找水堵水工藝

1、第十二章：找水堵水技術(shù)。隨著油田開(kāi)發(fā)的深入，油井出水現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。特別是在水驅(qū)油田開(kāi)發(fā)的中后期，油井出水更是不可避免。由于油層的非均質(zhì)性、開(kāi)發(fā)方案或生產(chǎn)措施不當(dāng)，水在水平和垂直方向上的推動(dòng)不均勻，導(dǎo)致油田過(guò)早水淹，消耗地層能量，大大降低了采收率。同時(shí)，由于來(lái)自地層的大量水沖刷地層，產(chǎn)生的地層砂坍塌，油井被關(guān)閉甚至報(bào)廢。此外，地層水嚴(yán)重腐蝕抽油桿、油管、套管和輸油管道等采油設(shè)備，增加了油水分離工作量和采油成本。因此，在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，從油井中發(fā)現(xiàn)水后，有必要利用各種找水措施盡快確定出水層位，并根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的堵水措施。第一口節(jié)油井出水原因及找水技術(shù)。油井出水根據(jù)來(lái)源可分為注入水、邊水、底水

2、、上層水、下層水和層間水。(1)油井水的來(lái)源；(1)由于油層的非均質(zhì)性和生產(chǎn)方法不當(dāng)，注入水和邊水沿高滲透層和區(qū)域推進(jìn)不均勻，縱向形成單層突進(jìn)，橫向形成舌狀推進(jìn)，使油井過(guò)早水淹。2.底水油田有底水時(shí)，油層中油井生產(chǎn)產(chǎn)生的壓差破壞了重力建立的油水平衡關(guān)系，使原來(lái)的油水界面在井底附近呈錐形上升，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“底水錐進(jìn)”現(xiàn)象。結(jié)果，在油井底部附近，水被淹沒(méi)，含水率增加，石油產(chǎn)量下降。雖然注入水、邊水和底水在儲(chǔ)層中的位置不同，但它們都與待生產(chǎn)的原油在同一層，可統(tǒng)稱(chēng)為“同層水”。“同層水”進(jìn)入油井是不可避免的，這將導(dǎo)致出水，但出水速度慢，需要的水量少。因此，必須采取控制和必要的封堵措施。3。上層水、下層

3、水和夾層水上層水、下層水和夾層水是油層外的水，通常是由于固井質(zhì)量差、套管損壞或水層意外注入造成的。在可能的情況下，應(yīng)采取措施堵塞水層。油井出水的原因是固井質(zhì)量差，不能有效分離油水層，造成層間竄流，導(dǎo)致水層或注水層中的水進(jìn)入井筒。射孔時(shí)，水層被誤射。由于地質(zhì)原因或操作方式不當(dāng)造成套管損壞，水層中的水進(jìn)入井筒。酸化、壓裂等增產(chǎn)措施不當(dāng)，破壞了儲(chǔ)層蓋層等封閉條件，使油水層相互連通，導(dǎo)致儲(chǔ)層產(chǎn)水。由于油層的非均質(zhì)性，在采油系統(tǒng)不合理、注水方式不當(dāng)?shù)那闆r下，油層的底水和注入水沿高滲透層或?qū)佣芜^(guò)早侵入油層。由于地殼運(yùn)動(dòng)等地質(zhì)原因，外部水侵入油層。找水是指油井通過(guò)各種方法出水后，確定水層和流量的工作。第二，

4、油井找水技術(shù)，在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油井找水是不可避免的。發(fā)現(xiàn)油井產(chǎn)水后，必須通過(guò)各種渠道確定產(chǎn)水層，然后才能采取必要的堵水措施。目前，確定產(chǎn)水層的方法有幾種。1.綜合對(duì)比數(shù)據(jù)判斷出水層位，通過(guò)認(rèn)真研究地質(zhì)條件(如生產(chǎn)層位、各層油水井連通性、各層滲透率和斷層、邊水、底水、層間水等)判斷出水層位。)和井筒質(zhì)量，并全面地層水一般具有高鹽度的特點(diǎn)，或者含有硫化氫和二氧化碳。不同深度地層水的鹽度和水類(lèi)型也不同。3。根據(jù)地球物理資料判斷產(chǎn)水層。目前，測(cè)井方法有三種：流體阻力測(cè)井、井溫測(cè)井和同位素測(cè)井。(1)流體阻力測(cè)井流體阻力測(cè)井是根據(jù)不同礦化度水的不同電導(dǎo)率(即不同電阻率)來(lái)測(cè)量油井中流體電阻率的變化曲線

