1、邊底水油藏開發對策前言一、底水錐進機理二、采水消錐機理三、底水錐進的影響因素四、控制底水錐進的方法（一）油井控制底水錐進的方法1、排水采油法2、雙管同采抑制水錐技術3、雙層完井采水消錐技術4、錐進控制與井下油水分離技術5、人工夾層抑制底水錐進6、水平井控制底水錐進7、注氣抑制水錐8、化學堵水控制底水錐進（二）注水井控制底水錐進的方法1、注水控制底水錐進2、采用注聚合物、油水乳狀液、泡沫和空氣改善注水效果（三）綜合治理技術五、控制底水工藝發展趨勢推薦精選邊底水油藏開發對策前言目前我國大部分油田已進入中高含水期，進入高含水期開采之后，產油量遞減加快。在這些高含水油田中，底水油藏所占數目巨大，儲量豐

2、富。底水油藏儲層厚度大水體大，天然能量充足，開發中面臨的最突出的問題是如何防止和抑制底水錐進。國內外油田實踐經驗表明：底水油藏開發的關鍵技術是抑制水錐或控制底水錐進，最大程度地延長油井無水采油期和控制底水均勻驅替，以達到提高底水油藏開發效果的目的。目前技術措施主要體現在：優化射孔、臨界產量與臨界壓差的控制；采用水平井方案開發底水油藏；在油水界面附近打人工隔板以阻擋底水；開發后期加密井調整技術；完井技術（如雙層完井）以及采油技術（如油水分采）等等。一、底水錐進機理在有底水的油藏中，油藏開采以前，水位于油層的下部，油位于油層的上部打開層段下面將形成半球狀的勢分布（圖1），由于垂向勢梯度的影響，油水

3、接觸面就會發生變形，在沿井軸方向勢梯度達到最大。因而，此時的接觸面形成喇叭狀，這種現象即為底水錐進。從機理上講，垂向平面上油水接觸面的變形和水平面上水驅替前緣的變形是類似的，兩者都是由于匯聚于井底的勢引起的。隨著油井的投產，界面的錐狀體將逐漸形成。錐體的上升速度取決于該點處勢梯度值的大小以及該處巖石的垂向滲透率，錐體的上升高度取決于因水油密度差（推薦精選w-o）引起的重力與垂向壓力梯度的平衡。如果油井的產量小于臨界產量，將形成某一穩定的錐狀體（圖2），其頂部不再向上擴展。因此，只要油井的產量qo小于臨界產量qocrit生產，底水的錐狀體就是穩定的。當油井產量qo超過臨界產量qocrit時，水錐

4、體變得不穩定，并一直上升竄入井底（圖3），之后油井開始產水，且含水不斷上升。因此，臨界產量可定義為無水產出時的最高產量。二、采水消錐機理油井采油時，油藏周圍產生壓力降，油水接觸面將出現變形，當產量增加時，底水層的水越過油水界面向油層侵入，錐體升高，超過一定采油量時，錐體逐漸上升到井底，在此之后，水就大量涌入井筒。油水界面發生變形，水錐高度成為生產量和油藏參數等外部可控參數的復雜函數。推薦精選水錐穩定的條件可寫為：式中 ho井底到錐頂的距離，m；Pwoc水界面處壓力，MPa；Pwf井底壓力，MPa；hw油水界面到錐頂的距離，m。在開采過程中，由于Pwf逐漸降低，而要保持平衡，就不可避免地造成hw

5、升高。若要防止水錐，需保持一個很小的開采壓差，這顯然與實際不相符，也不符合工程要求，同時經濟效益也不高。從hw的表達式可知，要保持hw不增加，就必須在油水界面之下作用一個相當于hw高度的壓力差來阻止底水上升。換句話說，也就是產生一個壓力降，使其等于采油生產時井底產生的hw高度的壓頭。在油水界面附近施加一個可控流量，形成一定壓差來平衡采油過程中造成的油水界面處的壓降。根據這一壓降條件，可設計出消除底水突破油井的工藝方法，即油層和水層兩匯同時生產。該方法可使油水界面上的壓力處于相對平衡，油水界面不發生變形。三、底水錐進的影響因素研究文獻和生產實踐表明，影響底水錐進產生和水錐上升速度的因素很多，主要

