹脂脲醛樹脂環(huán)氧樹脂2、凍膠型堵劑

由聚合物水溶液用交聯(lián)劑交聯(lián)所產(chǎn)生的堵劑。

鋁凍膠鉻凍膠鋯凍膠