【正文】 100% 分配層段注水量 正常時 ， 一般只測得全井的注水量 ， 有方法不講了 。 （ 3） 地層的粘土礦物水化膨脹 ， 注入水引起膨脹 。 措施 （ 1） 加強水質(zhì)的分析 a、 雜質(zhì)； b、 化學測定分析 （ 配伍性 ） ； c、 細菌； d、 粘土膨脹試驗后加入防膨劑 。 最后是酸化 、 壓裂解堵 。 一 、 分層吸水能力的測試方法 主要有兩類： 一類 是測定注水井的吸水剖面 ， 用各層的相對吸水量表示分層吸水能力的大小 。 另一類 是在注水過程中直接進行分層測試 ， 并整理分層指示曲線 ， 求出分層的吸水指數(shù)進行分析 。 它可以通過 放射同位素載體法 、 點測流量計法 、 井溫測井法和連續(xù)流量計法來 測定 ， 圖 1112給出了測得的吸水剖面 。 方法有兩種 ， 即： (1)投球測試方法 ， 使用投產(chǎn)測試管柱圖 113 1） 測全氣指示曲線改變壓力 ， 測流量 ， 45個壓力 2） 測分層指示曲線 。 3） 資料整理：求流量與壓力 流量 Ⅲ 層 =流量 全井 流量 第一投 流量 Ⅱ 層 =流量 第一投 流量 第二投 流量 Ⅰ 層 =流量 第二投 P有效 =P實測 P管損 P嘴損 P凡爾 繪曲線圖 （ 2）用井下浮子流量計進行分層流量測試 在使用偏心配水器分層注水的注水井，其用井下流量計和測試密封優(yōu)相配合進行的。 單分層注水用的較多，井下只下一根管柱，利用封隔器將整個注水井段封隔成幾個互不相通的層段，每個層段都裝有配水器。單管分層注水管柱，按配水器結(jié)構(gòu)可分為如下三種： 固定式配水管柱 ：由固定式配水器 、 水力壓差式封隔器 、測試定位接箍和底部循環(huán)凡爾等油管 、 套管組成 ， 結(jié)構(gòu)簡單 ，配注層位可任意多級 。 偏心配水管柱 ， 與活動式相比 ， 只用偏心配水器代替了橋式配水器 。 注水井分層配水的原則與方法 實際注水過程是復雜的 ， 由于地層性質(zhì)的不同和實際注入量與配注量之差異 ， 使各層段注水情況產(chǎn)生不同的變化 。 油層在注水井中為低滲透層 ， 水推進慢 ， 定為加強層 ，需要提高注水強度 。 三 、 注水井調(diào)剖 對非均質(zhì)地層 ， 吸水剖面很不均勻的井 ， 不能分層注水時 ， 為了提高注入水的波及系數(shù) ， 改善水驅(qū)油效果 ， 必須對注水井的剖面進行調(diào)整 。 水井調(diào)剖封堵高 K層的方法 （ 1）單液法： 注入一種液體，靠自身反應，生成的物質(zhì)可封堵高 K層，降高 K層的 K，實現(xiàn)堵水作用。由于高 K層吸入的多，故封堵主要在高 K層發(fā)生，達到調(diào)剖的目的。 方法與調(diào)剖劑發(fā)展很快，還有固體顆粒堵劑等。 注水井調(diào)剖施工設計 主要包括：井的有關資料 。 效果判斷： ① 處理層吸水指數(shù)較之前下降 50%以上； ② 剖面明顯改善 ， 低吸水層增加吸水量 10%以上 。 第四節(jié) 油水井措施 一、水力壓裂技術 水力壓裂的基本原理 它是利用地面高壓泵組 （ 壓裂車組 ） ， 將高粘液體以大大超過油層吸收能力的排量注入井中 ， 隨即在井底附近蹩起高壓 ， 此壓力超過井壁附近的 地應力 及 巖石的抗張強度 時 ， 在井底附近地層將形成裂縫 。 這樣泵停止后 ， 即可在油層中形成足夠長度和一定寬及高度的 填砂裂縫 ， 具有很高的導流能力 ， 大大降低了油氣流入井內(nèi)或注入水進入地層的阻力 ， 從而達到增產(chǎn) 、 增注目的 。 由于有垂直裂縫的存在 ， 油氣向井底的滲流由原來的徑向流改變?yōu)橄葟挠蛯踊旧鲜菃蜗蛄魅肓芽p ， 再由裂縫單向流入井筒的線性流 ， 消除了徑向節(jié)流損失 ， 降低了能耗 ， 因而油氣井產(chǎn)量或注水井的注入量會大幅提高 。 （ 1） 裂縫形成的條件 條件： 根據(jù)破裂理論 ， 要在地層中產(chǎn)生裂縫 ， 外加壓力必須能克服巖石所承受的應力和巖石本身的強度 。 拿出某單元體 ， 其上所受的應力有：垂直向主應力 σ Z和水平主應力 σ H（ σ H又分為兩個互相垂直的應力 σ x 、 σ y ） ， 如圖： 單元體上的垂向主應力 σ Z來自上 覆巖層的重量 ， 而 σ Z= rH H為地層深度 ， 米 γ r— 上覆巖層的平均密度 ， 噸 /米 3， 一般取 這時 ， σ Z=（ ） 實際上 ， σ Z=()H（ ） 由于地層有一定的孔隙壓力 （ 地層 壓力 ） ， 所以上覆巖層的壓力被孔隙介質(zhì)中的流體壓力 PS所支持 ， 故有效垂向應力 σ Z=（ MPa） 。 — 側(cè)壓系數(shù) 。 實際油層 ， 由于構(gòu)造的影響 ， 巖石的水平應力與垂向應力之間的關系要比上式描述的復雜的多 ， 巖石力學專門研究這些關系 。 如果 σ Zσ x=σ y裂縫面垂直于 Z軸 ， 形成水平裂縫 （ 裂縫面與井軸垂直 ） 。 縫長是裂縫從井筒向外延伸的長度 。 縫高是指裂縫在井筒 （ 軸 ） 方向擴張的高 度 （ 垂直裂縫 ） 。 預測是很 困難的 。 對于垂直裂縫： 周向張應力 ≥ 地層水平方向壓力 +巖石在水平方向上的抗張強度 。 如果繼續(xù)注入 ， 裂縫交向前延伸 、 擴大 。 因此 ， 保證裂縫繼續(xù)延伸的條件是： 壓裂液的注入量 =壓裂液濾失量 +延伸裂縫體積的壓裂液量 Q注 =Q濾 +Q縫 隨著裂縫面積的增加 ， 濾失量不斷增加 ， 當漏失量等于注入量時 ，裂縫便停止延伸 。 而影響濾失量大小的主要因素是壓裂液的粘度和造壁性能 。 壓裂液 壓裂液：是油層水力壓裂時所用液體的總稱 ， 按過程中不同階段的任務不同分為前置液 、 攜砂液及頂替液 。 還可以起一定隔溫作用 。 （ 2） 攜砂液作用： 用來從地面將支撐劑 （ 一般是砂子 ） 帶入裂縫 ， 并攜到裂縫中的預定位置 ， 還有延伸裂縫的作用 。 中間頂替液用來將攜砂液送到預定的位置 。 （ 一 ） 對壓裂液性能的要求 （ 1） 濾失量少 ， 有利于造長縫 、 寬縫 ， 加降濾失劑； （ 2） 攜砂能力強 ， 主要取決于粘度或有足夠的粘度 ， 用凍膠較多； （ 3） 摩阻低 ， 即流動阻力小 ， 使地面馬力更多地用來造縫 ， 即有效的造縫馬力大 ， 加減阻劑來實現(xiàn) 。 （ 5） 配伍性好 ， 不與巖石以及地層液發(fā)生物理 、 化學反應 。 （ 7） 貨源廣 ， 便于配制 ， 價錢便宜 。 已經(jīng)形成了水基 、 油基 、 乳狀 、 泡沫 、 酸基和醇基共六大類 ， 以水基和油基為多 。 （ 1） 稠化水壓裂液 ， 是一種線型高分子聚合物的水溶液 。 如：聚丙烯酰胺 （ PAM） ， 部分水解聚丙烯酰胺 （ PHP） ，羥乙基纖維素 （ HEC） 等 ， 濃度 %。 (3)水凍膠壓裂液 是將線型高分子聚合物水溶液經(jīng)適當交聯(lián)而成的粘度極高的凍膠 。 為了易于排出 ， 一般交聯(lián)劑與破交劑一起加到壓裂液中 ， 使之在地層中經(jīng)過一定時間破膠排出 ， 因而不傷害地層 。 (4)水包油壓裂液 以水作為分散介質(zhì)的水包油乳狀液 。 二 ） 油基壓裂液 ， 以油作為分散介質(zhì) 。 攜砂能力好 ， 摩阻低 ， 不傷害油層 。 ③ 凝膠原油 ， 原油加少量的脂肪酸皂配成 。 發(fā)展方向： 酸基壓裂液或油包酸液壓裂液 ， 壓裂酸化一體化操作 ， 效果會更好 ，還有醇基液 。 支撐劑 支撐裂縫不讓其閉合的物質(zhì)叫支撐劑 。 （ 2） 支撐劑的類型 ① 脆性支撐劑： 如石英砂 、 空心玻璃珠等 ， 適應堅硬地層 ， 特點是硬度大 ， 變形很小 （ 普通使用石英砂 ， 易形成層積排列 ，可保證裂縫的流通性 ） 。 （ 3） 對支撐劑的性能要求 ① 粒徑均勻 ， 提高積壓能力和 K； ② 強度高 ， 不能被壓碎； ③ 圓球度高； ④ 含雜少； ⑤ 貨源廣 ， 成本低 。 通過壓力恢復測試或中途測試 ① 油井低產(chǎn)是由于近井地帶被污染所致 ， 可以壓裂； ② 油井低產(chǎn)是由于地層 K過低所致 ， 可以壓裂； ③ 地層能量枯竭所致 ， 一般說來效果不好 。 （ 3） 根據(jù)地層參數(shù) ， 判斷油層是否需要改造 。 （ 5） 油層厚度 1m,20m， 大厚度只考慮在上 、 中部補孔 。 （ 7） 壓裂井段上或下有水層時 ， 慎重對待 。 （ 9） 根據(jù)鄰井情況判斷 。 堵劑有油溶性的用于油井 ， 水溶性的用于注入井 。 用封隔器卡分 使用封隔器將結(jié)壓裂層段分開來進行壓裂 ， 用管柱來實現(xiàn) 。 （ 三 ） 壓裂新工藝技術 (p163) (1)限流法壓裂工藝 (2)端部脫砂壓裂技術 壓裂設計 一口井的壓裂設計應用包括： （ 1） 選擇該井層進行壓裂的地質(zhì)依據(jù)及有關的地層和井況資料； （ 2） 預計和要求的增產(chǎn) （ 增注 ） 倍數(shù)； （ 3） 施工方案選擇； （ 4） 施工參數(shù)計算及效果預測； （ 5） 需用的設備及材料計算； （ 6） 施工步驟及注意事項 。 目前有兩種方式：一種是根據(jù)現(xiàn)場資料 （ 設施與壓裂液 ） ， 所給定的壓裂液量 、 加砂量和地層條件來計算縫寬 ，確定施工方案及預測壓裂效果 （ 增產(chǎn)倍數(shù) ） 。 （ 四 ） 效果評價 主要考慮： 處理前的產(chǎn)量； 處理后的產(chǎn)量； 壓裂后的采出原油體積 。 完了之后 ， 可以計算 產(chǎn)出投入比 ， 應該 1。 無論碳酸鹽巖或砂巖油氣層 ， 酸液進入后起到如下作用： （ 1） 溶解掉井底附近地層中的 堵塞物質(zhì) （ 如鉆井液堵塞的高酸溶性處理劑等 ） ， 使地層恢復原有的滲透率 ， 這叫 解堵酸化 。 這也叫 基質(zhì)酸化 。 （ 3） 酸液能深入地層 ， 擴大其作用范圍 。 酸化技術使用很廣泛 ， 酸化技術也發(fā)展很快 ， 出現(xiàn)了選擇性酸化 （ 轉(zhuǎn)向酸化 ） ， 深部酸化 ， 酸液也有較大發(fā)展 ， 緩速酸 、 膠束酸等 。 其中：方解石含量 50%的稱為石灰?guī)r類； 白云石含量 50%的稱白云巖類 。 碳酸鹽巖地層的酸處理所用酸液主要是鹽酸 。 根據(jù) CaCl2在水中的溶解曲線知道， CaCl2極易溶解于水中，如當溫度為 30℃ 時， CaCl2的溶解度為 52%，所以按反應生成的 CaCl2量和地層條件是不會生成 CaCl2沉淀的。 可用單位時間內(nèi) ， 酸濃度的降低值表示 ， 單位為： 克分子 /升 /秒 也可用單位時間內(nèi) ， 巖石單位反應面積的溶蝕量表示 ，稱為 溶蝕速度 ， 單位為 mg/cm2/s。 —— 快 ， 新酸進入地層很快就反應完畢 ， 而變?yōu)闅埶崴?， 那么作用半徑小 ， 只能對井壁附近地層起作用 ， 增產(chǎn)效果不佳 。 影響反應速度的因素： ① 酸的類型 ， 強酸的反應速度快 ， 弱酸反應速度慢 ， 但溶蝕能力低 。 ② 酸的濃度 ， 如圖 濃度 % 初始反應速度 HCl 15 69 22 73 28 72 由曲線可知 ， HCl的濃度在 2425%以后濃度增加 ， 則反應速度反而下降 ， 所以現(xiàn)場使用的濃度為 28%的酸液來增大作用范圍 。 因此 ， 為了加大作用范圍 ， 現(xiàn)場多采用高濃度酸液 。 80 60 40 20 5 10 15 20 25 30 %HCl 反應速度 mg/cm2/s ③ 面容比 ：孔隙面積與孔隙體積之比 ， 當其它條件不變時 ，面容比越大 ， 即單位體積酸液接觸的巖石表面越大 ， H+值傳遞