6、有：推薦精選生產壓差、射孔打開程度、隔夾層發育及其位置、垂向水平滲透率比、油水粘度比、儲層沉積韻律和邊底水能量。其中生產壓差、隔夾層發育及其位置、射孔打開程度、垂向水平滲透率比是影響底水錐進的關鍵因素。3.1生產壓差在油井產量較低、生產壓差較小的情況下，由于油水重力差異，油水界面在油層中均勻、緩慢、大范圍地向上托進，當托進到一定程度或生產壓差達到一定程度時，水體只在井底附近以很小的范圍向上錐進。油井投產初期生產壓差過大則會導致水錐的形成；低含水期，過大的生產壓差會加速底水的錐進；在中、高含水期，生產壓差過小又不足以驅動啟動壓力較大的中、低滲透帶油層，特別是當儲層非均質性較強或存在低滲透帶、薄夾

7、層時，這種影響會更加明顯。造成水錐形成和影響水錐上升速度的因素很多，如射孔井段、采油速度、油層厚度、夾層分布、油水密度差等，其中生產壓差是最為敏感而又最難以把握的因素之一。一般來說，油井的打開程度是不容易改變的，但油井的工作制度是可以改變的。因而在實際生產過程中，可調整油井的工作制度，即改變油井的生產壓差使油井的生產狀態達到最佳。3.2射孔打開程度射孔打開程度是指在射孔完井條件下，射孔井段的含油層厚度與含油層總厚度之比。打開程度是底水油藏開采中的一個重要參數，打開程度高，可以提高油井的產能，但油井見水也快；打開程度低，見水慢，但油井產能低。調研文獻表明關于推薦精選底水油藏的射開程度，生產實踐上

8、已有1/32/3的大致原則，通常最佳的打開程度為30%。西南石油大學李傳亮對底水油藏最佳打開程度進行了研究，發現對于無隔夾層的底水油藏，油井的生產壓差、最佳打開程度以及最佳打開程度下的油井產量，相互之間存在密切的相關性。實際工作中可以通過調整油井的工作制度，即改變油井的生產壓差使油井生產達到最佳狀態，對應于不同的生產壓差，存在不同的最佳打開程度，對于隔夾層比較發育的底水油藏，油井應根據隔夾層分布情況進行射孔。由于油藏的非均質性及各向異性，油井的打開程度可以根據地下油水接觸關系，在理論值的前提下區別對待。在確定底水油層的射開程度時，需主要考慮以下兩個方面：其一，要滿足油層產液能力的需要。由上可知

9、，射開程度越低，其臨界產量越高，但由此產生的附加阻力將大大增加，所以說底水油層射開程度不是越低越好。其二，要能最大限度的抑制水錐。射開程度越高，產液能力越強，推薦精選但油井見水時間越早，所以也不能說射開程度越高越好。因此，應從油井或油田的產能需要、底水油藏的產狀與類型來綜合確定底水油藏的射開程度。3.3隔夾層的發育及其位置若油層段存在隔夾層，應盡量避免射開隔夾層以下部分油藏厚度段，盡管隔夾層遮擋的這部分油難以采出，卻可以盡量延緩底水錐進速度，增加單井采油量。此外，隔夾層的滲透率性和延伸距離對油井生產有一定影響。當隔夾層具有滲透性即物性夾層，雖然有一定延緩水錐的作用，但底水一旦突破就失去了屏蔽水

10、錐作用。由于隔夾層在底水油藏中具有消錐的作用，工藝上可以在距油水界面以上一定距離注入化學劑的方法形成人工隔板，延緩底水的錐進。國內西南石油大學的李傳亮等推導了底水油藏中，油井正下方油水界面之上存在一非滲透隔夾層，在均質各向同性地層，穩定滲流等假設條件下的臨界產量公式、見水時間公式以及半滲透性隔板底水油藏見水預測公式，對水錐形狀做了理論上的探討，并得出以下結論：(1)隔夾層越厚，臨界產量越高；(2)隔夾層半徑越大，臨界產量越高，但由于隔夾層半徑與臨界產量是對數關系，對臨界產量影響不大。3.4垂向水平滲透率比推薦精選垂向水平滲透率比kv/kh對底水水錐的影響也是非常顯著的。kv/kh的值越小，說明