5、，從而確定產(chǎn)水層的一種方法。測(cè)量步驟如下：首先從地層水中注入不同含鹽量的水，進(jìn)行循環(huán)洗井，循環(huán)更換井內(nèi)原始液體，然后測(cè)量井內(nèi)流體電阻率分布，得到控制電阻率曲線；然后將液面抽汲降低到一定深度，然后進(jìn)行測(cè)井。擦洗的量取決于外部水量。這樣交錯(cuò)進(jìn)行，抽一段，測(cè)量一次，根據(jù)電阻率的變化找到產(chǎn)水層，如圖所示。這種測(cè)量方法的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，但找水過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要多次抽汲、打撈和測(cè)井。這種方法不適用于高壓水層和高滲透水層。由于降壓過(guò)程中地層水在井筒中大量流出和擴(kuò)散，根據(jù)電阻率曲線突變位置確定的上下限與實(shí)際產(chǎn)水層位不一致。在因套管損壞而產(chǎn)水的井中，只能測(cè)量套管損壞的位置，但無(wú)法測(cè)量實(shí)際產(chǎn)水層。因此，這種方法的應(yīng)

6、用范圍非常有限。(2)井溫測(cè)井井溫測(cè)井是指利用地層水的高溫特性確定產(chǎn)水層的方法。先用均質(zhì)流體沖洗井筒，待井筒內(nèi)液柱溫度分布穩(wěn)定后，測(cè)量井筒內(nèi)的溫度分布曲線(靜態(tài)溫度曲線)，然后通過(guò)氣舉或其他措施降低液面，使地層水井入井，直至測(cè)量到溫差。液面下降后測(cè)井溫度曲線(流動(dòng)溫度曲線)的突變是外部水(地層水)進(jìn)入井內(nèi)的位置。如果套管裂縫與出水層不重合，流體將流出套管一定距離。由于套管外流體與井內(nèi)流體之間的熱交換，溫度曲線上有相對(duì)穩(wěn)定的高溫顯示，如圖12-2所示。由于水的比熱容大于油的比熱容，產(chǎn)水層經(jīng)常出現(xiàn)高溫異常。因此，產(chǎn)水層也可以通過(guò)直接測(cè)得的井溫曲線來(lái)判斷，但井溫度表必須有較高的靈敏度。(3)同位素測(cè)

7、井同位素測(cè)井是通過(guò)向井中注入同位素液體來(lái)找水，并通過(guò)提高產(chǎn)水層段的放射性來(lái)判斷產(chǎn)水層的一種方法。施工步驟如下：首先測(cè)量預(yù)測(cè)井的天然放射性曲線，然后向井內(nèi)注入一定量的同位素液體(一般為1.53m3)，用清水?dāng)D入地層，洗井后測(cè)量放射性曲線。對(duì)比前后測(cè)得的曲線，如果后測(cè)曲線的放射性強(qiáng)度在某處異常增加，說(shuō)明套管在此處吸收了放射性液體。根據(jù)這種異常情況，結(jié)合射孔數(shù)據(jù)，可以確定套管斷裂位置和與套管斷裂位置相連的可滲透地層。圖12-3為同位素測(cè)井測(cè)量的套管破裂和管外竄流示意圖。上述方法在追蹤套管裂縫和管外竄流方面效果較好，但在確定油水層方面受到限制，因此往往需要采用相滲透率法和二次活鈉法。相滲透率法是基于油

8、、水層對(duì)油、水的不同滲透準(zhǔn)備程度。在施工過(guò)程中，含同位素的油和水被擠壓到地層中兩次，擠壓后測(cè)量放射性曲線一次首先，用中子源照射被測(cè)地層，使地層中的鈉離子變成活化的鈉離子，鈉離子衰變后會(huì)發(fā)出伽馬射線。放射性?xún)x器是用來(lái)測(cè)量伽馬射線的強(qiáng)度來(lái)判斷鈉的含量，進(jìn)而判斷油層和水層。除上述方法外，硼中子測(cè)井技術(shù)還經(jīng)常用于測(cè)井施工。該技術(shù)可以計(jì)算剩余油飽和度，尋找出水層位，判斷水驅(qū)水平。硼中子測(cè)井技術(shù)主要是通過(guò)測(cè)量地層中熱中子的衰變時(shí)間來(lái)計(jì)算熱中子的宏觀俘獲截面，進(jìn)而計(jì)算地層水飽和度。主要施工過(guò)程如下：(1)測(cè)量原始地層水狀態(tài)下的原始俘獲截面曲線；2)向井中注入一定濃度的硼酸溶液(硼酸溶液必須攪拌均勻)；3)關(guān)

