汪惠文 白志浩

摘要：石油工業(yè)作為我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟的快速發(fā)展做出巨大貢獻，我國石油勘探開發(fā)的步伐愈來愈快?，F(xiàn)在，中國的大部分油礦有含水度較高的問題，加速采油工程中堵水調(diào)剖技術的科學研究具有重大的實際意義。

關鍵詞：油田增產(chǎn);堵水調(diào)剖技術;開發(fā)應用

化學堵水調(diào)剖對中國石油開采的進展起著十分重大的效用。在這些年調(diào)剖堵水劑和原油增產(chǎn)技術進展的基礎上，有關企業(yè)和研究機構要研究調(diào)剖堵水增產(chǎn)的新技術新方法，并將它們應用在我國油田的開發(fā)上，以增強自己的實力為重要事項，以適應新的社會發(fā)展時期石油開采的需要，保證中國新社會發(fā)展時期建設的一次能源供給。

1堵水調(diào)剖技術概念簡述

堵水調(diào)剖技術主要是為了改善油田在注水后，出現(xiàn)過早過快水淹的現(xiàn)象，通過堵水調(diào)剖技術能夠極大的改善油田注水的效果，也能夠保證油田在開采量上穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)。堵水調(diào)剖技術中堵水氣的效果是控制有水或者是控制產(chǎn)水，本質(zhì)上是改變地下水在油井附近的滲透規(guī)律。堵水工藝根據(jù)工藝的不同和施工條件的不同，可以分為油井堵水和水井調(diào)剖兩種，目的是為了降低地下水的滲透率，提高油井的開采率。在一般的使用過程中，堵水使用的是生產(chǎn)井堵水處理劑，而調(diào)剖劑使用的是注水井調(diào)整吸水剖面的處理經(jīng)。常用的油田堵水法兩種，一種是機械堵水法，一種是化學堵水法。

2堵水調(diào)剖劑的種類

2.1水泥類堵水劑

我國原有的堵水劑是水泥堵水劑。該堵塞劑具有采購成本低、使用強度高、不受溫度限制等諸多優(yōu)點。所以，該堵水劑得以被大范圍使用。該堵水劑種類繁多，有活性水泥、油基水泥等。由于水泥顆粒體積大，密封性好，國內(nèi)開發(fā)的微型水泥和新型水泥添加劑使水泥堵塞劑得到了大范圍的使用。

2.2樹脂類堵水劑

有很多種類的樹脂堵塞劑，例如酚醛樹脂和尿醛。在成形過程中，這種樹脂在催化劑作用的影響下由液體變?yōu)楣腆w形狀，對堵上小孔和裂紋有很好的作用。通常來說，在石油井中，堵塞小孔、堵塞縫隙、堵塞夾層水是較為合適的。然而，因為成本相對較高，可選擇范圍較小，現(xiàn)場操作難，風險大，這些年來這類堵塞劑的使用變得愈來愈少。

2.3水溶性聚合物凍膠類堵水調(diào)剖劑

易溶于水的聚合物明膠在石油化工方面取得了大范圍使用，為油田增產(chǎn)堵水調(diào)剖方法提供了嶄新的機遇。水溶性聚合物有很多種，比如聚合物、改性聚合物、生物聚合物等。上邊提到的聚合物有易溶于水的共同特性，所以它們在水中也具有優(yōu)良的黏度。它可以和多價金屬正離子或是有機離子團作用變成明膠，和前一種比較，它的黏度有著大程度的增加。聚合物凝膠具有良好的堵塞、吸附性、成本低、堵井等方面效果明顯等優(yōu)點，聚合物凝膠給大型井口堵塞問題提供了優(yōu)秀的解決前景。

2.4泡沫類

泡沫大體上有兩個種類，即兩相和三相泡沫。相比上述2種特點，三相泡沫有著相對較高的穩(wěn)定性。所以，三相泡沫在油田開發(fā)工作中被廣泛應用于注水調(diào)剖中。三相泡沫的剖面調(diào)節(jié)的原理是以泡沫流體為依據(jù)的。它大體上依靠穩(wěn)定的泡沫流體，在注水層中疊加的氣液阻效應——賈敏效應，改變吸水剖面。防止水驅(qū)中的串槽、指進或水的錐進，在油田高含水開發(fā)后期邊、底水嚴重推進的情況下具有廣闊的應用前景。

