开展水平井堵水技术研究 促进油田企业可持续发展

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[摘 要]由于油田开发加快，水平井的数量增多，导致油层出水情况加重，显然成为一个困扰水平井正常生产和可持续开采的迫切问题，如何有效堵水则是目前油田工作的重点。本文针对水平井易出水的问题，对水平井出水的原因、类型和找水方法进行了分析并根据水平井不同的出水部位，结合堵剂体系的特点，对堵水技术进行了探讨。

[关键词]水平井 堵水技术

中图分类号：R241 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0323-01

水平井开采技术已广泛应用于各大油田，随着开发的深入，油层出水日益严重，水平井的堵水技术也越来越引起人们的重视。油井一旦见水，含水率上升很快，产油量将明显下降，能否把出水层顺利封堵，堵水技术是关键，它是油田上产，油藏开发强有力的技术保障，开展水平井堵水技术研究是不断扩大的水平井开发需要。

一、水平井堵水技术特点

水平井完井方式主要有三种，即射孔完井、尾管完井和筛管完井。射孔完井和尾管完井，可将层段分隔开进行分层堵水；筛管完井，因为筛管与岩石壁面之间没有隔挡，流体可以径向和横向流动，不能有效地将层段分开，分层堵水作业最困难、成功率很小。

二、水平井出水的类型以及危害

1、水平井出水方式

1.1、底水脊进：根据出水区域上的分布，底水脊进又分为点状、线状和曲面状。

1.1.1、由于同一油层垂向渗透不同，或者水平段轨迹高低起伏，早期底水首先从高垂向渗透率的区域或接近油水界面的拐点进入油井，为点状出水；

1.1.2、在水平井生产上表现为含水率上升相对缓慢，如果油层纵向是均质的，井身轨迹呈直线，底水均匀脊进，形成线状出水；

1.1.3、油井一旦见水，含水率上升很快，产油量明显下降，如果底水能量充足，油层渗透性较高，产量较大，线状见水就会发展成曲面出水，部分油井很快水淹。

1.2、裂缝突进：地层水沿与水平井段连通的裂缝进入油井是裂缝油藏常见的出水形式，在开采初期裂缝是油的通道，后来油层压力降低，变成了水的通道。与底水脊进不同的是，此类水平井见水后，一个月甚至几天之内，产水急增，产油聚减。裂缝油藏水平井堵水的关键是找准出水裂缝，用大剂量高强度堵剂封堵。

无论是底水脊进，或是裂缝突进，水平井见水后如果不采取有效堵水措施，水层的能量大于油层的能量、水藏体积大于油藏体积、水的渗流能力大于油的渗流能力，含水率会一直上升。

2、水平井产水的危害

水平井产水已形成了影响原油生产的问题，产水后降低了产油量，甚至损失储量，所以不论是从技术应用还是从技术储备上，都有必要开展水平井堵水研究。

三、水平井出水原因及找水方法

1、水平井出水特点

水平井含水上升较快，容易造成油层过早进水；水平井容易底水脊进，诱发水锥出现，原油产出率便急剧降低；水平井的泄油井段通常以割缝套管完井，通过测井技术找水较困难。

2、水平井出水原因

2.1、地质因素

裂缝性油藏水平井开采在开采初期裂缝是油的通道，后来油层压力降低，裂缝变成了水的通道，产水急增，产油骤减。

2.2、油水性质

油水密度差对底水脊进生产压差的影响规律是随着油水密度差的减小，临界生产压差呈线性减小，油井容易出水。

2.3、井身结构

水平段长度较小时，在较短时间内就形成了水脊，水脊的两翼比较陡，油水边界变形较大。水平段长度较长时，随着长度增加，在相同生产压差下，水平井见水时间推迟，无水采收率和最终采收率增加。