9、井1小時(shí)后，測(cè)量對(duì)比俘獲的剖面曲線，并比較兩條曲線，計(jì)算地層水飽和度。硼-1中子測(cè)井選井要有針對(duì)性，把握好所有施工程序，確保方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，有效提高測(cè)井一次成功率和數(shù)據(jù)解釋符合率。4.機(jī)械找水法(1)壓木塞法對(duì)于因油井套管有一定損壞而產(chǎn)生水的井，可以將外徑合適的木塞放入套管內(nèi)，然后將液體壓入套管內(nèi)，迫使木塞下降，最后木塞停留的地方就是套管損壞的地方。(2)封隔器用于尋找水封和分水，即通過(guò)封隔器將各層隔離，然后分層找產(chǎn)，找出產(chǎn)水層。該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，出水層位可以準(zhǔn)確確定。缺點(diǎn)是施工周期長(zhǎng)，無(wú)法確定夾層中油水薄層的位置。此外，在竄槽井中，只有在封槽后才能進(jìn)行探水。(3)用找水器找水這

10、是一種在油井正常生產(chǎn)的情況下，通過(guò)將儀器下入井中來(lái)確定油井的產(chǎn)水層和流量來(lái)找水的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確確定含水層的產(chǎn)水層位和持水率。缺點(diǎn)是對(duì)油井測(cè)試條件要求高，有時(shí)需要一些輔助過(guò)程來(lái)保證探水的準(zhǔn)確性。第二節(jié)機(jī)械堵水技術(shù)是利用封隔器密封套管空間，解決層間矛盾，封堵高含水層。該方法施工工藝簡(jiǎn)單，便于施工和操作。成本低，不需要消耗堵水劑或沉淀劑。如果使用井口裝置進(jìn)行壓井作業(yè)，將減少對(duì)油層的污染，堵水成功率高，堵水效果好。其缺點(diǎn)是對(duì)堵水條件要求較高，其使用有一定的局限性。封隔器堵水的前提條件是：1)適用于單個(gè)產(chǎn)水層或含水高、無(wú)采油價(jià)值的產(chǎn)水層；2)出水層上部或下部有穩(wěn)定夾層，夾層厚度大于5m；

11、3)堵水管柱和井下工具質(zhì)量合格，工作狀況良好；4)油層套管無(wú)損壞，井身結(jié)構(gòu)良好；5)出水層巖性堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)完整，無(wú)嚴(yán)重出砂；6)封隔器層段儲(chǔ)層套管無(wú)變形或損壞。封隔器堵水主要有四種方式：封上取下、封上取下、封兩端取中間。實(shí)際工作中采用哪種堵水方法主要取決于油井產(chǎn)水層和油層的數(shù)量及其相互位置。封隔器的水管柱和工具封隔器的水管柱必須依靠一套可靠的配套工具和井下管柱。以下類(lèi)型在該領(lǐng)域中常用：1 .整體式阻水管柱這種阻水管柱適用于建筑物的阻水，3。將可鉆式封隔器插入水管柱該水管柱主要由可鉆式封隔器和插入式密封系統(tǒng)組成，封隔器可單級(jí)或多級(jí)使用。中心管未堵塞，下端有一個(gè)閥門(mén)，供單級(jí)使用。坐在油層上部可以封閉

12、油層，用于壓井作業(yè)。通過(guò)插入管柱可以封堵任意一個(gè)或幾個(gè)射孔段，達(dá)到堵水的目的。它也可以代替水泥塞來(lái)堵塞較低的高含水層。4.平衡水管柱由Y341封隔器、釋放接頭和生產(chǎn)分配器組成。該管柱主要是通過(guò)封隔器之間的壓力平衡，使水管柱穩(wěn)定靜止，不發(fā)生錨定，提高了堵水成功率。啟封時(shí)，只需下放工具，接住卡住的水管柱，然后將其提起。5。抽油機(jī)井滑套堵漏測(cè)量結(jié)合堵水管柱該套管柱根據(jù)地質(zhì)方案將油層分成若干層，用封隔器進(jìn)行分層?；组_(kāi)關(guān)安裝在相應(yīng)間隔的管柱上，所有滑套開(kāi)關(guān)在下放時(shí)關(guān)閉，可與管柱下部的連接器配合使用，實(shí)現(xiàn)無(wú)壓井作業(yè)?？ㄗ〉乃苤卧谌斯ぞ住．?dāng)施加液壓時(shí)，先坐封封隔器，將沖擊桿穿過(guò)油管，實(shí)現(xiàn)解管柱。Y

