【正文】 第二節(jié) 深部調剖與區(qū)塊整體堵調工藝技術 第三節(jié) 配套工藝技術 第四節(jié) 施工工藝 第一節(jié) 注水井調剖工藝技術 目 錄 一、注水井調剖概述 二、注水井化學調剖作用原理 三、調剖劑 第一節(jié) 注水井調剖工藝技術 （ 一 ） 凍膠類調剖劑 （ 二 ） 凝膠類調剖劑 （ 三 ） 顆粒類調剖劑 （ 四 ） 沉淀類調剖劑 （ 五 ） 樹脂類調剖劑 （ 六 ） 泡沫類調剖劑 油 井 出 水 的 主 要 原 因 1．注入水指進和竄流 2． 底 水 錐 進 3． 邊 水 突 進 同 層 水 竄層（槽）水 一 、 注水井調剖概述 注水開發(fā)油田， 注入水 沿高滲透層（高吸水層） 竄流是 造成油井高含水與過早水淹的 主要原因 。油井堵水可增加產(chǎn)油量和降低含水，但有效期短、僅單井受益，油層非均質性嚴重時，成功率較低。為保持油田的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和 改善水驅開發(fā)效果 ，在開展好油井堵水的同時，還必須調整注水井的吸水剖面，即 開展注水井調剖 。 一 、 注水井調剖概述 注水井調剖技術： 對注水井采用機械或化學方法控制高吸水層的吸水量，相對提高低吸水能力油層的吸水量，達到滿足合理配注的要求，從而擴大注入水的波及體積，調整和改善吸水剖面，使注入水較均勻地推進，提高注水開發(fā)采收率。 一 、 注水井調剖概述 注水井化學調剖： 通過向注水井注入調剖劑，堵塞大孔道和高滲透層段，調整和改善注水地層的吸水剖面，提高注入水的波及系數(shù)。 注入調剖劑封堵高滲透層 注入水進入低滲透層 一、注水井調剖概述 一 、 注水井調剖概述 注水井調剖 單 井 小 劑 量 調 剖 區(qū) 塊 整 體 調 剖 大 劑 量 深 部 調 剖 調剖劑 單 一 調 剖 劑 小 劑 量 單 一 調 剖 劑 大 劑 量 多種調剖劑組合大劑量 一 、 注水井調剖概述 基本做法 壓降曲線對比 注水啟動壓力變化 吸水剖面變化 吸水指數(shù)變化 對應油井累計增油量與降水量 投入產(chǎn)出比 收集相關油藏 及 開 發(fā) 資 料 編 寫 制 定 施 工 方 案 現(xiàn)場實施 效 果 分 析 注水層位及注水動態(tài)數(shù)據(jù) 油藏構造圖、油藏剖面圖、井身結構圖、吸水剖面圖 注水曲線及對應油井采油曲線、注水指示曲線、壓降曲線、水驅特征曲線 化學調剖作用原理 分 流 調剖劑優(yōu)先進入流動阻力低的高滲透層段，并在預定時間內生成凍膠、凝膠或固體沉淀，對高滲透層段造成封堵，迫使注入水改變流動方向而進入中低滲透層段 改善流度 用溶膠、凍膠進行調剖時，注入水將沿聚合物的邊緣流動，聚合物與水接觸的部分逐漸溶解、溶脹，增加了水的粘度，從而改變了油水流度比，提高了面積掃油效率，擴大了調剖的影響半徑。 堵 塞 聚合物鏈上有許多反應基團與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應，形成網(wǎng)狀結構，把水包含在晶格結構中形成具有粘彈性的凍膠體，這種凍膠體在孔隙介質中形成物理堵塞，阻止水流通過或改變水流方向，而未被交聯(lián)的分子或分子上的極性基團，可卷縮在孔道中，起到阻止水流的作用。 