油水井的化學改造-堵水

任務二：油井堵水項目二：油水井的化學改造知識點01概述選擇性堵水劑知識點02知識點03非選擇性堵水劑概述01知識點任務二：油井堵水知識點1：概述油井出水注入水及邊水“舌進”

底水“底水錐進”“水竄”上層水、下層水及夾層水知識點1：概述油井出水的危害出砂自噴井不能自噴。降低油藏采收率增大注水工作量腐蝕12345知識點1：概述油井堵水是指從油井控制水的產出一油井堵水知識點1：概述可用注水開發(fā)油藏油井與注水井間的壓降曲線二油井堵水重要性調剖空間拐點堵水空間知識點1：概述化學堵水劑裂縫地層、厚層底部出水機械法堵水出水層明確簡單易行，成本低，收效大，便于推廣化學法堵水三油井堵水方法知識點1：概述

選擇性堵水劑

非選擇性堵水劑化學堵水劑只與水作用而不與油作用既堵水又堵油四化學堵水劑及其分類知識點1：概述選擇性堵水劑——分類

水基堵劑油基堵劑醇基堵劑四化學堵水劑及其分類應用最廣，品種最多，成本較低的一類堵劑知識點1：概述選擇性堵水劑——特點不影響產層開采堵劑用量大成本高四化學堵水劑及其分類任務二：油井堵水項目二：油水井的化學改造知識點01概述選擇性堵水劑知識點02知識點03非選擇性堵水劑選擇性堵劑02知識點任務二：油井堵水知識點2：選擇性堵劑定義:是指那些對油和水或產油層和產水層的封堵有差別的堵水劑。選擇性堵劑知識點1：概述選擇性堵水劑——分類

水基堵劑油基堵劑醇基堵劑應用最廣，品種最多，成本較低的一類堵劑知識點2：選擇性堵劑分子結構水基一、HPAM（部分水解聚丙烯酰胺）

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對水和油具有明顯的選擇性對油的滲透率降低不超過10%對水的滲透率降低可超過90%知識點2：選擇性堵劑水基一、HPAM使用條件相對分子質量：3.0╳106~1.2╳107水解度:10%~15%濃度：0.2-0.8%知識點2：選擇性堵劑1）它優(yōu)先進入含水飽和度高的地層;選擇性機理2）進入地層的HPAM可通過氫鍵吸附在由于水沖刷而暴露出來的地層表面;水基一、HPAM知識點2：選擇性堵劑

OHHCH

CH

CH

CH

CH

CHCHCHHOOCCOOHO

氫鍵

砂巖表面通過

COOH形成的氫鍵

HOOC

砂巖表層通過

形成的氫鍵氫鍵知識點2：選擇性堵劑4）HPAM可為油提供一層能減少流動阻力的水膜.選擇性機理砂粒水的流動砂粒油的流動砂粒砂粒3）HPAM分子中未吸附部分可在水中伸展，減小地層對水的滲透性;水基一、HPAM知識點2：選擇性堵劑提高HPAM吸附量的措施123將HPAM溶于鹽水注入地層用交聯(lián)劑溶液預處理地層地下提高水解度法水基一、HPAMHPAN(部分水解聚丙烯腈)與HPAM結構相同，也可用于油井的選擇性堵水知識點2：選擇性堵劑

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分子結構水基二、陰陽非三元共聚物知識點2：選擇性堵劑吸附伸展選擇性堵水選擇性機理陽離子鏈節(jié)陰離子鏈節(jié)非離子鏈節(jié)水基二、陰陽非三元共聚物在油層由于砂巖表面為油所覆蓋，不發(fā)生吸附知識點2：選擇性堵劑水基二、陰陽非三元共聚物阻力系數聚合物殘余阻力系數部分水解AM-AMBTAC共聚物HPAM7.2295.0233.7392.031部分水解AM-AMBTAC公聚物與HPAM封堵能力的對比知識點2：選擇性堵劑水基二、陰陽非三元共聚物阻力系數聚合物殘余阻力系數部分水解AM-AMBTAC共聚物HPAM7.2295.0233.7392.031部分水解AM-AMBTAC公聚物與HPAM封堵能力的對比知識點2：選擇性堵劑陽離子型聚合物是指可在水中解離出陽離子鏈節(jié)的聚合物分子結構水基三、陽離子型聚合物

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知識點2：選擇性堵劑

可優(yōu)先進入出水層，并優(yōu)先吸附在被水沖刷而暴露出來

的帶負電的巖石（例如砂巖和一些碳酸鹽巖）表面上，被吸附聚合物中未被吸附的鏈節(jié)可向水中伸展，抑制水的產出，起堵水作用。

在油層由于砂巖表面為油所覆蓋，不發(fā)生吸附。選擇性機理水基三、陽離子型聚合物知識點2：選擇性堵劑在水層，以水作分散介質的泡沫可優(yōu)先進入出水層;在出水層穩(wěn)定存在；通過疊加的Jamin效應，封堵來水.選擇性機理