11、流體平面上的擴散能力遠高于縱向上的擴散能力，因此底水在驅替過程中，必將優先向平面上擴散，導致底水向上托進比較緩慢，其結果就是水錐突破時間較晚，無水采出程度較高。隨著kv/kh的值不斷增大，油井見水時間將不斷提前，無水采出程度也將逐漸減小。kv/kh大于1.0以后，油井已無明顯的無水采油期。在kv/kh值從0.05到2.0的變化過程中，油井含水特征曲線逐漸由凹型過渡到凸型。3.5油水粘度比油水粘度比o/w對底水影響也比較顯著，o/w越大，油井無水采油期越短，無水采出程度越小。因此，在底水油藏進行注水開發的時候，若能在注入水中加入適當的增粘劑（如乳狀液、泡沫、聚合物等），除能增加水淹體積外，還能抑

12、制底水錐進。影響底水錐進的因素非常多，上面只是提到了一些主要因素，其中生產壓差和射孔打開程度的影響尤為突出。四、控制底水錐進的方法底水油藏開發所面臨的一個最大問題就是底水錐進，從而導致生產井大量出水。對于底水錐進的抑制，油田工作者進行了許多理論研究，除了制定合理的油田開發方案、合理的油水井工作制度、控制開采速度和井底壓力等措施之外，國內外學者還提出了各種各樣抑制底水錐進、提高采收率的方法。其中排水采油、人工打隔板技術以及水平井技術是目前國內外關于底水油藏現場施工和理論研究的熱點以及解決底水錐進問題的主要措施。推薦精選（一）油井控制底水錐進的方法1、排水采油法若要防止水錐或水脊，可以在油水界面之

13、下作用一可控流量，形成一定壓差來平衡采油過程中在油水界面處形成的壓降，來阻止底水上升，根據這一原理設計出控制底水竄入油井的方法，就是排水采油或采水消錐法。一般排水采油主要分以下幾種情況:(l)在直井中，采用雙管封隔器在油水界面上部處，封住油水層，用副管采水，主管采油，雙管同采來抑制水錐；(2)若用單管封隔器，油管采水，油套環空采油，雙層完井抑制水錐技術;(3)若用水平井開采時，在同一直井段中在油水界面之上鉆一水平段進行采油，而在油水界面之下鉆另一水平段，用來采出一部分水，這樣在油水界面附近也造成平衡采出原油所造成的壓差，達到消錐的目的。2、雙管同采抑制水錐技術雙管同采抑制水錐技術的原理非常簡單

14、，就是主管和副管同時生產，如圖4所示，主管在油層射孔，副管在水層射孔。隨著副管將水采出，水錐回落。推薦精選3、 雙層完井采水消錐技術底水油藏由于重力的作用自然形成油水界面，雙層完井的目的就是在采油過程中保持油水界面穩定，防止水進入采油區，并且不使油進入采水區，如圖5所示。該方法設計的關鍵在于油和水的開采速度以及油、水層射孔段相對于油水界面的位置。該方法的主要原理是：采油時因油井周圍的壓力降低導致水錐的產生，若在油水界面以下的水層產生一平衡降壓，就可以防止水錐的發生。在油水界面以下采水，水從油管采出；在油水界面以上采油，油從油套環空采出。控制采油、采水速度，使油水界面上壓力平衡，從而達到油水界面

15、穩定。當變化采油、采水速度時，可能造成油水界面不穩定；當采水速度低于某值時，采出油中就出現水。最終還要變化采油、采水速度以提高產量。推薦精選雙層完井技術理論是成功可行的，能有效地防止底水錐進；這種技術比常規完井技術的償還成本時間短，可將采油速度提高到超出特性曲線的范圍，這關鍵取決于經濟效益；采出的油可直接輸入到油罐中出售，采出的水可直接輸入到污水處理系統。實驗證明，雙層完井技術在控制水錐和消除采出水污染方面取得了成功，為底水油藏的開發提供了廣闊的前景，具有很好的經濟效益。但該技術不但與油藏地質條件有關，還與采油工藝技術、井況、井深結構、油井深度、固井質量、射孔完井、油井生產動態、油井出水原因等