13、341-114封隔器有自己的平衡機(jī)構(gòu)，可與具有泄壓功能的KQS-90液壓連接器配合使用，實(shí)現(xiàn)失去的手卡水管柱的平衡?；组_(kāi)關(guān)是發(fā)現(xiàn)水和堵塞水管串的關(guān)鍵工具?；组_(kāi)關(guān)的開(kāi)合動(dòng)作可以通過(guò)滑套開(kāi)關(guān)的彈簧爪定位體與電開(kāi)關(guān)的彈簧爪配合來(lái)完成，從而實(shí)現(xiàn)滑套到相應(yīng)間隔的生產(chǎn)或插接，如圖12-8所示。套管柱適用于抽油井分層找水和堵水，也適用于套管內(nèi)徑不小于124毫米、泵外徑不大于90毫米的抽油井。只有滿足這些條件，電開(kāi)關(guān)測(cè)試儀才能順利通過(guò)套管環(huán)空。電開(kāi)關(guān)測(cè)試儀可下降一次，完成井下任意水平滑套開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，并配合地面儀器完成相應(yīng)區(qū)間產(chǎn)液量和含水量的測(cè)量。根據(jù)封堵后的生產(chǎn)情況，在油井正常生產(chǎn)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)任

14、意卡水段的重復(fù)調(diào)整。6.抽油機(jī)井水力一次可調(diào)多層水管串在該套水管串下井前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件或找水資料制定兩套堵水方案。然后，根據(jù)第一套堵水方案，形成堵水管柱，在下入過(guò)程中，將油管內(nèi)外密封，實(shí)現(xiàn)壓井作業(yè)。在管柱下降到預(yù)定位置后，對(duì)油管加壓，并設(shè)置封隔器。同時(shí)，上下泄壓套管柱塞下降，但管柱仍可密封，堵水柱塞上升，內(nèi)進(jìn)液孔打開(kāi)。由于承壓接頭有四個(gè)單流道，管柱仍處于密封狀態(tài)，不會(huì)影響坐封效果。封隔器坐封完成后，油管壓力下降，泄壓裝置滑套在彈簧力的作用下向下滑動(dòng)，第一級(jí)泄壓裝置工作，油管與外界連通，第二級(jí)泄壓裝置與外界單向連通，處于打開(kāi)狀態(tài)，堵水裝置開(kāi)始工作。放入43毫米(或48毫米)的鋼球，然后擠壓它們

15、并扔掉，然后泵出它們進(jìn)行生產(chǎn)。投產(chǎn)后，如果發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案有誤，可以通過(guò)地面按壓完成圖層調(diào)整，第二個(gè)方案實(shí)施。步驟為：停泵關(guān)閉生產(chǎn)閘門(mén)，從套管中壓出(一般第一級(jí)上、下承壓球座壓差為810兆帕，可實(shí)現(xiàn)層調(diào)整)。作用在堵水閥上的壓力迫使堵水閥中的層調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)為g電纜橋塞由電纜運(yùn)輸，機(jī)械橋塞由油管或鉆桿運(yùn)輸。由于機(jī)械橋塞施工周期長(zhǎng)，工作量相對(duì)較大，施工中容易出現(xiàn)問(wèn)題，電纜橋塞在現(xiàn)場(chǎng)施工中普遍使用。1)漏失層段以上難以實(shí)施水泥塞作業(yè)，主要原因是未能建立循環(huán)。對(duì)于這類(lèi)油氣井，在井漏層段上方使用橋塞后，井漏層可以順利封堵。橋塞施工主要是解決水泥塞注入過(guò)程中難以解決的問(wèn)題。2)部分油水井出水層壓力很高，井口發(fā)生涌水，難以實(shí)施水泥塞注入作業(yè)，但電纜橋塞的應(yīng)用不受此限制。3)對(duì)于油層致密的油氣井，層間間隙很小，通常只能用幾米的距離注入水泥塞，注入的水泥塞強(qiáng)度不足以承受較大的壓差；另外，水泥塞深度的準(zhǔn)確性很難掌握。使用電纜橋塞進(jìn)行封堵時(shí)，由于電纜橋塞的壓差可達(dá)70MPa，且電纜橋塞是通過(guò)測(cè)井儀器深度校準(zhǔn)精確設(shè)定的，誤差一般小于0.5m，因此完全可以滿足封隔精度和承受較