第四章油水井化學(xué)改造1-3

第四章油水井的化學(xué)改造2/3/20231（1）為什么進(jìn)行油水井改造？油水井在生產(chǎn)過(guò)程中存在各種問(wèn)題，影響油田的正常生產(chǎn)。（2）油水井存在哪些問(wèn)題？油井五大問(wèn)題：砂、蠟、水、稠、低；注水井；出砂、吸水剖面不均勻、水注不進(jìn)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(rùn)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(shí)，可調(diào)整注水層段的吸水剖面叫調(diào)剖。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2/3/20235

2、油井堵水2/3/20236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?！暗姿F進(jìn)”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(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2/3/20238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(shí)，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(lèi)可按不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)堵劑進(jìn)行分類(lèi)：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(shí)只需向地層注入一種工作液；后者是指調(diào)剖堵水時(shí)需向地層注入兩種工作液。2/3/202311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(yuǎn)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(wú)機(jī)堵劑）。2/3/202314若按配堵劑時(shí)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(duì)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(jìn)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(kāi)。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(kāi)。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(kāi)。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(kāi)。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(kāi)。2/3/2023181．HPAM（水基）（1）優(yōu)先進(jìn)入含水飽和度高的地層。（2）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；（3）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。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(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；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。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(duì)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(jìn)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(yáng)離子型表面活性劑，為什么？因?yàn)樗孜皆趲ж?fù)電的砂巖表面，引起乳狀液的破壞。

2/3/202324（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(kāi)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。2/3/202325非選擇性堵劑樹(shù)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(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(kāi)；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(jī)理封堵高滲透層提高注水壓力啟動(dòng)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(jì)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(guān)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(shè)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(shí)發(fā)生):

引起水層堵塞。2/3/202332油水井防砂法化學(xué)橋接防砂法化學(xué)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(xué)橋接防砂法由橋接劑將松散的砂在它們接觸點(diǎn)處拼接起來(lái)。橋接方法：將橋接劑配成水溶液，注入出砂層段，關(guān)井，使橋接劑在砂粒間吸附達(dá)到平衡。橋接劑是指能將松散砂粒在接觸點(diǎn)處橋接起來(lái)的化學(xué)劑。2/3/2023342．有機(jī)陽(yáng)離子型聚合物支鏈上有季銨鹽結(jié)構(gòu)的有機(jī)陽(yáng)離子型聚合物常用的橋接劑：1.無(wú)機(jī)陽(yáng)離子型聚合物：由鋁離子和鋯離子組成的多核羥橋絡(luò)離子2/3/202335

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

樹(shù)脂膠結(jié)劑：樹(shù)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(yù)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(zhǔn)備一個(gè)為膠結(jié)劑潤(rùn)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(shí)已加入，這一步驟是關(guān)井侯凝；若固化劑注入時(shí)未加入，這一步驟是先注入固化劑再關(guān)井侯凝。2/3/202343對(duì)于已出砂砂層，可在砂層的虧空處做一個(gè)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⑷斯ぞ诜郎胺?．填砂膠結(jié)法2．樹(shù)脂涂敷砂法3．水泥砂漿法4．水泥熟料法2/3/202344