16、諸多因素有關，對各種技術都有較高的要求，采水和采油的液量比及水層的射孔位置也很難確定，且該技術的投資大、風險也大，這些因素勢必限制該技術的運用和發展。因此，雙層完井技術里礦場運用仍有很長的一段距離，有待于進一步的完善和發展。4、錐進控制與井下油水分離技術井下油水分離技術是加拿大工程研究中心率先提出的設想，并進行了可行性論證推薦精選。該項技術通過將水力旋流器與經過改進的多流井下泵相結合，實現采油、井下油水分離和采出水同井回注，具有控水，穩油，節能，節支，增儲，環保等多種優點。井下油水分離系統的優點，只有在一定的條件下通過應用才能體現出來。對于底水油藏，該項技術能減緩底水錐進，提高開采效果。 底水

17、“錐進”可造成大量的油丟棄在地下，從一個層的頂部很窄的射孔段中采出大量的水可以提高采出量，但往往降低了采油效率。水平井既可減緩水錐趨勢，又可保持經濟產率。井下油水分離系統能通過上部地層注水或者向水平井段下方地層注水，達到減少產至地面的水量。其方法是“錐進抑制”或“反錐進”。一組炮眼位于油藏含油部分，另一組炮眼位于對水錐有抑制作用的含水部分。在水錐抑制情況下，液體產自油帶和水帶內部。此時，從原理上講，并不要求使用井下油水分離系統而只要求一個雙流泵設計。從圖6的水錐進抑制圖中看出，下部井段只產水，產生的水向下注到一地層中，或注到相同的層，但必須有一半連續性遮擋的地層中。反錐進稍不同于錐進抑制性。其

18、差別是：下部井段水排量很高，以至于不產凈水。而被分離的水的攜油量又不能傷害注水層或造成儲量損失。圖6展示如何將一個雙流泵同一井下分離器結合起來并安裝于井中，以達到從“反錐進”型式中采油。原理上，一臺泵從上部射孔段中產油，而另一臺泵從下部射孔段產生油水濃縮液。推薦精選5、人工夾層抑制底水錐進夾層是指油田開發過程中對流體運動具有隔擋作用的不滲透巖層，對油水運動具有較大的影響。有的研究者提出了控制底水的“人造夾層減錐工藝”技術，即根據自然夾層能防止底水上竄的作用，在水平井或直井中靠近油水界面處注入化學堵劑或水泥制造一個“人工夾層”。人工夾層在油田底水油藏開發堵水防水中正在發揮越來越重要的作用。 在底

19、水油藏的開采中，由于井筒壓力下降，垂向壓力降落產生一個向上的力，促使油層底部的水上升到一定的高度，在油-水界面處上升動力與水油的重力差相平衡。壓降隨著離開井筒距離的增加而減小，引起底水上升的動力減小，導致油-水界面的高度沿著側向降低，呈穩定的水錐形狀。油在油-水界面以上運動，水在界面以下保持穩定。隨著產量的增加，原始油水接觸面上水錐的高度也在增加，直至達到一定的產量，水錐頂部到達射孔位置，水進入井中。當射孔位置下無夾層時，油水界面形狀如圖推薦精選7所示。當射孔位置下有一水平人工夾層時，由于夾層的不滲透性，當錐頂上升到夾層時，油-水界面的錐狀形態可發生一系列變化。圖8(a)表示水錐尚未上升到人工

20、夾層時其形態未發生變化；圖8(b)表示水錐上升到夾層時，其峰頂被阻擋住；圖8(c)表示被阻擋的水錐的頂部擴大，錐體向兩旁擴散；圖8(d)表示水錐的兩端側翼突破夾層周緣向夾層上部中心匯合；圖8(e)表示形成新的油水界面。這是一個夾層對底水上竄抑制的完整過程。6、水平井控制底水錐進推薦精選20世紀90年代以來，水平井技術突飛猛進的發展為經濟有效地開發底水油藏提供了新的思路和方法。底水錐進到井底原因是由于井底附近的壓力降大于油水密度差異產生的重力差，降低井底附近的壓降是抑制底水錐進的必由之路。直井與油層之間的接觸方式為點接觸，井底附近的壓降漏斗呈對數分布；水平井水平段與油層之間的接觸方式為線接觸，水

