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堵水技术调研采油工艺研究院采气所2011年10月28日,目录1.堵水概念简介2.堵水工艺简介3.化学堵剂简介4.堵水工艺难点分析5.气井堵水工艺调研,什么是堵水？一般是指封堵高产水层，改善产液剖面。目的在于控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油效率，力图使得油田的产水量在一段时间内下降或稳定，以保持油田增产或稳产，提高油田最终采收率。油井堵水包含5个内涵：油井区块整体堵水,深部堵水,选择性堵水,不同来水堵水,与其他措施结合的堵水。,一、堵水概念简介,二、堵水工艺简介,堵水工艺分为机械堵水和化学堵水两大类：1、机械堵水就是用封隔器及井下配套工具卡封住出水层位。这种堵水没有选择性。这种堵水方法可以封上层采下层，封下层采上层，或封中间层采两头和封两头采中间层位。2、化学堵水就是将化学堵剂注入出水层位，利用堵剂的化学性质或化学反应物在地层中变化生成的物质达到封堵地层出水孔道，降低其综合含水。,化学堵水又包括选择性堵水和非选择性堵水：选择性堵水是将一些高分子聚合物或一些遇水生成沉淀、凝固的无机物挤入地层中。高分子聚合物中的亲水基因遇水后对水有亲合力、吸附性，发生膨胀；遇油则收缩，没有吸附作用。遇水生成沉淀、凝固的无机物则可以封堵地层出水孔道，遇油不会产生沉淀或凝固。非选择性堵水大多是靠沉淀颗粒堵塞地层孔道这种堵水方法既堵出水孔道，也堵出油孔道。,我国研发了7类化学堵剂：1、沉淀型无机盐类堵剂举例：水玻璃氯化钙堵剂主要反应如下：CaCl2+Na2OnSiO2+mH2O2NaCl+CaOH2+nSiO2+m-1H2OCaCl2+Na2OnSiO2+mH2O2NaCl+CaSiO3mH2O+n-1SiO2除此外，还有氟硅酸-水玻璃堵剂。,化学堵剂分类,2、聚合物冻胶类堵剂该类堵剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木质素磺酸盐和生物聚合物黄胞胶与各种交联剂反应形成冻胶，以及最近研制成功的阳离子和复合离子型化学剂，它的作用机理是聚合物冻胶对出水或吸水高渗透层或大孔道形成物理堵塞作用、动力捕集作用和吸附作用。该类堵剂有HPAM/Cr3+、FT-213。,不同聚合物强度对比实验,铅笔坠入7.6cm,铅笔坠入5.2cm,铅笔坠入3.4cm,弱凝胶强度考察示意图,强凝胶强度考察示意图,FH-10强度考察示意图,3、颗粒类堵剂常用的有果壳、石灰乳、膨润土、轻度交联的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇粉等。4、泡沫类堵剂根据成分不同可分为二相或三相泡沫。三相泡沫的主要成分为发泡剂十二烷基磺酸钠ALS或烷基苯磺酸钠ABS及稳定剂羧甲基纤维素CMC、膨润土、空气和水。加入水泥后，则形成泡沫水泥浆可起到封堵作用。二相泡沫无固体颗粒，其稳定性较差。,5、树脂类堵剂主要有尿醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、糖醇树脂、热缩性树脂等。其作用原理是各组分经化学反应形成树脂类填塞物，在地层条件下固化不容，造成对出水层的永久封堵。6、微生物类堵水目前有以下几类：葡萄糖球菌、硫酸盐还原菌、生成生物聚合物的细菌、生成表面活性物质的菌种、生成聚合物-多糖和气体的菌种等。,7、其他类堵剂氰凝堵剂由过量的多异氰酸酯与端羟基聚醚反应制取。有机硅堵剂主要成分为氯硅烷和醇。活性稠油堵剂由原油胶质、沥青含量大于50%、活性剂AS烷基磺酸钠或ABS或Span-80组成。,三、堵水工艺难点分析,高温(120以上)深井(5000m以上)堵水技术，难点在于耐高温化学剂的开发和施工工艺技术的运用方面；水平井的出水方式和机理复杂、完井方式特殊,使水平井的堵水技术较直井面临更多、更复杂的问题，难点在于找水技术、堵剂的放置技术及堵水调剖工艺技术；堵底水技术。其难点在于堵剂用量和放置方式、放置区域的确定；强冻胶在多孔介质中渗流机理的研究多孔介质难以定量描述,冻胶是粘弹体,流变特性复杂。搞清楚粘弹体在多孔介质中的渗流是十分困难的，还没有一个通用的数学方程；堵剂放置技术。难在用什么手段使化学剂完整而准确地到达预定区域；最佳剂量设计技术。最佳效益的确定受有众多因素的影响，包括油气藏的不确定因素。,新型堵剂的研制针对以上堵水工艺难点分析，国内外相关机构一直致力于选择性堵剂的研究。该类材料利用储层的条件如温度、地层水中的二价离子等,依靠在多孔介质高含水通道中发生反应,从而有效封堵水流通道,但在油流通道中该作用不发生或减弱,从而产生选择性封堵的效果,主要有硅酸盐类(乙基硅酸盐、四甲基硼硅酸盐)、油溶性树脂类、活化稠油类等。,硅酸盐类：硅酸盐类材料可与高含水通道中的地层水形成硅酸盐类无机凝胶,在油流通道中则不发生该作用,因此可有效封堵水流通道,产生一定的选择性,在高温高盐油藏表现出了良好的应用前景,但可造成油水共流通道的封堵,形成事实上的产层伤害。油溶性树脂类：油溶性树脂类材料在油流通道或油水共流通道中形成封堵物,可在油相作用下发生溶解,因而展现高效的选择性。该类材料的代表是沥青类物质。粘弹性表面活性剂类：目前的研究集中在基于分子结构的阴离子粘弹性表面活性剂(VEAS或VES)基材料方面。VEAS完全封隔高含水的水流通道,油流通道则不受影响,相渗调节剂可控制油水共流通道的含水,二者协同作用可达到更好的综合堵水效果。,五、气井堵水工艺调研,GPA-气井堵剂以微细水泥为基本组份,加入适量的缓凝剂、减阻剂、热稳定剂、悬浮剂、填充剂、降滤剂、防气窜剂等添加剂。堵剂性能：(1)适用于60150井温,对地层水矿化度不敏感；(2)堵剂固化反应时间215h可调,固结物致密；(3)堵剂凝固后,模块抗压强度为7.5MPa,封堵率为100%；(4)堵剂悬浮性好,密度调整范围1.11.6g/cm3。GPA-堵剂适用于封堵气井套管穿孔、管外窜槽、裂缝出水、全水层或气层,堵后重新射孔等。该堵剂目前已在中原油田现场试验三井次,均取得了良好的封堵效果。,气井凝胶堵剂主剂:丙烯酰胺单体、改性淀粉；添加剂:高价金属离子交联剂、引发剂。,堵水剂封堵强度,结论与认识：该堵剂适用于涩北气田，温度范围4065之间；凝胶成胶强度和时间可调；在渗透率高于45010-3m2储层中注入性能较好且封堵强度高于22MPa/m，不能进入渗透率低于15010-3m2的产层,所以注入的堵水剂优先进入出水层,而不会进入低渗气层。,谢谢！,
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