[科普中国]-油井堵水

油井出水的原因

1、注入水及边水推进。对于用注水开发方式开发的油气藏，由于油层的非均质性及开采方式不当，使注入水及边水沿高、低渗透层及高、低渗透区不均匀推进，在纵向上形成单层 突进，在横向上形成舌进或指进现象，使油井过早水淹。

2、底水推进。底水即是油层底部的水层，在同一个油层内，油气被底水承托。“底水锥进”现象:当油田有底水时，由于油井生产压差过大，破坏了由于重力作用所建 立起来的油水平衡关系，使原来的油水界面在靠近井底处呈锥形升高的现象。“同 层水”进入油井，造成油井出水是不可避免的，但要求缓出水、少出水，所以必 须采取控制和必要的封堵措施。

3、上层水、下层水窜入。 所谓的上层水、下层水，指油藏的上层和下层水层。固井不好，套管损坏， 误射油层采取不正确的增产措施，而破坏了井的密封条件;除此之外还有一些地质上的原因，如有些地区由于断层裂缝比较发育，而造成油层与其它水层相互串通。

4、夹层水进入夹层水又指油层间的层间水，即在上下两个油层之间的水层。由于固井不好或层间串通，或者补水时误射水层，都会使夹层水注入油井，使油井出水。1

油井堵水必要性油井出水后若不及时进行堵水作业，可能会造成以下后果：

1、油井出砂，使胶结疏松的砂岩层受到破坏，严重时使油层塌陷或导致油井停产。

2、油井停喷，见水后含水量不断增加，井筒液柱重量随之增大，导致自喷井不能自喷。

3、形成死油区，油井过早见水，会导致在地下形成一些死油区，大大降低了油藏的采收率。

4、设备腐蚀，会腐蚀油井设备及破坏井身结构，增加修井作业任务和难度，缩短油井寿命。

5、增加采油成本，增大地面注水量，相应增加了地面水源、注水设施及电能消耗。因此，油井堵水是油田开发中必须及时解决的问题，是油田开发中一项很重要的任务。1

堵水方法常见的油井堵水方法。目前各油田通常采用的堵水方法有两种，一种是机械堵水，一种是化学堵水。

1、机械法堵水

注水开发的多层非均质油藏，层间差异大，为了减少层间干扰，提高油井产量，可采用封隔器卡封高含水层，使其停止工作，或利用打悬空水泥塞、电缆桥塞、填砂等措施，将上下油层保护起来，控制油井出水。

1）基本原理

利用封隔器将出水层位卡住，然后投带死嘴子的堵塞器封堵高含水层。

2）现场常用机械堵水管柱结构

自喷井堵水管柱：由油管、配产器和封隔器等构成。机械采油井堵水柱：一般采用丢手管柱结构，所用井下工具基本与自喷井堵水管柱相同。如果情况允许，应尽量采取此方式，它成本低，施工周期短，定位准确，成功率高，但也有一定的缺点，有效期短，治标不治本。

2、化学法堵水

化学法堵水是采用化学堵剂对高出水层位进行封堵，它对于裂缝地层、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，化学堵水又分为非选择性堵水与选择性堵水。

1、选择性堵水。

定义:是指通过油井向生产层注入适当的化学剂堵塞水层 或改变油、水、岩石之间的界面张力，降低油水同层的水相渗透率，而不堵塞油 层或对油相渗透率影响较小的化学堵水方法。

1）部分水解聚丙烯酰胺机理: HPAM进入出水层后，HPAM中的酰胺基(-CONH2)和羧基(- COOH)可通过氢键吸附在砂岩的羟基表面，而不吸附部分则留在空间堵塞出水层。(这是因HPAM上的亲水基团使留在空间的不吸附部分向水中伸展，因而对水有较大的流动阻力，起到堵水作用);进入油层的HPAM，由于砂岩表面为油所覆盖，不发生吸附，因此不堵塞油层。因 HPAM 不亲油，分子不能在油中伸展，故对油的流动阻力很小。

2)泡沫堵水 由于泡沫是气体分散在水中所形成的分散体系，它的分散介质是水，所以它 也是优先进入出水层。在出水层中，泡沫是通过气阻效应(即贾敏效应)的叠加产生堵塞。

3）松香酸钠 (松香酸钠皂或松香钠皂)

松香酸钠是由松香 (含80%－90%松香酸)与碳酸钠 (或烧碱)反应生成。由于松香酸钠可与钙、镁离子反应，生成不溶于水的松香酸钙、松香酸镁沉淀，所以，适用于水中钙、镁离子含量较大(例如大于1000mg/l)的油井堵水。而出油层不含钙、镁离子，所以不发生堵塞。

4)阳离子型共聚物

2、非选择性堵水

机理:所用堵剂对水层和油层均可造成堵塞，而无选择性。

堵剂:水泥浆、 树脂 、硅酸钙等。 1)水泥浆封堵。水泥是一种非选择性堵剂，利用它凝固后的不透水性可实现封堵。打水泥塞封堵下层水，挤入窜槽井段封堵窜槽水，或挤入水层堵水。

2)树脂封堵。将液体树脂挤入水层，在固化剂的作用下，成为具有一定强度的固态树脂而堵塞孔隙，以达到封堵目的包括酚醛树脂、尿醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂等。其在固化剂和催化剂作用下形成坚硬的固体，堵塞孔道或裂缝。 与其他措施有机结合的堵水，与其他措施在作用上的互补，产生了它们的有机结合。1

油井堵水工艺

1、油井堵水工序（如右图所示）：

2、油井堵水工艺措施

地质要求：红色标注为出水层，要求对出水层进行有效封堵，封堵成功后生产其它层。

1）封上、采下；

2）封下、采上；

利用打悬空水泥塞、电缆桥塞、填砂等工艺封堵下层；

3）封上下、采中间；

利用封隔器卡上，打悬空水泥塞、电缆桥塞、填砂等工艺封堵下层；

4）封中间、采上下；

利用封隔器卡上、下,封堵中间层采上、下层；

5）水平井（侧钻井）水层封堵；

3、化学堵水工艺技术

步骤：

1）分析地质要求，明确封堵目的；

2）查相关料：套管组合、固井质量、作业井史、以前是否封堵及工艺、周围水井注水情况及层位，邻井作业压力等;

3）确定封堵方案；

4）现场测吸水，确定挤堵压力和用量；

5）挤堵，控制施工排量和压力；

6）钻塞、验效。

4、不同来水堵水方法及控制技术

1）底水、边水和注入水，是油田开发的能量来源，但它们都不可避免地要从油井产出，因此建立不同来水的控制技术，是油井堵水发展的一个必然趋势。

①底水控制技术：

⑴沿底水入侵通道注入水基堵水剂；

⑵将水基堵水剂顶替至油水界面附近；

⑶水基堵水剂的作用控制了底水的入侵。

②边水控制技术

⑴判断边水入侵方向；

⑵在边水入侵方向上布井，注入堵水剂，封堵高渗透层，控制边水入侵。

2）生产层内出水，且是注入水、边水或底水，宜采用选择性堵水方法（控水）。

注入水的控制技术：

⑴对应注水井关井泄压；

⑵高压注水,使用低渗透层升压；

⑶低注入速度下注水基堵水剂；

⑷用低流度过顶替液将堵剂过顶替至离井眼 3 m以外；

⑸关井候凝；

⑹恢复生产。

3）上层水、下层水和夹层水，则采用非选择性堵水方法堵水（堵水）：采用非选择性堵水方法堵水（堵水）。2