在油層，油可乳化在泡沫的分散介質中形成三相泡沫。分散介質中的一些油珠，可經歷圖5－7所示的過程，引起泡沫的破壞，所以進入油層的泡沫不堵塞油層。選擇性機理水基四、泡沫知識點2：選擇性堵劑油油油油氣水氣水氣水氣水（I）（II）（III）（IV）I—泡沫分散介質中的油珠；II—油珠上浮形成凸起膜；III—凸起膜排液、斷裂，使油與氣直接接觸；

水基五、泡沫任務二：油井堵水項目二：油水井的化學改造知識點01概述選擇性堵水劑知識點02知識點03非選擇性堵水劑選擇性堵劑02知識點任務二：油井堵水知識點2：選擇性堵劑分子結構通式：RnSiX4-n式中：R——烴基

X——鹵素（即氟、氯、溴或碘）

n——l～3的整數。油基一烴基鹵代甲硅烷CH3ClSiCH3Cl二甲基二氯甲硅烷不溶于水，可溶于油。知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水層：油基一烴基鹵代甲硅烷CH3ClSiCH3Cl+2H2OCH3OHSiCH3OH+2HCl（二甲基甲硅二醇）nCH3OHSiCH3OH+(n-1)H2OHO[SiO]n

HCH3CH3（聚二甲基甲硅二醇）知識點2：選擇性堵劑1、該堵劑適用于砂巖油層堵水，適用井溫為150~200℃。2、施工時要求絕對無水。油基一烴基鹵代甲硅烷注意：油層：無水知識點2：選擇性堵劑分子結構油基二四烴基原硅酸酯ROORSiROOR四烴基原硅酸酯知識點2：選擇性堵劑油基二四烴基原硅酸酯如：CH3OOCH3SiCH3OOCH3四甲基原硅酸酯CH3CH2OOCH2CH3SiCH3CH2OOCH2CH3四乙基原硅酸酯CH3CH2CH2OOCH2CH2CH3SiCH3CH2CH2OOCH2CH2CH3四丙基原硅酸酯知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水層：遇水發(fā)生水解和縮聚反應，如下：油基二四烴基原硅酸酯(1)水解：ROORSiROOR四烴基原硅酸酯+4H2OHOOHSiHOOH原硅酸+4ROH知識點2：選擇性堵劑選擇性機理油基二四烴基原硅酸酯(2)縮聚：在水中的水解產物縮聚后，可形成網絡結構，使水失去流動性，起堵水作用。HOOHSiHOOH原硅酸n+2nH2O[SiO]n

O油層：沒有水反應不發(fā)生，沒有封堵作用。知識點2：選擇性堵劑分子結構是由多羥基化合物與多異氰酸酯聚合而成。異氰酸基（－NCO）>羥基（－OH）油基三聚氨基甲酸酯要求官能團數量知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水層：油基三聚氨基甲酸酯—NH2+—NCO—NH—C—NH—O脲鍵—NCO+H2O—NH2+CO2氨基異氰酸基+—NCO—NH—C—NH—O體型的聚氨基甲酸酯油層：無水，上述反應發(fā)生。知識點2：選擇性堵劑注意：三種添加劑稀釋劑：稀釋作用，提高其流動性。

