油田堵水调剖装备研究与发展

油田堵水调剖装备研究与发展

曹志军 张维友

德州华海石油机械股份有限公司 山东省德州市 253000

摘要：关于油田堵水调剖装备研究与发展，我国开始于20世纪50年代，在70年代化学堵水技术在胜利油田获得有效发展，同时期其它油田也有相应的发展。注水井调整吸水剖面在80年代初首次提出，这对于一个井组或一个区块整体的注水入波及效率的改善十分重要。经过长时间的发展，逐渐形成两类堵水调剖装备技术，即机械和化学并将相应的堵水调剖化学剂研制出来。与此同时，通过机理研究与微观、核磁成像物模试验研究，可更好的认识堵水与解剖机制，从而能够对调剖装置的这项技术的发展创造良好的条件。

关键词：油田；堵水调剖装备；研究；发展

为更好的满足油田开发的需要，机械堵水、化学堵水调剖技术获得长远发展与完善，堵水调剖技术对于油田水波及系数的提高、水驱开发效果的改善十分有效，最终能够促进油藏稳产的实现，但调剖技术的实施与研究离不开优良调剖装备去完成。当下，在油田开发中依然采用水驱开发的方式，在注水开发中因严重的储层非均质性，注入水会沿着高渗透带进行窜流，从而不利于取得良好的注入水波与效果，加快油井含水，尤其是进入高含水开发阶段以后，如果注入量大则造成短路循环的可能性较大，从而对于稳产开发十分不利。而油田良好堵水调剖装备的应用于发展，有助于当前油藏非均质性严重情况的改善，促进注水开发效果的显著提升。

油田堵水调剖装备的技术研究

油田堵水调剖概念

主要作用是提高注入水的波及体积，提高产油量，减少水量，提高油田开发的产油率。封堵多层开采的高渗透，高含水或注入井的高吸水层，减少层间干扰，改善产液剖面或吸水剖面封堵单层采油井的高渗透段或水流大通道或注水井的高吸水井段，封堵水串的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率，达到堵水目的。提高底水油藏的无水和低含水期采油量，深部液流转向，提高波及体积，改善驱替效果，提高采收率。

油田堵水调剖实施常用药剂分类

关于油田堵水调剖工作基于不同施工对象可以分为两类，即注水井调剖堵水、油井调驱，不管采用哪一种当下实施起来最优成效的在于化学剂的应用。在划分堵水剂时基于化学剂对于油层、水层的堵塞可以分为两种，即选择性与非选择性堵水剂；基于不同施工工艺可以分为两种，即双液法、单液法堵水剂。

1.2.1冻胶类

封堵原理：采用物理堵塞兼具吸附、动力捕集作用，其中前者与聚合物链上的多种反应基团、交联剂之间的交联作用有关，有助于网状结构的形成，但是这种结构能够将水在晶格结构中固定，最终所形成的冻胶体极具粘弹性，且能够在孔隙介质中促进物理阻塞的形成，从而能够对水流产生强有力的阻止作用或有助于水流方向的改变。

1.2.2沉淀类

在地层流体中离子和注入化学剂反应的帮助下，能够产生一定沉淀，不利于高渗透层吸水量的提高。其封堵原理主要体现在：将两种无机化学剂溶液注入地层，即由隔离液隔开的溶液，在地层中有助于沉淀堵塞物的形成，从而能够实现对地层孔道的有效封堵，如水玻璃、脂肪酸钠等。另外，该类型的堵水调剖剂能够在深井中油藏高温高盐。

1.2.3颗粒类

封堵原理：物理堵塞是主要的，但是需要对颗粒大小、空隙喉道之间的匹配关系进行密切留意，如水膨体、土类与其他类颗粒。同时，这类堵水剂进入高渗层比较容易，能够有效的封堵高渗透水层，然而因本身不具备良好的悬浮性，在堵塞地层出现沉积的可能性较大，且选择性不高、强度较差，相应的会缩短封堵的有效期。

1.2.4微生物调剖技术

这项技术主要是向地层中注入能够产生生物聚合物的菌种与营养液，在大量繁殖下菌体细胞与代谢产物能够选择向的封堵裂缝高渗透层。在这其中，微生物能够积极地改善地层，如经水流大孔道，微生物能够在多孔介质上更好的生长与繁殖，所产生的菌丝团菌落对于原始渗透率的降低十分有效；同时，在生长繁殖过程中微生物所产生的气体较多，这十分有利于溶液介质环境的改善，促进气锁的形成，更好的结晶与沉淀盐等矿物质，实现对出水层位的有效堵塞，促进采出程度的提高。

2 油田堵水调剖装备的研究

调剖装置就是为了堵水调剖化学工艺技术施工开展，提高油田采收率，增加产油量的目的，减少水量降本增效的一种重要机械设备。调剖装置主要有机械类调剖装置和液压式调剖装置两种形式。

