油井堵水設(shè)計方法

油井堵水設(shè)計方法油井堵水設(shè)計方法堵水工作是一項(xiàng)簡單上的系統(tǒng)工程，涉及到采油、油藏，化學(xué)等多學(xué)科體系，總的來說，堵水成功與否主要取決與3個方面：〔1〕能否正確識別產(chǎn)水機(jī)理，〔2〕處理設(shè)計是否合理?！?〕能否將堵劑進(jìn)展有效放置。任何一方面不合理都有可能導(dǎo)致整個堵水工作的有效率下降，為提高油井堵水作業(yè)的成功率，對堵水設(shè)計的一般步驟進(jìn)展了總結(jié)和分析。一、初選候選井影響堵水井選擇的因素較多，如油井的產(chǎn)液力量、含水狀況、產(chǎn)層厚度、地層滲透率、巖性等。鑒于目前堵水技術(shù)的牢靠性〔國內(nèi)外堵水措施的成功率平均為50%左右〕。一般要求堵水候選井的含水率應(yīng)高于80%〔水層出水除外〕，同時，要求候選井及其油藏數(shù)據(jù)資料盡可能具體。二、區(qū)分出水機(jī)理1、推斷出水機(jī)理需考慮的因素，油井產(chǎn)水機(jī)理較多，如水錐，高滲透層、注水井和油井間裂縫連通、自然裂縫等。這些均可能造成油井過量產(chǎn)水，為正確推斷產(chǎn)水機(jī)理，必需全面了解井的資料及其油藏特征。以下因素有助于確定產(chǎn)水機(jī)理?！?〕油藏的驅(qū)替機(jī)理。〔2〕日產(chǎn)量〔油藏和油井〕。〔3〕束縛水和剩余油飽和度?！?〕孔隙度?！?〕油層有效厚度?！?〕滲透率非均質(zhì)性和各向異性?！?〕垂直和水平滲透率?！?〕油水相對滲透率和流度比?！?〕不滲透隔層的位置和連續(xù)性。〔10〕油藏傾角?！?1〕原始油水界面?！?2〕完井局部占產(chǎn)層的百分比。〔13〕完井方法〔射孔、裸眼、礫石充填等〕。射孔段相對油水界面的位置。〔15〕固井質(zhì)量?！?6〕出水前的生產(chǎn)時間?！?7〕油、氣、水開采歷史?！?8〕找水結(jié)果。〔19〕完井后何時開頭產(chǎn)水。〔20〕突破后產(chǎn)水量上升速度。2、出水機(jī)理的推斷過程在出水機(jī)理生疏問題方面，必需答復(fù)如下幾個問題。油井的過量產(chǎn)水水源是邊水、低水、注入水，還是外來水。污染還是大孔道造成油井高含水，假設(shè)是由污染問題造成過量產(chǎn)水，則可承受酸化等解堵措施，假設(shè)是大孔道造成的問題，則承受堵水方法。出水層位是否清楚，出水層位的生疏程度對措施的選擇具有較大的影響，牢靠的找水資料有利于措施的合理選擇。屬于油藏問題還是近井地帶問題，近井地帶問題包括管外竄，井底四周微裂縫及隔層竄漏等，油藏問題包括底水錐進(jìn)，油水井間裂縫連通和高滲透賊層等。管外竄可發(fā)生在油井開采的各個時期，但剛剛完井或剛實(shí)行增產(chǎn)措施后以外出水，發(fā)生管外竄的可能性更大，溫度，噪音及水泥膠結(jié)測井可用于區(qū)分管外竄。套管漏失通常會造成產(chǎn)水意外增加，溫度測井比照和水質(zhì)分析比照法可用查找漏失點(diǎn)。高滲透層會造成油藏內(nèi)各局部驅(qū)油速度的不全都和水的過早突破，從而造成掃油效率較低的低滲層能量損失。假設(shè)油藏為自然水驅(qū)則可用壓差密度計和過套管中子測井技術(shù)試底水錐進(jìn)，假設(shè)為注水井注入水造成水浸，則可承受示蹤劑技術(shù)。油井何時過量產(chǎn)水也可幫助推斷出水機(jī)理。早期出水可能是射孔段過于接近水層造成的，也可能是增產(chǎn)處理作用于水層或使生產(chǎn)井和注水井直接連通造成的，油井較晚階段出水則是由水驅(qū)或自然水驅(qū)形成水驅(qū)孔道，底水錐進(jìn)，套管漏失，油氣藏衰竭其中的一種或多種條件打算的。3、堵水難易程度排序sergbl等人將凝膠處理生產(chǎn)井過量出水的難易程度進(jìn)展了排序，由易到難依次增加的挨次是〔1〕油管/套管/封隔器漏失?！?〕管外竄?！?〕具有不滲透隔層的層狀油藏。〔4〕注水井和生產(chǎn)井之間的裂縫連通。