二甲苯、二氯乙烷、石油餾分油基三聚氨基甲酸酯封閉劑：控制異氰酸基反應時間。

C1-C8的低分子醇。催化劑：改變封閉反應速度。

二甲基乙醇胺、三乙胺、三丙胺知識點2：選擇性堵劑油基四油基水泥是水泥在油中的懸浮體。水泥：相應井深的油井水泥油：汽油、煤油、柴油、低粘度原油表面活性劑：陰離子型（羧酸鹽、磺酸鹽型）組成知識點2：選擇性堵劑水層：水泥表面親水，當它進入出水層時，水置換水泥表面的油并與水泥作用，使水泥固化，封堵出水層。油層：油基四油基水泥選擇性機理知識點2：選擇性堵劑溶有乳化劑的稠油。乳化劑為油包水型乳化劑（如Span80），也可用氧化瀝青溶于油中配成活性稠油。油基五活性稠油知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水層：油包水型乳狀液，利用賈敏效應降低水相滲透率。油層：無水，或即使有水但數量很少，也不能形成高粘的乳狀液，對油相滲透率影響不大。油基五活性稠油知識點2：選擇性堵劑組成低聚合度的苯酚-甲醛樹脂苯酚-糠醛樹脂油基六偶合稠油溶于稠油中配成。知識點2：選擇性堵劑選擇性機理樹脂可與地層表面反應，產生化學吸附，加強了地層表面與稠油的結合（偶合），使它不易排出，延長有效期。油基六偶合稠油知識點2：選擇性堵劑結構醇基一松香二聚物醇溶液易溶于低分子醇難溶于水知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水層：遇水，水即溶于醇中，降低了它對松香二聚物的溶解度，使松香二聚物飽和析出，以固體狀態(tài)存在，對于水層有較高的封堵能力。油層：無水，或少量水，沉淀少，對油相滲透率影響不大。醇基一松香二聚物醇溶液任務二水膨體堵水劑的評價項目二：油水井的化學改造知識點01實驗目的實驗原理知識點02知識點03儀器和藥品知識點04實驗步驟知識點05數據處理與分析實驗目的01知識點任務一：水膨體堵水劑的評價掌握水膨體堵水劑的評價方法了解使用條件對堵水劑效果的影響知識點1：實驗目的實驗原理02知識點任務一：水膨體堵水劑的評價水膨體型堵水劑是適度交聯(lián)的聚合物，利用吸水膨脹的原理堵水的，當干燥的堵水劑遇到水后，會吸收水分使體積增大，從而地層空隙產生封堵作用。知識點2：實驗原理該類堵水劑的堵水效果和制備過程有關，聚合物含量、引發(fā)劑含量、交聯(lián)劑用量、反應溫度和時間都可以影響使用效果。知識點2：實驗原理本次試驗我們通過改變水膨體用量、水中鹽含量、水溫等條件，評價吸水膨脹倍數，分析各個因素對效果的影響。知識點2：實驗原理知識點2：實驗原理

吸水膨脹倍數的計算：藥品和儀器03知識點任務一：水膨體堵水劑的評價知識點3：實驗藥品和儀器藥品PAM，NaCl，H2O儀器恒溫水浴箱、燒杯、量筒、天平實驗步驟04知識點任務一：水膨體堵水劑的評價1、聚合物用量對吸水膨脹倍數的影響分別在燒杯中稱取制備好的PAM0.5g、1.0g、1.5g、2.0g，加入300ml蒸餾水，放入溫度為60℃的水浴中，恒溫3h，取出后用濾紙吸掉PAM表面的水分后稱量，計算吸水膨脹倍數。知識點4：實驗步驟2、水中含鹽量對吸水膨脹倍數的影響在四個燒杯中各量取300ml蒸餾水，分入加入氯化鈉1.0g、2.0g、3.0g、4.0g，再加入制備好的PAM各1.0g，放入溫度為60℃的水浴中，恒溫3h，取出后用濾紙吸掉PAM表面的水分后稱量，計算吸水膨脹倍數。知識點4：實驗步驟3、聚合物濃度對成凍時間的影響在四個燒杯中各量取300ml蒸餾水，再加入制備好的PAM各1.0g，分別放入溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、的水浴中，恒溫3h，取出后用濾紙吸掉PAM表面的水分后稱量，計算吸水膨脹倍數。知識點4：實驗步驟數據處理與分析05知識點任務一：水膨體堵水劑的評價知識點5：實驗數據處理與分析1.聚合物用量對吸水膨脹倍數的影響聚合物加量/g0.51.01.52.0吸水后質量/g知識點5：實驗數據處理與分析2.水中含鹽量對吸水膨脹倍數的影響氯化鈉加量/g1.02.03.04.0吸水后質量/g知識點5：實驗數據處理與分析3.水溫對吸水膨脹倍數的影響水溫/℃40506070吸水后質量/g思考分析以上各因素對吸水膨脹倍數的影響，并繪制曲線圖。任務二：油井堵水項目二：油水井的化學改造知識點01概述選擇性堵水劑知識點02知識點03非選擇性堵水劑選擇性堵劑02知識點任務二：油井堵水知識點2：選擇性堵劑凍膠對油和水有明顯的選擇性，對油和水有不成比例的滲透率降低。水基五、凍膠圖5-13凍膠對油和水產生的不成比例的滲透率降低（提供數據的作者：Needham,Zaitoun）凍膠對水滲透率的降低凍膠對油滲透率的降低12351010050201052知識點2：選擇性堵劑——膨脹/收縮機理水的流動砂礫砂礫a凍膠水流與凍膠中的水不存在界面，不能對凍膠施壓圖5-14解釋凍膠選擇性的膨脹/收縮機理

a—凍膠在水流中保持膨脹狀態(tài)；b—凍膠在油流壓力下脫水收縮。選擇性機理水基四、凍膠油的流動砂礫砂礫b油流與凍膠的水存在界面，可對凍膠施壓凍膠知識點2：選擇性堵劑——膨脹/收縮機理水的流動油的流動砂礫砂礫砂礫砂礫ab凍膠水流與凍膠中的水不存在界面，不能對凍膠施壓油流與凍膠的水存在界面，可對凍膠施壓凍膠圖5-14解釋凍膠選擇性的膨脹/收縮機理

