油井堵水是指採用機械方法或化學方法對水淹油井進行堵水處理以減少油井出水, 提高原油產量。
基本介紹
- 中文名：油井堵水
- 外文名：water plugging in production wells
- 目的：提高原油產量
- 學科：石油工程
- 方法：機械方法、化學方法
- 必要性：造成油井出砂、停噴等後果
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油井出水的原因
1、注入水及邊水推進。對於用注水開發方式開發的油氣藏，由於油層的非均質性及開採方式不當，使注入水及邊水沿高、低滲透層及高、低滲透區不均勻推進，在縱向上形成單層 突進，在橫向上形成舌進或指進現象，使油井過早水淹。
2、底水推進。底水即是油層底部的水層，在同一個油層內，油氣被底水承托。“底水錐進”現象:當油田有底水時，由於油井生產壓差過大，破壞了由於重力作用所建 立起來的油水平衡關係，使原來的油水界面在靠近井底處呈錐形升高的現象。“同 層水”進入油井，造成油井出水是不可避免的，但要求緩出水、少出水，所以必 須採取控制和必要的封堵措施。
3、上層水、下層水竄入。 所謂的上層水、下層水，指油藏的上層和下層水層。固井不好，套管損壞， 誤射油層採取不正確的增產措施，而破壞了井的密封條件;除此之外還有一些地質上的原因，如有些地區由於斷層裂縫比較發育，而造成油層與其它水層相互串通。
4、夾層水進入夾層水又指油層間的層間水，即在上下兩個油層之間的水層。由於固井不好或層間串通，或者補水時誤射水層，都會使夾層水注入油井，使油井出水。
油井堵水必要性
油井出水後若不及時進行堵水作業，可能會造成以下後果：
1、油井出砂，使膠結疏鬆的砂岩層受到破壞，嚴重時使油層塌陷或導致油井停產。
2、油井停噴，見水後含水量不斷增加，井筒液柱重量隨之增大，導致自噴井不能自噴。
3、形成死油區，油井過早見水，會導致在地下形成一些死油區，大大降低了油藏的採收率。
4、設備腐蝕，會腐蝕油井設備及破壞井身結構，增加修井作業任務和難度，縮短油井壽命。
5、增加採油成本，增大地面注水量，相應增加了地面水源、注水設施及電能消耗。因此，油井堵水是油田開發中必須及時解決的問題，是油田開發中一項很重要的任務。
堵水方法
常見的油井堵水方法。目前各油田通常採用的堵水方法有兩種，一種是機械堵水，一種是化學堵水。
1、機械法堵水
注水開發的多層非均質油藏，層間差異大，為了減少層間干擾，提高油井產量，可採用封隔器卡封高含水層，使其停止工作，或利用打懸空水泥塞、電纜橋塞、填砂等措施，將上下油層保護起來，控制油井出水。
1）基本原理
利用封隔器將出水層位卡住，然後投帶死嘴子的堵塞器封堵高含水層。
2）現場常用機械堵水管柱結構
自噴井堵水管柱：由油管、配產器和封隔器等構成。機械採油井堵水柱：一般採用丟手管柱結構，所用井下工具基本與自噴井堵水管柱相同。如果情況允許，應儘量採取此方式，它成本低，施工周期短，定位準確，成功率高，但也有一定的缺點，有效期短，治標不治本。
2、化學法堵水
化學法堵水是採用化學堵劑對高出水層位進行封堵，它對於裂縫地層、厚層底部出水更為有效。根據堵水劑對油層和水層的堵塞作用，化學堵水又分為非選擇性堵水與選擇性堵水。
1、選擇性堵水。
定義:是指通過油井向生產層注入適當的化學劑堵塞水層 或改變油、水、岩石之間的界面張力，降低油水同層的水相滲透率，而不堵塞油 層或對油相滲透率影響較小的化學堵水方法。
