第四章油水井化學改造1-3

第四章油水井的化學改造2/3/20231（1）為什么進行油水井改造？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？油井五大問題：砂、蠟、水、稠、低；注水井；出砂、吸水剖面不均勻、水注不進去。2/3/20232第一節(jié)調(diào)剖堵水油層采收率低驅(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)性潤濕性界面張力一、調(diào)剖堵水的基本概念1、調(diào)剖2/3/20233地層的不均質(zhì)性是注入水沿高滲透層突入油井。注入水的波及系數(shù)低，采收率低，油井含水上升快。為了提高波及系數(shù)，從而提高采收率，必須封堵這些高滲透層。2/3/20234從注水井封堵這些高滲透層時，可調(diào)整注水層段的吸水剖面叫調(diào)剖。從19世紀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2/3/20235

2、油井堵水2/3/20236油井出水按水的來源有注入水、邊水、底水、上層水、下層水、夾層水?！暗姿F進”2/3/20237油井出水的危害性消耗地層能量油井大量出水，造成油井出砂更為嚴重危害采油設備加重脫水泵站負擔增加污水處理量2/3/20238減少油井出水的辦法注水井調(diào)剖油井堵水從油井封堵這些高滲透層時，可減少油井產(chǎn)水叫堵水。2/3/20239二、堵劑的定義堵劑是指注入地層能起封堵作用的物質(zhì)。堵劑調(diào)剖劑－從水井注入的堵水劑－從油井注入的2/3/202310三、堵劑的分類可按不同的標準對堵劑進行分類：若按注入工藝，可分為單液法堵劑和雙液法堵劑。前者是指調(diào)剖堵水時只需向地層注入一種工作液；后者是指調(diào)剖堵水時需向地層注入兩種工作液。2/3/202311流體流動性降低溶液、乳狀液、溶膠、懸浮體凝膠、凍膠、沉淀、固化物注入過程中進入地層后單液法：

2/3/202312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）。注水注水第一工作液第二工作液隔離液封堵物質(zhì)注入水隔離液作用：調(diào)節(jié)封堵位置2/3/202313若按堵劑封堵的距離，可分為滲濾面堵劑（如水膨體）、近井地帶堵劑（如硅酸凝膠）和遠井地帶堵劑（如凍膠的膠態(tài)分散體，colloidaldispersiongel,CDG）。若按使用條件，可分為高滲透層堵劑（如粘土-水泥固化體系）、低滲透層堵劑（如硫酸亞鐵），高溫高礦化度地層堵劑（如各種無機堵劑）。2/3/202314若按配堵劑時所用的溶劑或分散介質(zhì)，可分為水基堵劑（如鉻凍膠）、油基堵劑（如油基水泥）和醇基堵劑（如松香二聚物醇溶液）。若按對油和水或出油層和出水層的選擇性，可分為選擇性堵劑（如泡沫）和非選擇性堵劑（如粘土-水泥固化體系）。但是由于地層中的高含水層是高滲透層，因而是低注入阻力層，所以注入的非選擇性堵劑，主要進入高含水層，起選擇性封堵作用。2/3/2023151、鉻凍膠（成凍體系）在w(HPAM)為6×10-3溶液中加入重鉻酸鈉和亞硫酸鈉，直至w(Na2Cr2O7)為9.0×10-4和w(Na2SO3)為1.6×10-3配成。

2、硅酸凝膠（膠凝體系）在w(HCl)為0.10的溶液中加入w(Na2O.mSiO2)為0.15的溶液，直至pH為2配成。2/3/2023163、鈣土-水泥體系（固化體系）在w(鈣土)為0.08的懸浮體中加入水泥，直至w(水泥)為0.08配成。4、水玻璃-氯化鈣雙液法堵劑（沉淀體系）交替注入w(Na2O.mSiO2)為0.10的溶液和w(CaCl2)為0.08溶液，中以隔離液(如水)隔開。5、水玻璃-鹽酸雙液法堵劑（增注調(diào)剖體系）交替注入w(Na2O.mSiO2)為0.10溶液和w(HCl)為0.05的溶液，中以隔離液(如水)隔開。2/3/2023176、鈣土-碳酸鈉雙液法堵劑（活化體系）交替注入w(鈣土)為0.20的懸浮體和w(Na2CO3)為0.08的溶液，中以隔離液(如水)隔開。7、鈣土-聚丙烯酰胺雙液法堵劑（絮凝體系）交替注入w(鈣土)為0.20的懸浮體和w(HPAM)為1×10-3的溶液，中以隔離液(如水)隔開。8、鈣土-水玻璃雙液法堵劑（固化體系）交替注入w(鈣土)為0.20的懸浮體和w(Na2O.mSiO2)為0.20的溶液，中以隔離液(如水)隔開。2/3/2023181．HPAM（水基）（1）優(yōu)先進入含水飽和度高的地層。（2）進入地層的HPAM可通過氫鍵吸附在由于水沖刷而暴露出來的地層表面；（3）分子中未吸附部分可在水中伸展，減小地層對水的滲透性。選擇性堵水劑：水基堵劑、油基堵劑、醇基堵劑2/3/2023192/3/2023202/3/202321