一 、 注水井調剖概述 凍 膠類 凝膠類 顆粒類 樹脂類 沉淀類 泡沫類 二 、 調 剖 劑 調 剖 劑 凍 膠 類 木 素 凍 膠 聚丙烯酰胺凍膠 其 他 類 凍 膠 （一）凍膠類調剖劑 O Cr O O C=O － CHCH2 NH CH2 NH C=O － CHCH2 凍膠類調剖劑是以 水溶性 線性高分子材料（ PAM、 HPAM、 HPAN、 XC、CMC等）為主劑，以高價金屬離子（ Cr3+、 Al3+、 Ti4+等）或醛類為交聯(lián)劑，在地層條件下發(fā)生交聯(lián)反應，生成具有網(wǎng)狀結構的不溶于水的凍膠，堵塞地層孔隙，阻止注入水沿高滲透層流動。 Cr3+交聯(lián)： － CH2CH － CHCH2 醛類交聯(lián)： － CH2CH O=C C=O O=C （一）凍膠類調剖劑 （一）凍膠類調剖劑 0501001502002500 50 100 150 200 250 300時間( 分鐘)粘度(mPa.s)HPAM+有機鉻體系靜態(tài)成膠試驗結果 050100150200250300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000時間(分鐘)粘度()HPAM+有機鉻體系動態(tài)成膠試驗結果 動態(tài)成膠時間一般會比靜態(tài)成膠時間長 3~5倍。 （一）凍膠類調剖劑 交聯(lián)時間（h） 聚合物濃度 （ 103mg/L ） 聚合物濃度對交聯(lián)時間影響 1020304050601 202040600 3 6 9 12 15 18 21注入速度 （ 10mL/h） 注入速度對交聯(lián)時間影響 交聯(lián)時間（h） 隨著聚合物濃度升高和注入速度降低，交聯(lián)時間明顯變短 （一）凍膠類調剖劑 %% %%% %0%10%20%30%40%50%60% 填砂管位置封堵系數(shù)分布鉻體系封堵系數(shù)在填砂管中的分布 %%%%%%0%5%10%15%20%25%30% 30m填砂管位置封堵系數(shù)分布酚醛樹脂凍膠體系封堵系數(shù)在填砂管中的分布 （一）凍膠類調剖劑 距入口端 距入口端 3m取出砂樣 （一）凍膠類調剖劑 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100時間（m i n ）壓力（MPa）第一點壓力第二點壓力第三點壓力第四點壓力第五點壓力調剖劑即使被突破后，仍能夠較大幅度地降低高滲層的滲透率 木素凍膠 :主劑為 木質素磺酸鹽 （ 酸法造紙副產(chǎn)品 ， 木質素和芳香植物醇的總稱 ） 。 油田常用的為木質素磺酸鈣鹽和鈉鹽 （ 簡稱 木鈣 、 木鈉 ） 。 木鈣和木鈉中含甲氧基 、 羥基 、 雙鍵 、 醚鍵 、 羧基 、 芳香基和磺酸基等官能團 ， 化學結構十分復雜 。 木素凍膠調剖劑中 ， 木鈣 、 木鈉和 PAM為主劑 ， 起交聯(lián)作用的為 Cr3+。 木 素 凍 膠 木鈣或木鈉中的還原糖及其分子中的羥基和醛基在一定條件下將 Cr6+還原為 Cr3+，Cr3+在水中通過與水絡合、水解、羥橋作用產(chǎn)生多核羥橋絡離子： RCH2OH ＋ Na2Cr2O7 ＋ 8H＋ → RCHO ＋ 2Na＋ ＋ 2Cr3+ ＋ 7H2O RCHO ＋ Na2Cr2O7 ＋ 8H＋ → RCOOH ＋ 2Na＋ ＋ 2Cr3+ ＋ 4H2O Cr Cr Cr Cr H2O OH H2O OH H2O OH H2O H2O OH H2O OH H2O OH H2O H2O OH H2O