3、水平井找水方法

水平井找水方法主要是通过油和水在物理和化学性质上的差异而发展起来的。主要有温度测井、流体密度及持水率测井、氧活化法测井和储层饱和度测井等四种测井方法。

3.1、温度测井

温度测井是通过测量和分析温度的异常来寻找水平井段的出水部位。井下测量温度的仪器，根据测量环境温度的要求，采用电阻传感器和热电偶式。电阻式温度仪主要用于中低温测量，热电偶温度仪主要应用在注蒸汽和高温井中。

3.2、流体密度及持水率测井

流体密度及持水率测井主要通过确定多相流中油、气、水的含量及沿井筒的分布规律来确定出水部位。

3.3、氧活化法测井

氧活化法测量是利用能量大于10MeV的快中子照射流体，流体中的活化氧产生氧的放射性同位素16N放射β射线后衰减，半衰期为7.13s。衰减过程中放出高能γ射线，16N衰变过程放射出γ射线能量为6.13MeV。由于水中氧原子核活化后放射出的伽马射线能量较高，可以探测出水平井的出水部位。

3.4、储层饱和度测井

储层饱和度探测井采用双伽马射线探测器和高密度过氧硅酸钆探测器。通过提高每个脉冲后俘获伽马射线引起中子脉冲期间产生的碳与氧伽马射线的差异，判断出水部位。

四、水平井堵水技术分析

1、水平井调堵原则

水平井堵水技术涉及油藏、工艺、化学剂、测井和完井等各个方面，由于井身结构上的原因，水平井在开采过程中更易出现过多产水现象，水平井出现水突破之后产油便大幅度降低，水处理费用也增加，适当采用调堵技术抑制水平井过多出水是有效手段，但必须遵循原则：一是确定调堵处理的安全性，不引起环境污染；二是防止伤害油层；三是保证溶胶进入目的层深度之前不成胶，处于易流动状态。

2、水平井堵水调堵方式

2.1、分隔注入调堵技术

该技术仅用于处理单一、明确分层的油藏部位，可借助机械手段分隔，控制流体进入目标层位，以达到堵水或调整相对渗透率的目的。在普通直井中该技术容易实施，水平井结构复杂，分隔注入调堵技术的应用难度增加。

2.2、定位注入调堵技术

定位注入调堵技术所处理的目标也是单一、明确分层但无法借助机械手段控制流体进入的油藏层位，主要包括：割缝套管调堵技术，二元注入调堵技术。

2.2.1割缝套管水平井调堵技术

2.2.1.1、调堵剂工艺：为HPAM及醋酸铬交联体系，采用两种聚合物配制，溶胶易进入基质岩石和裂缝，形成较硬的、有弹性的可流动凝胶。在使用这种凝胶时需用连续油管和桥堵工艺，以达到选择性放置的目的。

2.2.1.2、环空化学封隔层工艺：该技术是针对未进行水泥固井的井段，在割缝套管与井壁地层之间的环空注入可形成化学封隔层的可固化液体，在此处形成不渗透的高强度封堵物，完全隔离此环空区域。

2.2.2、二元注入调堵技术

该技术是在压力平衡条件下将保护液泵人产油层，封堵下部出水，对上部油层提供保护，保护现有产能。该技术避免了常规有限层系隔离处理中侵入产油层的溶胶对产能的伤害，也解决了常规机械方法无法控制溶胶在井眼中的流动问题。

2.3笼统注入调堵技术

该技术一般使用在无法确定出水层位或近井区域无分隔层的井。将高粘度聚合物溶液笼统注入所有射孔层，以控制被处理流体和次生流体的流度。

五、总结语

综上所述，水平井出水，含水率上升加快，产油量骤降，能否把出水层顺利封堵，堵水技术是关键，它是油田上产，油藏开发强有力的技术保障，只有有效的堵水技术才能为产油量保驾护航，才能满足国内不断扩大应用的水平井开发需要。

参考文：

[1]陈维余.孟科全.朱立国，水平井堵水技术研究进展[J]，石油化工应用，2014年02期

[2]刘广友，水平井堵水技术分析[J]，中国化工贸易，2013年第6期

[3]吴乐忠，水平井堵剂及堵水技术研究[D]，中国石油大学，2009年