〔5〕二維水錐問題〔存在裂縫〕。〔6〕自然裂縫油藏裂縫?！?〕三維水錐或水脊〔水平井〕?！?〕沒有不滲透隔層的層間竄流問題。在上述的8項(xiàng)中，〔1〕和〔2〕屬完井造成的問題，一般承受常規(guī)修井技術(shù)進(jìn)展處理，在此方面，凝膠與水橋塞或水泥封堵相比，可進(jìn)入地層深處幾米處，因而可產(chǎn)生更深的封堵?！?〕—〔8〕屬油藏因素造成的問題，其中具有不滲透隔層的層狀油藏是堵水選擇的最正確對象。三、方案優(yōu)勢封堵技術(shù)可分機(jī)械封堵和化學(xué)封堵兩種，機(jī)械封堵一般承受封隔器或滑套，既可在完井時將其下入井內(nèi)，也可在產(chǎn)水后需要封堵時將其下入井中，化學(xué)封堵一般承受強(qiáng)度較大的凍膠或水泥漿對井筒或地層進(jìn)展封堵，當(dāng)承受某種堵水技術(shù)進(jìn)展處理時，首先必需權(quán)衡技術(shù)的可行性及其經(jīng)濟(jì)效益，一般應(yīng)以投入產(chǎn)出比的大小來優(yōu)選方案，而不是僅僅考慮投資問題?；瘜W(xué)封堵方案篩選時，必需考慮的問題是：處理時面對的油藏和地面條件；堵水處理劑類型的選擇；處理的預(yù)期效果。方案優(yōu)選包括以下步驟。1、據(jù)油藏地層流體特征及地面條件推斷堵水技術(shù)的可行性，包括能否得到滿足地層溫度，地層水礦化度和地面環(huán)境要求的堵劑，該堵劑強(qiáng)度能否滿足生產(chǎn)壓差的需要。2、堵劑類型選擇，按處理劑的封堵性能特點(diǎn)不同，可將其分為封堵劑和相對滲透率劑兩種。3、堵劑，封堵劑一般用于出水層位與油層間具有良好隔層的油井，管外竄井和套管漏失井的封堵，所用的封堵劑一般為水泥，樹脂和強(qiáng)凝膠等。假設(shè)承受封堵劑對油井進(jìn)展選擇性堵水必需承受選擇性注入工藝〔包括下封隔器單注出水層，雙管注入和暫堵保護(hù)等工藝〕。由于流體在基巖中的流淌通道一般是孔喉和孔隙間的連通，因而。地層封堵劑不必堵塞全部孔隙空間和孔喉，只要完全堵塞井筒和油層之間的流淌通道即可到達(dá)目的，一般以堵得住，堵的淺為原則，地層封堵有效期的長短取決于封堵劑在地層條件下的熱穩(wěn)定性的好壞，井筒封堵劑效果的好壞取決于封堵劑自身的強(qiáng)度和堵劑與油管之間的膠結(jié)程度。4、相對滲透率改善劑，相對滲透率改善劑一般使用于油水層無法明顯分開，出水層位不清楚及同層水的封堵，其封堵特征是對水相滲透率的，其選擇性堵水作用主要通過堵劑水相相對滲透率的降低程度大于對油相相對滲透率的降低程度來實(shí)現(xiàn)，同時應(yīng)鋪以選擇性注入工藝，以提高選擇性堵水效果，常用的相對滲透率改善劑有聚丙烯酰胺，兩性離子聚合物，弱凝膠等，相對滲透率改善劑的堵水有效期，不但取決于堵劑在油藏條件下的熱穩(wěn)定性，而且也與油藏中流體分布特征，油藏特征及開采動態(tài)有關(guān)，一般可承受數(shù)值模擬方法推測其有效期的長短。5、處理效果推測，一般來說，符合某井油藏和井身?xiàng)l件的處理技術(shù)可能有幾種，為取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，不但應(yīng)考慮最正確的投入產(chǎn)出比，而且必需重視施工工藝的可行性及成功率，應(yīng)在盡可能提高工藝成功率根底上追求最大經(jīng)濟(jì)效益或投入產(chǎn)出比，工藝成功率的大小主要指所用工藝技術(shù)能否將堵劑注入到預(yù)期的位置，這里必需考慮井下設(shè)備的牢靠性，對地層生疏程度的牢靠性及注入設(shè)備的牢靠性等方面，工藝的成敗直接打算堵水效果的好壞。在工藝成功根底上，應(yīng)考慮堵劑用量，堵劑強(qiáng)度和堵劑的封堵性能等參數(shù)讀堵水效果的影響，一般承受數(shù)值模擬技術(shù)優(yōu)化堵劑用量及堵劑性能，并依據(jù)現(xiàn)場條件和工藝要求選擇出合理的堵劑用量和堵劑性能參數(shù)。