1）部分水解聚丙烯醯胺機理: HPAM進入出水層後，HPAM中的醯胺基(-CONH2)和羧基(- COOH)可通過氫鍵吸附在砂岩的羥基表面，而不吸附部分則留在空間堵塞出水層。(這是因HPAM上的親水基團使留在空間的不吸附部分向水中伸展，因而對水有較大的流動阻力，起到堵水作用);進入油層的HPAM，由於砂岩表面為油所覆蓋，不發生吸附，因此不堵塞油層。因 HPAM 不親油，分子不能在油中伸展，故對油的流動阻力很小。
2)泡沫堵水 由於泡沫是氣體分散在水中所形成的分散體系，它的分散介質是水，所以它 也是優先進入出水層。在出水層中，泡沫是通過氣阻效應(即賈敏效應)的疊加產生堵塞。
3）松香酸鈉 (松香酸鈉皂或松香鈉皂)
松香酸鈉是由松香 (含80%－90%松香酸)與碳酸鈉 (或燒鹼)反應生成。由於松香酸鈉可與鈣、鎂離子反應，生成不溶於水的松香酸鈣、松香酸鎂沉澱，所以，適用於水中鈣、鎂離子含量較大(例如大於1000mg/l)的油井堵水。而出油層不含鈣、鎂離子，所以不發生堵塞。
4)陽離子型共聚物
2、非選擇性堵水
機理:所用堵劑對水層和油層均可造成堵塞，而無選擇性。
堵劑:水泥漿、 樹脂 、矽酸鈣等。 1)水泥漿封堵。水泥是一種非選擇性堵劑，利用它凝固後的不透水性可實現封堵。打水泥塞封堵下層水，擠入竄槽井段封堵竄槽水，或擠入水層堵水。
2)樹脂封堵。將液體樹脂擠入水層，在固化劑的作用下，成為具有一定強度的固態樹脂而堵塞孔隙，以達到封堵目的包括酚醛樹脂、尿醛樹脂、糠醛樹脂、環氧樹脂等。其在固化劑和催化劑作用下形成堅硬的固體，堵塞孔道或裂縫。 與其他措施有機結合的堵水，與其他措施在作用上的互補，產生了它們的有機結合。
油井堵水工藝
1、油井堵水工序（如右圖所示）：
2、油井堵水工藝措施
地質要求：紅色標註為出水層，要求對出水層進行有效封堵，封堵成功後生產其它層。
1）封上、採下；
2）封下、采上；
利用打懸空水泥塞、電纜橋塞、填砂等工藝封堵下層；
3）封上下、采中間；
利用封隔器卡上，打懸空水泥塞、電纜橋塞、填砂等工藝封堵下層；
4）封中間、采上下；
利用封隔器卡上、下,封堵中間層采上、下層；
5）水平井（側鑽井）水層封堵；
3、化學堵水工藝技術
步驟：
1）分析地質要求，明確封堵目的；
2）查相關料：套管組合、固井質量、作業井史、以前是否封堵及工藝、周圍水井注水情況及層位，鄰井作業壓力等;
3）確定封堵方案；
4）現場測吸水，確定擠堵壓力和用量；
5）擠堵，控制施工排量和壓力；
6）鑽塞、驗效。
4、不同來水堵水方法及控制技術
1）底水、邊水和注入水，是油田開發的能量來源，但它們都不可避免地要從油井產出，因此建立不同來水的控制技術，是油井堵水發展的一個必然趨勢。
①底水控制技術：
⑴沿底水入侵通道注入水基堵水劑；
⑵將水基堵水劑頂替至油水界面附近；
⑶水基堵水劑的作用控制了底水的入侵。
②邊水控制技術
⑴判斷邊水入侵方向；
⑵在邊水入侵方向上布井，注入堵水劑，封堵高滲透層，控制邊水入侵。
2）生產層內出水，且是注入水、邊水或底水，宜採用選擇性堵水方法（控水）。
注入水的控制技術：
⑴對應注水井關井泄壓；
⑵高壓注水,使用低滲透層升壓；
⑶低注入速度下注水基堵水劑；
⑷用低流度過頂替液將堵劑過頂替至離井眼 3 m以外；
⑸關井候凝；
⑹恢復生產。
3）上層水、下層水和夾層水，則採用非選擇性堵水方法堵水（堵水）：採用非選擇性堵水方法堵水（堵水）。