3堵水調(diào)剖技術的開發(fā)

3.1機械化堵水解剖技術

機械化堵水解剖技術設計的方面比較多，大致分為堵水管柱和隔離器兩個部分。其中堵水管柱經(jīng)過多年的發(fā)展，有了可鉆式、整體式、懸掛式、平衡式四種可進行堵水的類型。事實上，由于油田實際開采環(huán)境的問題，油田在開采的過程中，從開采到含水應用之后，機械化堵水解剖技術已經(jīng)逐漸向更深的方面應用，通過液壓可調(diào)層的技術的發(fā)展，使得機械化堵水解剖技術不管是在工作中效率上，還是在穩(wěn)油增產(chǎn)的過程中，都有了極大的提升。

3.2超聲波解堵裝置

超聲波解堵裝置也是比較常用的堵水解剖技術，主要是通過在車廂內(nèi)的超功率發(fā)射器，通過專用的電纜線將聲波信號傳遞到油井的超聲波換能器刺激棒，然后超聲波換能器可以將這些超聲波信號轉(zhuǎn)換成能量傳播出去，輻射到油井中的油和水中，并傳遞至油層。通過這樣的方式，能夠極大的改變油層內(nèi)部的流通環(huán)境和滲透的規(guī)律，從而降低油的黏稠度，使油層變得通透，從而達到增產(chǎn)的目的。超聲波解堵裝置應用的范圍非常廣，可以在油層堵塞嚴重的油井或者是不能夠進行壓裂技術的油井，也可以用在吸水能力差的注水井，還可以用在泥漿污染嚴重的油井。這項裝置的優(yōu)點是不會對開采作業(yè)造成影響，也不會對套管進行二次污染，并且控制力非常強，能夠根據(jù)井下的參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化。

3.3壓裂增產(chǎn)技術

大壓裂技術是非常規(guī)油氣藏開采過程中重要的一項技術，主要是為了提高非常規(guī)油氣藏在致密層滲流的能力。大壓裂技術突破了常規(guī)的技術，通過大砂量制作出比常規(guī)壓裂技術更大、更長、更高的裂縫，能夠擴大油氣藏開采的半徑，進而提高開采的產(chǎn)能。大壓裂技術中的水平井分段壓裂技術和直井分層壓裂技術已經(jīng)成為非常規(guī)油氣藏開發(fā)技術中核心技術。大壓裂技術不僅能夠非常規(guī)油氣藏中大顯身手，而且也能在常規(guī)的油氣藏中得到很好的應用，由于它的技術原理對于地勢的應用比較好，所以成本低廉。

3.4化學式堵水技術

化學式堵水技術一直在不斷的創(chuàng)新和改進，來適應油井中不斷出現(xiàn)復雜多變的情況，相比機械化堵水調(diào)剖技術，在技術上顯得比較超前。通常在進行油井開采的過程中，在其高水層通過化學式堵水技術，進行堵水的注入，能夠在很大程度上環(huán)境地下水滲透的情況，并且能夠都很好的對滲水量較大的地層進行封堵。除此之外，化學式堵水技術在產(chǎn)液的剖面中也能夠起到很好的效果，化學式堵水技術通過減少油田中水量，達到油量提升的目的。

3.5注水井方面的調(diào)剖技術

利用注水井進行油田開發(fā)的項目，是使用配水器和封隔器對油田的水層實施隔離以及配水。在這個過程中，還可以結合化學方程式對吸水層注入化學劑的計量進行計算，降低從地面到吸水層之間地下水的實際滲透量，從而達到油量增產(chǎn)的效果。

3.6油水井的堵水調(diào)剖技術

油氣井的堵水調(diào)剖技術主要是對注水井進行調(diào)剖，對采油井進行堵水，對采油井進行堵水措施主要是因為能夠改善吸水剖面的效果，同時也能夠改善油井中產(chǎn)液剖面的效果，從而實現(xiàn)在注水井的注水效果以及采油井的才有效果進行有效的提升，達到油量增產(chǎn)的目的。

3.7排水控水技術

在非常規(guī)油氣藏開采的過程中，很容易遇到氣井見水的狀況，這是因為地下水和邊水比較活躍的原因。要想解決這個原因，就必須控制地下水的推進，防止邊水的滲透，從而達到無水開采的目的。要完成這樣的目的，就必須對油氣藏的地理地質(zhì)、分布規(guī)律、運動規(guī)律有著充分的了解，然后合理的控制尤其的產(chǎn)量，最后通過機抽或者是泡排的方式進行優(yōu)化改進。