OH H2O OH H2O Cr Cr Cr Cr 木鈣或木鈉 CH2 CH2 木鈣或木鈉 H2O OH H2O OH H2O OH H2O 木鈣之間或木鈉之間的交聯(lián)反應 PAM之間的交聯(lián)反應 PAM H2O C H2O OH H2O OH H2O Cr Cr Cr Cr H2O OH H2O OH H2O C H2O O NH2 PAM NH2 PAM與木鈣之間的交聯(lián)反應 H2O C H2O OH H2O OH H2O Cr Cr Cr Cr H2O OH H2O OH H2O OH H2O PAM O NH2 CH2 木鈣或木鈉 木 素 凍 膠 序號 名 稱 基本組成，％ 主要性能與適用條件 1 鉻木素凍膠調剖劑 木鈣： ～ Na2Cr2O7： 適用于 50℃ ～ 70℃ 的地層大劑量調剖 木鈉： ～ Na2Cr2O7： ～ 適用于 50℃ ～ 70℃ 的地層大劑量調剖 2 木質素磺酸鈣調剖劑 木鈣： ～ PAM： ～ CaCl2： ～ Na2Cr2O7： ～ 1． 木鈣中的還原糖 、 羥基和醛基在一定條件下還原 Cr6＋ 為 Cr3＋ 2． Cr3＋ 交聯(lián)木鈣 、 PAM， 木鈣交聯(lián)PAM， 形成結構復雜的凍膠 3． 適用于終向滲透率級差大 、 油層厚度大的注水井調剖 常用的木素凍膠調剖劑 序號 名 稱 基本組成，％（質量） 主要性能與適用條件 3 木質素磺酸鈉調剖劑 木鈉： ～ ； PAM： ； CaCl2 ： ～ ；Na2Cr2O7： ～ 。 1． 成膠前粘度低 （ s～ s） 、成膠時間可控 、 熱穩(wěn)定性好 、 可酸化解堵 。 2．適用于溫度低于 90℃ 的地層調剖。 木鈉： ～ ； PAM： ～ ； CaCl2： ～ ； Na2Cr2O7： ～ 。 1． 成膠前粘度低 （ s～ s） 、成膠時間可控 、 熱穩(wěn)定性好 、 可酸化解堵 。 2．成膠時間長，適用于大劑量處理高滲透地層。 木鈉： ～ ； PAM： ～ ； CaCl2： ～ ； Na2Cr2O7： ～ 。 1． 成膠前粘度低 （ 15mPas ～ s） 、成膠時間可控 、 熱穩(wěn)定性好 、 可堵可解 （ 酸解 ） 。 2．適用于溫度為 90℃ ～ 120℃ 的地層調剖。 常用的木素凍膠調剖劑 序號 名 稱 基本組成，％（質量） 主要性能與適用條件 1 鉻交聯(lián)部分水解聚丙烯酰胺凍膠 HPAM： ～ ； Na2Cr2O7： ～ ； Na2S2O3： ～ 。 1． Na2S2O3在一定條件下還原 Cr6＋ 成 Cr3＋ ， Cr3＋ 交聯(lián)帶有－ COO－ 基團的 HPAM生成凍膠 。 2． 堵劑溶液地面粘度低 、 成膠時間可控 、 凍膠粘度： 2 104mPas、 堵塞率： 95%。 3．適用于 50℃ ～ 80℃ 砂巖、碳酸鹽巖油藏堵水調剖 2 甲醛交聯(lián)部分水解聚丙烯酰胺凍膠 HPAM： ～ ； 甲醛 （ 37 ％ ） ：～ ； 苯酚： ～ ； Na2S2O3： 1． 甲醛 、 苯酚與 HPAM中的－ CONH2基團反應生成帶有環(huán)狀結構的聚合物－樹脂凍膠 。 凍膠中接入芳環(huán) ， 增加其熱穩(wěn)定性能 。 2． 堵劑地面粘度低 ， 成膠時間可控 ， 凍膠粘度：（ 15～ 20） 104mPas、 堵水率： 98%。 120℃ ～ 150℃ 砂巖和碳酸鹽巖油藏堵調 常用聚丙烯酰胺凍膠調剖劑 序號 名 稱