2.泡沫（水基）以水作分散介質(zhì)的泡沫可優(yōu)先進入出水層；在出水層穩(wěn)定存在；通過疊加的Jamin效應，封堵來水；油可引起泡沫的破壞，所以進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，生成相應的硅醇。硅醇中的多元醇很易縮聚，生成聚硅醇沉淀，封堵出水層。2/3/2023224、松香二聚物醇溶液（醇基）與水相遇，水即溶于醇中，降低了它對松香二聚物的溶解度，使松香二聚物飽和析出。2/3/2023235．水包稠油（水基）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，所以易進入水層。在水層，乳狀液破壞，產(chǎn)生高粘的稠油。水包稠油乳化劑最好用陽離子型表面活性劑，為什么？因為它易吸附在帶負電的砂巖表面，引起乳狀液的破壞。

2/3/202324（1）適應條件：

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，達到選擇性堵水的目的。（3）技術(shù)關鍵：

堵劑的選擇性。2/3/202325非選擇性堵劑樹脂型堵劑凍膠型堵劑：聚合物水溶液交聯(lián)凝膠型堵劑：溶膠膠凝，如硅酸凝膠沉淀型堵劑：兩種能生成沉淀的物質(zhì)，如硅酸鈉分散體型堵劑：固體分散劑2/3/202326（1）適應條件：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)關鍵：油層和水層能明顯分開；堵劑注入目的層。

2/3/202327四、堵水調(diào)剖提高采收率的原因與機理封堵高滲透層提高注水壓力啟動高含油飽和度的中、低滲透層提高波及系數(shù)采收率提高了2/3/202328勝坨油田勝二區(qū)沙二3層系的生產(chǎn)曲線注入堵劑12500方，增產(chǎn)11900噸原油2/3/202329勝坨油田勝二區(qū)沙二3層系的水驅(qū)特征曲線據(jù)曲線可計算調(diào)剖后水驅(qū)采收率可提高3.64%。2/3/202330濮城油田沙二上2+3層系的產(chǎn)液含水率與采出程度關系調(diào)剖堵水后產(chǎn)液含水率下降。2/3/202331第二節(jié)油水井防砂法出砂危害油井出砂：（1）采油層段堵塞；（2）管線和設備堵塞；（3）抽油泵磨損；（4）井壁坍塌，使套管受擠壓而變形；水井(主要在洗井或排液時發(fā)生):

引起水層堵塞。2/3/202332油水井防砂法化學橋接防砂法化學膠結(jié)防砂法人工井壁防砂法濾砂管防砂法繞絲篩管礫石充填防砂法2/3/202333二、化學橋接防砂法由橋接劑將松散的砂在它們接觸點處拼接起來。橋接方法：將橋接劑配成水溶液，注入出砂層段，關井，使橋接劑在砂粒間吸附達到平衡。橋接劑是指能將松散砂粒在接觸點處橋接起來的化學劑。2/3/2023342．有機陽離子型聚合物支鏈上有季銨鹽結(jié)構(gòu)的有機陽離子型聚合物常用的橋接劑：1.無機陽離子型聚合物：由鋁離子和鋯離子組成的多核羥橋絡離子2/3/202335

三、化學膠結(jié)防砂法用膠結(jié)劑將松散的砂在它們接觸點處膠結(jié)起來。膠結(jié)劑是指能將松散砂粒在接觸點處膠結(jié)起來的化學劑。2/3/2023361.膠結(jié)劑凍膠膠結(jié)劑：交聯(lián)劑+HPAM

樹脂膠結(jié)劑：樹脂+固化劑2/3/2023372/3/202338偶合劑:能使兩種材料或分子發(fā)生偶合作用的物質(zhì)。和兩種材料之間都有較好的親和力，由此可以改變兩種材料之間的界面性能，提高其界面粘合性。如:2/3/2023392/3/2023402.膠結(jié)劑防砂步驟（1）地層的預處理若要頂替出砂層中的原油，可用鹽水；若要除去砂粒表面的油，可用油溶劑處理。油溶劑包括液化石油氣，汽油、煤油。若要除去影響膠結(jié)劑固化的碳酸鹽，可用鹽酸。若要為砂準備一個為膠結(jié)劑潤濕的表面，可用醇或醇醚，如正己醇、乙二醇丁醚。2/3/202341（2）膠結(jié)劑的注入將膠結(jié)劑注到松散砂層，與砂接觸。為使膠結(jié)劑均勻注入，在注膠結(jié)劑前可先注一段塞轉(zhuǎn)向劑。如，異丙醇、柴油和乙基纖維素的混合物，減小高滲透層滲透率

2/3/202342（3）增孔液的注入增孔液是將多余膠結(jié)劑推至地層深處的液體。要求：增孔液不溶解膠結(jié)劑．不影響膠結(jié)劑固化。（4）膠結(jié)劑的固化若固化劑在膠結(jié)劑注入時已加入，這一步驟是關井侯凝；若固化劑注入時未加入，這一步驟是先注入固化劑再關井侯凝。2/3/202343對于已出砂砂層，可在砂層的虧空處做一個由固結(jié)的顆粒物質(zhì)所組成的有足夠滲透率的防砂屏障，即人工井壁?？捎孟铝蟹椒ㄐ纬扇斯ぞ冢喝?、人工井壁防砂法1．填砂膠結(jié)法2．樹脂涂敷砂法3．水泥砂漿法4．水泥熟料法2/3/202344