国内外堵水调剖技术的现状与发展介绍.doc

国内外堵水调剖技术的现状与发展 2006-5-5 国内外堵水调剖技术的现状与发展 我国陆上石油80％以上是靠注水开发的。一个油藏往往由多个油层组成，由于各油田渗透性的差异，注人水将沿高渗透层突进，造成油井过早水淹。因此对于注水开发的油田产水是一个普遍问题，及时弄清产水层和产水方向，采取合理有效的措施——即调剖、堵水措施是非常必要的。 一、国内外油井堵水工艺技术现状 1、国外堵水、调剖技术研究和发展现状 国外早期使用非选择性的水基水泥浆堵水，后来发展为应用原油、粘性油、憎水的油水乳化液、固态烃溶液和油基水泥等做为选择性堵剂。1974年，Needham等人指出，利用聚丙烯酰胺在多孔介质中的吸附和机械捕集效应可有效地封堵高含水层，从而使化学堵水调剖、技术的发展进人了新的阶段。 70年代末到80年代初油田化学堵水技术得到了较好的应用和发展，后来发展成为注水井调剖技术、深部调剖技术。 1.1堵水调剖物理模拟研究 国外许多学者对堵水调剖的机理、堵剂的封堵性能和堵剂的选择性进行了研究。White利用岩心实验研究了水解聚丙烯酞胺的堵水作用机理，可归纳为：吸附理论即亲水膜理论；动力捕集理论；物理堵塞理论。交联聚合物的封堵作用主要表现在物理堵塞L.Dawe、Liang等人分别利用微观模型和Berea砂岩岩心实验研究了聚合物冻胶堵水不堵油的原因，其结果认为油水流动通道的分离可能是造成冻胶对油水相渗透率不均衡减少的根本原因。Seright利用Berea砂岩采用示踪剂等技术研究了渗透率、堵后注水速度、岩性、冻胶性能等因素对堵剂封堵性能的影响，结果认为强冻胶可使不同渗透率的岩心减少到近似同一个值，对于弱冻胶，渗透率越高，封堵率越大；堵后的残余阻力系数随注水速度的增大而减少，并具有较好的双对数关系。总之，国外在堵水调剖物理模拟方面做了大量的研究工作，其中许多结论对实践具有较大的指导意义。 1.2堵剂研究和应用 近20年来，水溶性聚合物类堵剂在油田得到了广泛的应用。独联体各国对聚丙烯睛堵水有广泛的研究和应用，同时还使用了有机硅、水泥、泡沫及化工副产品作为堵剂；美国以聚丙烯酞胺冻胶为主，同时还使用了生物聚合物、水玻璃、油基水泥及微细水泥堵剂，经过多年的研究和应用，美国和苏联均形成了一套比较完备的适应各种地层、温度等条件的堵水调剖剂，并进行了系列化研究，对堵剂的适用条件进行了筛选，如前苏联油井大修科学研究院等单位制定的《堵水工艺和堵水剂选择规程》指出，应根据地质工艺条件选择有效的堵水方法和堵水剂，规程中对各类堵剂的适用条件和范围进行了研究。 堵剂在油田堵水调剖中占有最重要的地位所以倍受重视，发展也很快。我们在下文专门进行介绍。 1.3决策技求 数值模拟方法是预测、评价油田开发和措施调整效果的有效方法。法国石油研究院、美国能源部。澳斯丁大学、塔尔萨大学、哈里伯顿石油公司、英国AEA技术咨询公司等投入了大量的精力致力于此方面的研究，在工作站上研制出相应的软件，并应用于现场指导施工设计。如哈里伯顿公司的KTROL程序可用来模拟单井堵水调剖的施工过程，预测措施后产液或吸水剖面、优选注人量、注人压力、注入速度等施工参数。英国AEA技术咨询公司研制的三维三相多组分模拟器Scorpio53，考虑了温度场的影响，具有较好的前后处理功能。这些软件的应用为堵水调剖方案的制定和操作达到科学化、定量化，为提高堵水调剖措施的成功率提供了有力的工具。 哈里怕顿公司研制的堵水专家系统XERO，具有判断油井出水原因、优选堵剂种类、进行方案设计等功能。 1.4示踪剂技术 水驱开发油藏中应用井间示踪剂技术已有多年的历史，最初只用来定性地了解地下流体运动状况。70年代末，D．Yuen和M．Abbaszadeh先后在Brigham和Smith提出的五点井网中示踪剂流动特性预测方法基础上，提出了用井间示踪资料解释油藏非均质特性，使井间示踪资料的解释向定量化发展，80年代末，加拿大ESSO公司的K．N．Wood等人，在Cook专利基础上，提出了利用井问示踪剂技术确定水淹层剩余油饱和度的理论和方法，并在矿场实践中得到验证，这些研究成果，把井间示踪技术推向更加实用和指导油田开发的新阶段，在堵水调剖矿场试验中，井问示踪技术是评价措施的有效性、指导数值模拟、建立较为切合实际的地质模型的重要依据。 1.5施工设备 美国几个主要的技术服务公司如哈里伯顿、道威尔等都配套了从设计到施工的一套技术，从而使设计实现了计算机化和程厅化。主要公司均配备了专门进行堵水的专用设备，包括聚合物破碎、混合和堵剂的注人设备及其计算机控制系统，对堵水调剖施工进行自动监测。 1.6深部调剖技术 深度调剖的主要作用机理为：使用不同的方法使注入的化学调剖剂进人油层深部后堵塞水流通道，使油藏中的液流改向，提高波及系数，提高原油采收率。采用