4影響堵水調(diào)剖效果的因素

4.1油藏地質(zhì)方面的影響

1）油藏滲透率的影響。油層滲透率是影響堵水調(diào)剖措施效果的重要因素之一。如果地層滲透率越低，流體流動所需要的啟動壓力梯度則越大，油層就越難被動用，導致實施堵水調(diào)剖技術的難度也越大。所以，堵水調(diào)剖措施的效果是隨油藏滲透率的減小而降低的。

2）油層厚度的影響。儲層厚度的影響可分為中間層的厚度和層內(nèi)的厚度兩個方面。根據(jù)某油田17口井的統(tǒng)計，該油層平均中層厚度超過15m，難以進行封堵。因此，盡管中間層的厚度對措施的效果的影響尚不清楚，但是可以看出，隨著中間層的厚度增加，堵水調(diào)剖的效果變差。油層厚度在8—15m調(diào)剖堵水的效果都較為明顯，但是層內(nèi)厚度大于15m的井，由于堵劑在注入中受重力作用向下沉積，無法封堵高滲流通道，易造成堵不住情況，影響調(diào)剖效果。

3）油藏非均質(zhì)性的影響。通常情況下，垂向非均質(zhì)性隨著油層厚度增加而變大，水驅(qū)開采的難度也增加，從而通過堵水調(diào)剖措施來調(diào)節(jié)層間、層內(nèi)矛盾的作用也越大。一般用滲透率級差來表述油藏非均質(zhì)性的強弱，滲透率級差是指單一砂層內(nèi)最大滲透率（Kmax）與最小值（Kmin）比值：JK=Kmax/Kmin。該值反應了滲透率的變化幅度，值越大則層內(nèi)非均質(zhì)性越強。堵水調(diào)剖的主要目的是封堵優(yōu)勢滲透通道，提高注水壓力，從而達到驅(qū)動水流向低滲透層流動啟動低滲透區(qū)域增加波及系數(shù)的目的。當滲透率級差過小時，現(xiàn)場施工時注水壓力難以把控，容易造成堵劑對高低滲透層的同時污染，調(diào)剖效果不好;當滲透率級差過大時，堵劑難以有效封堵高滲透層，從而不能啟動低滲透區(qū)域，調(diào)剖效果也不好。

4.2油田開發(fā)方面的影響

措施前的采出程度可以表征剩余油的多少，采取對策前的平均失水量代表了目前的開發(fā)階段，井組內(nèi)各井點的失水量差異反映了井網(wǎng)注水與采出量的對應關系以及油位的不一致。因此，這些指標不僅直接影響調(diào)剖效果，而且為調(diào)剖手段選井選層提供重要依據(jù)。另外，井組中的井的方向和井與注入井的間距是影響調(diào)堵效果的其他因素。另外，一些反復多次調(diào)堵的井，第一和第二輪調(diào)堵的效果和有效期長度也不同。

4.3注入方面的影響

堵劑類型和用量是影響措施效果的重要參數(shù)之一，除此之外還要考慮油藏厚度、水淹厚度、油水井井距、注水見效方向、見效時間以及施工排量等方面的影響等，結合油水井開發(fā)動態(tài)和堵水次數(shù)設計分析堵劑用量的合理性。然而堵劑的用量和濃度與壓力和排量都有關，根據(jù)施工情況，一般是先進行對爬坡壓力的選擇。爬坡壓力的選擇應當適當，過低的壓力則不能滿足排量以及濃度的要求，過高的壓力則會造成低滲透區(qū)域堵劑的堆積，對低滲透區(qū)域造成污染。堵水效果較好的井組爬坡壓力上升幅度一般要大于1.5MP，小于4.0MPa，堵劑濃度大于1.2%，而層間調(diào)剖的壓力應該控制在2—7MPa，層內(nèi)則應該控制在2—4MPa為宜。

