水平井堵水技术探讨

【摘　要】水平井开采技术已广泛应用于世界上各大油田。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。为提高水平井堵水的效果提供一定的参考价值。

【关键词】水平井；出水；找水方法；堵水剂；堵水技术

1.水平井堵水现状

水平井是油气田开发中一项重要技术，其主要应用于底水油藏、裂缝油藏、稠油油藏和超薄油藏等复杂油藏的开采中。水平井增加了产层的泄油面积，可在低的生产压差下开发油藏，已成为加快产能建设速度、提高采油效率、增加可采储量的重要技术手段。但水平井的井身与油藏平行，油层出水易导致产油量骤减，含水急剧上升。如果不及时堵水的话，突破之后产油便大幅度降低，严重的影响水平井的开发效果。

2.水平井出水原因及主要找水方法

2.1水平井出水特点

水平井含水上升较快，容易造成油层过早“水淹”；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。

2.2水平井出水原因

2.2.1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。

2.2.2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。

2.2.3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。

2.3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。

2.3.1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。

2.3.2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。

2.3.3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。

2.3.4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。

3.水平井堵水剂选择

3.1水平井堵剂性能要求

3.1.1流变性好

堵剂在进入目的层和所需深度之前具有良好的流变性，最好具有良好的剪切稀释性和触变性。

3.1.2稳定性高

有良好的化学稳定性和悬浮稳定性，堵剂在水平段不会沉积和造成堵塞，性能稳定。

3.1.3安全性高

要求对油层的伤害要小，最大限度的保护油气层，还要在井筒内不能造成堵塞或固化。

3.1.4封堵强度高

封堵强度要高，耐冲刷能力要强，对出水层能实施有效的封堵，有效期要长。

3.1.5工艺可行

由于水平井井身结构、出水部位的特点，堵剂体系应适合水平井堵水工艺。

3.2水平井堵剂体系选择

根据水平井井身结构及其出水的特点，结合水平井堵剂应具有的特点，选择了选择性延迟交联聚合物冻胶堵剂体系、双基团二次交联聚合物堵剂体系、预交联两性聚合物堵剂体系和可降解屏蔽堵剂体系四种水平井堵剂。

4.水平井堵水技术探讨

4.1保护液-井底压力平衡法水平井堵水技术

4.1.1选井原则及适用范围

以趾部出水为主的水平井或大斜度井；水平井段和射孔井段较长，含水上升较快的水平井；优先选择裸眼完井且出砂不太严重的水平井；尚有较大增产潜力的水平井。

4.1.2基本原理

为了防止冻胶沿挠性油管向水平井井段回流，在注化学封堵剂之前，在地面向环空注入保护液体。当保护液体沿环空到达挠性油管末端时，开始从挠性油管注入冻胶。通过连续注入达到保护油层的目的，可有效降低对产层的污染。

4.1.3堵剂的选择与组合

（1）保护液体。保护液体漏失到储层的速度应很低，对近井地带的渗透率伤害较小，可以采用高粘稠油或有机体系。

（2）水平井主堵剂。对于中高渗透层选择延迟交联聚合物冻胶堵剂；对于中低渗透层可选择预交联两性聚合物堵剂。

（3）高强度封口剂。根据前面堵剂的封堵情况，选择高强度的封口剂进行封口，以防止返吐，延长封堵有效期。

（4）堵剂组合的顺序。保护液体（措施井生产的原油或高粘稠油）＋水平井主堵剂（延迟交联聚合物冻胶；预交联两性聚合物）＋高强度封口剂＋顶替液。

4.2笼统注入法水平井堵水技术

4.2.1选井原则及适用范围

无法确定出水层位或近井区域无分隔层（如页岩层）的水平井；水平井段和射孔井段较长，含水上升较快的水平井；优先选择裸眼完井且出砂不太严重的水平井；尚有较大增产潜力的水平井。

4.2.2基本原理笼统注入调堵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。将堵剂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。

4.2.3堵剂的选择与组合

（1）油层选择性暂堵保护剂，对于渗透率差异较大的水平井，需要先用细颗粒选堵剂先对油层实施暂堵保护。

（2）水平井堵水主堵剂，对于中高渗透层选择延迟交联聚合物冻胶堵剂；对于中低渗透层可选择预交联两性聚合物堵剂；对于低渗透低层可选用泡沫或乳状液堵剂。

（3）高强度封口剂，根据前面堵剂的封堵情况，选择高强度的封口剂进行封口，以防止返吐，延长封堵有效期。

（4）堵剂组合的顺序，油层暂堵保护剂（或HPAM水溶液）＋水平井主堵剂（延迟交联聚合物冻胶；预交联两性聚合物；粘弹性表面活性剂凝胶或泡沫乳状液）＋高强度封口剂＋顶替液。

4.3可降解屏蔽暂堵法水平井堵水技术

4.3.1选井原则及适用范围

以跟部出水为主的水平井或大斜度井；水平井段和射孔井段较长，含水上升较快的水平井；优先选择裸眼完井且出砂不太严重的水平井；尚有较大增产潜力的水平井。

4.3.2基本原理

为了防止工作液进入油层造成伤害，采用可降解屏蔽暂堵法。其原理是采用挠性油管将可降解屏蔽堵剂置入跟部以前的水平井井段，利用可降解屏蔽堵剂快速产生封堵的特点，来对油层产生保护作用。

4.3.3堵剂的选择与组合

（1）可降解屏蔽堵剂。用作可降解屏蔽堵剂的有高强度自动破胶的聚合物冻胶、可降解的生物聚合物冻胶、单向压力屏蔽剂等。

（2）水平井堵水主堵剂。对于中高渗透层选择延迟交联聚合物冻胶堵剂；对于中低渗透层可选择预交联两性聚合物堵剂。堵剂可进行多段塞组合使用。

（3）高强度封口剂。根据前面堵剂的封堵情况，选择高强度的封口剂进行封口，以防止返吐，延长封堵有效期。

（4）堵剂组合的顺序。可降解屏蔽堵剂＋水平井主堵剂（延迟交联聚合物冻胶；预交联两性聚合物）＋高强度封口剂＋顶替液。

【参考文献】

［１］罗英俊.采油技术手册，石油工业出版社，2006．

［２］邹艳霞.采油工艺技术，石油工业出版社，2011．

［３］张琪.采油工程原理与设计，中国石油大学出版社，2006．