a—凍膠在水流中保持膨脹狀態(tài)；b—凍膠在油流壓力下脫水收縮。選擇性機理水基四、凍膠知識點2：選擇性堵劑——油水分流機理圖5-15解釋凍膠選擇性的油水分流機理a—親水表面；b—親油表面選擇性機理水基四、凍膠知識點2：選擇性堵劑分子結構水基六水玻璃Na2SiO3化學名稱硅酸鈉Na2O·nSiO2知識點2：選擇性堵劑特點：四敏水基六水玻璃熱敏鹽敏鈣鎂敏酸敏沉淀量/(gkg).-1溫度/c0

隨著溫度的升高和時間的延長，沉淀量不斷增大。知識點2：選擇性堵劑特點：四敏水基六水玻璃熱敏鹽敏鈣鎂敏酸敏沉淀量/(gkg).-1

406080100

120140w(NaCl)/%鹽含量越大，沉淀量越大。知識點2：選擇性堵劑特點：四敏水基六水玻璃熱敏鹽敏鈣鎂敏酸敏

知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水基六水玻璃四敏水相一敏油相知識點2：選擇性堵劑分子結構是指能溶于水中的高碳數有機酸鹽。松香酸鈉、環(huán)烷酸鈉、脂肪酸鈉等都是水溶性皂。水基七水溶性皂

COOH（松香酸）

CH

2

COONa（松香酸鈉）

CH

知識點2：選擇性堵劑水基七水溶性皂選擇性機理

COONa（松香酸鈉）

CH

COO（松香酸鈣（鎂））

CH

COO（松香酸鈣（鎂））

CH

水層：知識點2：選擇性堵劑油層：不含鈣、鎂離子,因而不堵塞油層。適用范圍:含鈣、鎂離子高于1000mg/L的油井。水基七水溶性皂選擇性機理知識點2：選擇性堵劑水基八山崳酸鉀分子結構

COOK20（山崳酸鉀）可溶于水知識點2：選擇性堵劑選擇性機理水層：油層：沒有鈉離子水基八山崳酸鉀

20

20

（山崳酸鉀）（山崳酸鈉）知識點2：選擇性堵劑水基九烷基酚-乙醛樹脂分子結構OH[CH]R

烷基苯酚乙醛石油磺酸（催化劑）100℃溶于油，不溶于水知識點2：選擇性堵劑選擇性機理該樹脂溶于油，不溶于水，從而起到選擇性堵水的目的。水基九烷基酚-乙醛樹脂知識點2：選擇性堵劑組成是用水包油型乳化劑將稠油乳化在水中配成。水基十水包稠油知識點2：選擇性堵劑選擇性機理1）優(yōu)先進入水層。2）在水層，乳狀液破壞，油珠聚并為高粘的稠油，產生很大的流動阻力，減少水層出水。水基十水包稠油知識點2：選擇性堵劑注意乳化劑的選擇：水基十水包稠油陽離子型表面活性劑任務二：油井堵水項目二：油水井的化學改造知識點01概述選擇性堵水劑知識點02知識點03非選擇性堵水劑非選擇性堵劑03知識點任務二：油井堵水知識點3：非選擇性堵劑定義:是指那些對油和水或產油層和產水層的封堵無差別的堵水劑。

適用于封堵單一水層或高含水層。非選擇性堵劑知識點3：非選擇性堵劑分類一樹脂型堵劑二凍膠型堵劑三凝膠型堵劑四沉淀型堵劑五分散體型堵劑知識點3：非選擇性堵劑熱固性樹脂：加熱不軟化，不能反復使用熱塑性樹脂：受熱時軟化或變形，冷卻時凝固，能反復使用結構：由低分子物質通過縮聚反應產生不溶不熔高分子物質的堵劑。一樹脂型堵劑分類：知識點3：非選擇性堵劑酚醛樹脂：脲醛樹脂：環(huán)氧樹脂：一樹脂型堵劑知識點3：非選擇性堵劑將熱固性酚醛樹脂與固化劑（指加速固化的催化劑，如草酸）混合后擠入水層。在水層溫度和固化劑作用下，熱固性酚醛樹脂可在一定時間內交聯(lián)成不溶不熔的酚醛樹脂，將水層堵住。作用機理適用于封竄堵漏和高溫地層。知識點3：非選擇性堵劑組成:二凍膠型堵劑聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、羧甲基纖維(CMC)、羥乙基纖維(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)、羧甲基半乳甘露糖(CMGM)、羥乙基半乳甘露糖(HEGM)、木質素磺酸鈉(Na-Ls)、木質素磺酸鈣(Ca-Ls)等高分子溶液高價金屬離子所形成