5油田增產(chǎn)措施中堵水調(diào)剖技術的發(fā)展及應用

5.1油田滲流通道形成機理研究

堵水調(diào)剖技術能夠在油田的開采中得到成功的應用，說明在已經(jīng)油田的分布情況和滲透規(guī)律已經(jīng)有了充分的了解，反過來說，堵水調(diào)剖技術也促進了油田滲透機理的研究工作。我國的油田經(jīng)過常年的開采，發(fā)現(xiàn)在河流沉積的厚油層的含量較高，但此類油田由于長時間的水流沖刷，地下水的水量儲存非常的豐富。在這種情況下進行注水開采作業(yè)，很容易受到存儲層地質(zhì)的影響，也存在水流侵蝕和水油比例的問題，進而形成優(yōu)勢的滲流區(qū)。和其他的油田區(qū)域相比，優(yōu)勢滲流區(qū)的有著非常明顯的變化，在水驅(qū)的過程中變現(xiàn)突進速度快和強水淹、高注入孔隙體積倍數(shù)和高水油比以及采出的干產(chǎn)量較高的優(yōu)點。而優(yōu)勢滲流層的形成，也會對區(qū)域地質(zhì)產(chǎn)生重要的影響，甚至會影響油的分布和產(chǎn)量。因此堵水調(diào)剖技術在預測和是被優(yōu)勢滲流層中有著重要的作用，也對油田的尋找和開采有著重要的作用。

5.2優(yōu)勢滲流通道的識別

優(yōu)勢滲流通道的識別方法多介于定性到半定量之間，從目前的工藝技術來看，基本上能夠做到定性識別，主要的識別方法是井間示蹤劑大孔道識別方法。

5.3化學調(diào)剖堵水材料的研究與應用現(xiàn)狀

由于堵水調(diào)剖技術的不斷發(fā)展，在化學式堵水調(diào)剖技術的應用中，調(diào)剖堵水的材料的劃分越來越明確?，F(xiàn)階段對于調(diào)配堵水材料的劃分主要是有兩種，一種是選擇性，一種是非選擇性。選擇性的材料又分為三類，分別是水基材料和醇基材料以及油基材料;非選擇性的材料有很多，包括樹脂型和水膨體型、凝膠性和復合離子共聚物等。如果根據(jù)堵水調(diào)剖的工作機理進行劃分，這些化學材料可以分為四種類型，分別是吸附型和凝膠型、填充型和固化的黏合物質(zhì)型。

5.4厚油層的深部液流轉(zhuǎn)向提高水驅(qū)效率技術

改善油層的水驅(qū)開發(fā)效果仍然是“十一五”期間油田的工作重點之一。油層原始非均質(zhì)性嚴重，加之長期水流沖刷逐漸形成的大孔道，導致注入水沿大孔道或高滲條帶低效或無效循環(huán)，嚴重影響水驅(qū)開發(fā)效果和油田開發(fā)整體效益。比如，據(jù)近年17口檢查井取心資料分析，目前喇薩杏厚油層還有29.2%的厚度未水洗，12.3%的厚度弱水洗，強水洗厚度只占14.5%，這給進一步改善水驅(qū)開發(fā)效果留下了空間，但常規(guī)的堵水調(diào)剖或大劑量深部調(diào)剖都不能解決厚油層的深部繞流問題。因此，針對大慶喇薩杏厚油層水驅(qū)開發(fā)面臨的水驅(qū)低效或無效循環(huán)難題，研發(fā)出深部液流轉(zhuǎn)向劑及相關配套技術，將為有效治理喇薩杏厚油層注水低效或無效循環(huán)、改善水驅(qū)開發(fā)效果、提高水驅(qū)采收率提供技術保障。

5.5區(qū)塊整體堵水調(diào)剖的開發(fā)分析

區(qū)塊堵水調(diào)剖技術是現(xiàn)在堵水調(diào)剖的主流研發(fā)方向。該方法對提升石油開發(fā)速率和品質(zhì)，減少石油開發(fā)中的滲水景象具有重大效用。目前油田調(diào)剖堵水技術管理面臨的事項包括擇井、評估、實施等，以達到較好的處理目標。

結語

隨著油田堵水問題越來越復雜，油田堵水控水的技術和穩(wěn)定油田化學調(diào)堵產(chǎn)品質(zhì)量技術的要求越來越高。所以，堵水調(diào)剖在油田開采中的發(fā)展和實際應用是現(xiàn)在最突出的任務。通過發(fā)展強勁的經(jīng)濟的帶動，中國新型堵水設備和堵水方法取得了長足進步，這大大加快了中國原油開采開發(fā)的腳步。

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