【修井】化学堵水的分类及选井方法
化学堵水是以某些特定的化学剂作为堵水剂,将其注入地层高渗透层段,通过降低近井地带的水相渗透率,达到减少油井产水、增加原油产量的目的。
化学堵水剂分类
目前,我国各油气田在现场堵水施工中常用的化学堵水剂有七类,下面分别作一简单介绍。
(一)沉淀型无机盐类化学堵水剂
常用于油田的沉淀型无机盐类化学堵水剂有双液法水玻璃氯化钙堵水剂,即用清水或油作隔离液将水玻璃、隔离液和氯化钙依次注入地层。随着注入液往深处推移,隔离液所形成的隔离环厚度越来越小,直至失去隔离作用,而使两种液体相遇而产生沉淀物,达到堵水的目的。
(二)聚合物冻胶类化学堵水剂
该类化学剂包括聚丙烯酰胺、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所形成的冻胶,以及最近研制成功的阳离子和复合离子型化学剂。它们的作用机理主要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。聚合物链上的反应基团与交联剂作用后形成网状结构,呈黏弹性的冻胶体,在孔隙介质中形成物理堵塞,阻碍水流通过;未被胶联的分子及其极性基团可蜷缩在孔道中或称为孔隙空间动力捕集,也有阻碍水流动的作用。同时分子链上的极性基团与岩石表面相吸附,提高了堵水效果。
(三)颗粒类化学堵水剂
常用的有果壳、青石粉、石灰乳、膨润土、轻度交联的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇酚等。其中,膨润土具有轻度体膨胀性,聚丙烯酰胺、聚乙烯醇在岩石中吸水膨胀性好,可增强封堵效果。
(四)泡沫类化学堵水剂
根据成分的不同,可分为两相或三相泡沫。三相泡沫的主要成分为发泡剂+二烷基环酸钠(ALS)或烷基苯磺酸钠(ABS)及稳定剂羧甲基纤维素(CMC)、膨润土、空气和水组成。泡沫流体在注水层中叠加的气液阻效应——贾敏效应改变了吸水剖面。如用干水泥,则反应后生成水泥石,泡沫水泥浆在高含水饱和带硬化封堵吸水大孔道或高渗吸水层段。二相泡沫不加入固体颗粒,其稳定性较差。
(五)脂类化学堵水剂
油田上曾将脂类化学堵水剂用作永久性堵水剂,主要有脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、糠醇树脂、热缩性树脂等。其主要作用原理是各组分经化学反应形成树脂类堵塞物,在地层条件下固化不溶,造成对出水层的永久性封堵。
(六)生物类化学堵水剂
根据目前的资料,各国用于堵水 、调剖的微生物菌株接种物类型有如下几类:
(1)葡萄糖β球菌。
(2)硫酸盐还原菌。
(3)需氧和厌氧的充气污泥细菌。
(4)生成生物聚合物的细菌,如肠膜明串珠菌。
(5)生成表面活性物质、助表面活性物质的菌种。
(6)生成聚合物——多糖和气体的菌种。
(七)其他类化学堵水剂
除以上6类外,还有多种化学剂用于油田堵水,如氰凝堵水剂、有机硅堵水剂和活性稠油堵水剂。
化学堵水方法
将化学堵水剂经油井注入高渗透出水层段,降低近井地带的水相渗透率,减少油井出水,增加原油产量的一整套技术称为油井化学堵水技术。化学堵水对于裂缝地层、厚层底部出水更为有效。根据堵水剂对油层和水层的堵塞作用,化学堵水又分为选择性堵水和非选择性堵水。
(一)选择性堵水
利用化学堵水剂大幅度降低水相渗透率,少降或不降低油(气)相渗透率的化学堵水措施称为选择性堵水。机理是堵水剂利用油、水和岩石性质,以及出油、出水层间的差异来达到选择性堵水。
(二)非选择性堵水
非选择性堵水所用的堵水剂对水层和油层均可造成堵塞,而无选择性。施工时,先找出水层位,选择适当的工艺管柱,将油层与水层分开,而后将堵水剂挤入高含水层,达到封堵的目的。油井非选择性堵水主要用于水泥浆、树脂等一次堵死出水层位,或用水泥塞峰浓度已射开的下层水。
化学堵水的选井要求
根据油井堵水方法的不同,选井条件也不尽一致。根据我国油田的实际情况和堵水方法,大致可参考以下条件。
(一)砂岩油田油井堵水选井条件
(1)油井单层厚度较大。一般要求单层厚度在5m以上。
(2)油井各油层纵向渗透率差异较大。可优先选择油层纵向渗透率级差大于2的油井。
(3)优先选择纵向水淹程度不均匀,纵向上部分层段未发挥作用,目前尚有较大生产潜力的油井。
(4)进行堵水的油井出水层位必须清楚。
(5)油井固井质量好,没有层间窜槽。
(二)砂岩油田注水井调剖和封堵大通道选井条件
(1)位于综合含水高、采出程度较低、剩余油饱和度较高的开发区块的注水井。
(2)与井组内油井连通情况好的注水井。
(3)吸水和注水状况良好的注水井。
(4)吸水剖面纵向差异大的注水井。
(5)注水井固井质量好,无窜槽和层间窜漏现象。
(三)碳酸盐岩油田油井堵水选井条件
(1)油井的生产层段是以裂缝为主的裂缝型储层。
(2)油井的生产层段是以溶蚀孔洞为主的孔洞型储层。
(3)油井的生产层段是以晶间孔和粒间孔为主的孔隙型储层。
(4)油井的生产层段中水平裂缝比较发育。
(5)油井的生产剖面纵向差异大,除主力层段外有接替层段。
影响化学堵水效果的因素
(1)堵水剂量的影响。
(2)堵水剂质量的影响。
(3)施工排量和压力的影响。
(4)为确保堵水施工质量达到设计要求,对每道工序应及时进行工序质量验收。
(5)取全取准各项数据、资料。