四、工藝設(shè)計當(dāng)確定承受某種方案進(jìn)展處理后，設(shè)計者應(yīng)重分析井身構(gòu)造，現(xiàn)場可得到的工具〔封隔器、連續(xù)油管、注入設(shè)備〕以設(shè)計最正確注入工藝，工藝設(shè)計包括注入方法，陪液設(shè)備，注入設(shè)備，井下設(shè)備及注入排量等方面的設(shè)計。1、注入方法這是首先需考慮的問題，目前現(xiàn)場常用的注入方法有籠統(tǒng)注入法，承受機(jī)械封隔方法進(jìn)展單層注入法和雙管注入法，近年來，為削減堵劑對非目的層的侵入，作者曾提出了承受形成外表堵塞法削減堵劑對非目發(fā)層侵入的技術(shù)，ziiha等人提出了承受聚合物橋聯(lián)吸附作用實(shí)現(xiàn)堵劑選擇性進(jìn)入方法。這些技術(shù)的應(yīng)用有助于提高籠統(tǒng)注入條件下的堵水成功率。2、施工設(shè)備工藝設(shè)計中需要考慮的其次個問題是承受什么樣的井下工具〔包括封隔器〕。承受何種管柱〔工作管柱、生產(chǎn)管柱還是連續(xù)油管〕以及應(yīng)用何種注入設(shè)備和配液設(shè)備等，設(shè)計時要充分考慮到現(xiàn)場的實(shí)際狀況。4、排量設(shè)計在此問題生疏上，國內(nèi)外有肯定差距，國內(nèi)很多學(xué)者認(rèn)為，應(yīng)在條件允許范圍內(nèi)，盡量選擇低壓低排量的注入模式，以到達(dá)堵劑選擇性進(jìn)入高滲透層的目的，而國外通常承受的設(shè)計原則是在壓力允許范圍內(nèi)，選擇最大注入速度進(jìn)展注入，壓力范圍限制主要取決于油套管尺寸及耐壓強(qiáng)度，地層裂開壓力梯度，處理體系的剪切敏感性，其中裂開壓力的計算應(yīng)考慮堵劑注入過程中地層的冷卻作用，由于溫度的降低會相應(yīng)造成地應(yīng)力的下降，從而相應(yīng)地降低地層裂開壓力，假設(shè)注入壓力過高，可能造成施工過程中消滅冷裂縫。5、堵劑配方設(shè)計依據(jù)優(yōu)化設(shè)計提出的堵劑性能指標(biāo)要求〔突破壓力，油相剩余阻力系數(shù)和水相剩余阻力系數(shù)〕及工藝設(shè)計要求，在充分考慮井底溫度，地層水礦化度，酸堿度和注入時間要求條件下篩選考察堵劑配方。在配方選擇方面肯定要留意的一個問題是堵劑的注入對井底溫度的變化造成的影響，目前，溫度場對地層的作用，尤其是對高溫地層的作用至今還沒有引起我國堵水工作人員的留意，但近兩年國外在此方面進(jìn)展了一些爭論，結(jié)果說明堵劑的快速注入及大量注入將導(dǎo)致井底溫度的顯著降低，假設(shè)使井底溫度恢復(fù)到油藏溫度一般需要幾天甚至幾個月的時間，假設(shè)需進(jìn)展大劑量堵水作業(yè)，則要進(jìn)展溫度場模擬計算，以確保堵劑在設(shè)計時間內(nèi)的充分交聯(lián)，溫度常計算有助于調(diào)整堵劑配方或泵入速度，如北海油田1口油井含水達(dá)70%，測井曲線結(jié)果說明，下部射孔層段只產(chǎn)水，上層同時產(chǎn)水和油，兩層中間有1.3m的隔層，設(shè)計承受雙管注入方式，通過擾性油管向下部產(chǎn)水層注入堵劑，同時，通過生產(chǎn)油管向上部射孔層注入2%kcl鹽水保護(hù)油管及隔層不受損害，該油藏溫度為92℃，最初考慮承受高溫引發(fā)劑〔80℃以上起作用〕，然而通過運(yùn)行溫度模擬器覺察，堵劑注入后，至少需要一個月時間才能使井底溫度恢復(fù)到80℃，假設(shè)承受高溫引發(fā)劑至少需要關(guān)井一個月，明顯，關(guān)井時間過長在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，依據(jù)溫度場模擬結(jié)果，設(shè)計者承受了低溫引發(fā)交聯(lián)體系交聯(lián)〔60℃以下交聯(lián)體系〕，50d便收回了措施本錢。五、結(jié)論和建議1、堵水是一項(xiàng)簡單的系統(tǒng)工程，需要油藏，承受，