2.1 机械类调剖装置

调剖装置设备多为水泥车或机械三缸泵等为主要设备，其泵注设备由机械端和液力端构成，机械端采用并列三缸或多缸曲柄连杆结构将旋转的运动转换成直线往复运动，推动液力端活塞做功。

优点：尺寸占地少，重量轻、价格低。

缺点：受到曲柄连杆固有结构限制，其冲程短，冲次高，每冲持续时间短，输出量存在周期性波动。不但使药剂分子链严重剪切，而且泵阀、活塞等液力端部件磨损快、寿命短。另外，现有泵不适合大规模长期施工作业，所以普遍存在着设备性能参数不配套、施工周期长、长期使用成本高、工艺效果差等缺陷。这些缺陷严重制约着调剖堵水工艺措施的实施。

2.2 液压式调剖装置

鉴于机械类调剖装置的缺点及走访全国各大油田的调剖堵水需求情况。我公司研制开发出了一种专用的适合堵水调剖及注聚作业的以液压调剖注入泵装置为主的全自动新型调剖装置。该泵运用了液压传动原理，将电动机的高速旋转机械能通过恒功率变量油泵转换成液压油的压力能，再由液压震荡器将液压油的压力能通过活塞直接转换成工作液的压力能，由此改变了传统的机械传动链，减少了机械传动环节，实现了能量的高效率传递。

优点：维修方便、使用寿命长、对堵剂的剪切率小、适合在用所有堵水调剖药剂、易损件寿命长、长期使用成本低。

缺点：制造成本高、外形尺寸大。

3 油田堵水调剖装备的发展趋势

3.1 油田堵水调剖的发展

3.1.1高含水地层油藏描述技术的强化

为便于对高含水油藏、特高含水油层地层条件的充分了解，对相应的油藏描述进行深入的探究十分重要，在此基础上可在短时间内将一套适应地层描述的软件成功研制出来，这一软件主要具有五项功能。即对于油藏平面的描述；垂直渗透率场分部的描述；储层空隙结构变化的描述；剩余油分布的描述；特高含水层油藏实际水淹情况的描述。

3.2.2多轮次堵水调剖效果和堵水剂定位投放技术的强化

通过深入研究多轮次调剖效果的递减机理，可将高含水油藏所具备的地层条件有机结合起来，在此基础上对价格低廉、封堵能力强、施工安全的大剂量调剖剂进行严格的筛选研制，同时认真的选择堵调时机，并深入研究多种堵剂的组合使用技术。

3.2 油田堵水调剖的发展带动调剖装置的发展趋势

3.2.1 调剖装置的自动化程度提高，向节能型迈进，有原来的手动型向智能自动化方向转变，大大降低了工人的劳动强度，改善了员工的工作环境，调剖作业的管理更加方便化。原来的体力劳动型逐渐转变为技术型。

3.2.2 堵水调剖药剂加入控制更加准确，更好满足工艺要求，从而保证堵水调剖的效果。数据准确，可靠并详细记录了整个过程的注聚过程，管理人员可以随时查阅注聚数据，大大降低管理人员的管理难度。提高了提高堵水调剖工艺的装备水平，增强装备实力，更好的服务于油田的二次、三次采油，提高采收率。

3.2.3 逐步实现一套调剖装置同时可施工多口井组、不同压力、不同排量需求的技术转变、同时也可气液混注施工的高技术型发展。

结束语

现如今，我国许多老油田逐渐进入高含水开发阶段，由此日益加剧了油田油藏深部所具有的非均质矛盾，一些油田比较特殊的也逐渐出现严重的高含水问题，为确保控水稳油技术的进一步发展。基于此，对油田堵水调剖技术与全自动新型液压调剖装置进行深入相结合的研究与分析，在后期开发过程中增产稳产技术积极的应用到高含水油田中，由此可促进该技术安全性、可靠性、有效性的显著增强，从而能够提供强有力的参考依据来更好的建设国家各大油田。综上所述，本文简单的介绍了油田堵水调剖装备的研究进展，常规药剂分析如颗粒类、微生物类、冻胶类、树脂类、微生物调剖技术，在此基础上进行深入的研究，就如何更好的应用该技术提出了几点建设性意见。

参考文献：

[1]柯耀斌.论油田化学中堵水调剖的开发及应用[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(03):62-63.

[2]汪双贵，王鑫，王忠忠.调剖堵水技术在高含水油井中的研究与应用[J].中国化工贸易，2017，9（11）：121.

[3]买尔当·吐尔逊,帕提古丽·麦麦提,阙庭丽,闫少波.油田堵水调剖技术研究进展与发展趋势探析[J].中国石油和化工标准与质量,2013,33(14):21.