21、平段附近的壓降呈線性分布。采出同樣的液量，水平井井底附近的壓降將遠遠小于直井井底，故水平井抑制底水錐進更為有效，水平井開發底水油藏的臨界產量也遠大于直井的臨界產量。對直井，底水的油水界面會呈現“錐形”突進；而對于水平井會形成“脊形”突進。水平井水平段控制的儲量和底水上升波及的體積將遠遠大于直井垂直段控制的儲量和底水上升波及的體積，從而可以提高無水累積采出量。水平井在開采過程中，油層下部形成了近似垂直向上的壓力梯度，使得水帶向上運動。但是由于水的密度比油大，在錐進上升時，靜水壓力增加，在一定產量范圍內，水錐趨于穩定；當油井產量超過臨界產量時，水錐就變得不穩定，水就向井中突破，達到另一種平衡。油水

22、界面要達到重力平衡須滿足關系式(3-1)：推薦精選式中，ho為井底到錐頂的距離，m；o為原油密度，g/m3；w為水密度，g/m3；hw為油水界面到錐頂的距離，m；PWOC為油水界面處壓力，MPa；Pwf為開采時的井底壓力，MPa。在開采過程中，Pwf逐漸降低，而要保持平衡，就不可避免地造成hw升高，這就是底水油藏水平井水錐形成的機理。7、注氣抑制水錐Kisman et al.提出了兩種注氣控制水錐的方法，第一種是通過生產井向原儲層注入非壓縮的氣體;另一種是注入小段塞帶有親水劑的載體油和一大段塞非壓縮氣體。Pollock和Shelton也提出通過注氣來抑制水錐。該方法是注入一種在原油中的溶解度遠

23、遠大于在水中溶解度的氣體或者氣狀的混合物，該物質在油水界面產生高的氣體飽和度來降低地層對水相的相對滲透率，而且對于高粘度的原油來說，空氣引起的低溫氧化作用會在底水層上部產生一不滲透的隔板由此降低產水量。向生產井注氣體，這樣就存在從油藏頂部而來的具有最大壓力梯度的有效氣頂驅動，因此，采油過程中的壓降相對較小，底水區的水侵量也最小。推薦精選注氣抑制水錐的機理如下：注氣通過油水界面與生產井連通，形成一高氣體飽和度層，這樣降低了地層對水的相對滲透率，從而降低產水量;注入氣體在油相的溶解度大于在水相中的溶解度，并停留在油水界面層;注入氣體使原油粘度降低，降低產液中的水油比；注入氣就地生成水包油乳狀液，該

24、乳狀液起到隔板和抑制水的流動的作用。同反水錐技術相似，注氣抑制水錐技術不僅對設備要求高，還必須有足夠的氣源。8、化學堵水控制底水錐進近年來，許多技術人員對化學堵水控制水錐技術作了一些研究，同時這些技術在一些油田進行了實驗。（1）無機加重液控制油井底水錐進技術在某酸溶液加入一種水溶性非離子固體加重劑，形成一種清除Fe3+和Fe2+的酸洗帶，然后將一種酸性樹脂乳狀液注入地層，該乳狀液以烴類樹脂顆粒為內相，對酸穩定的表面活性劑為外相，它與足夠濃度的多價陽離子接觸后，極易破乳。將該乳狀液入地層后，在其密度和注入壓力的聯合作用下，與酸洗帶邊緣地層中的金屬離子接觸后破乳，樹脂顆粒聚結形成一種水不滲透遮擋層

25、，使底水錐進受到控制。但該方法對技術要求高，操作繁雜，注入地層后控制困難，不利于現場應用和推廣。（2）無機固相化學封堵技術推薦精選選擇無機固相顆粒與脫水劑、緩凝劑、懸浮劑及少許交聯劑，通過正交優選與儲層配伍，利用地面攪拌設備混合，經注入泵注入地層，形成聚合物樹脂凝膠。該技術反應過程復雜、不容易控制，易污染產層，封堵后不易解堵。（3）聚丙烯酞胺凝膠堵底水技術TP型堵劑溶液為含有過硫酸鹽或偶氮化合物類引發劑、無機或有機類聚合速率控制劑的丙烯酞胺及少量N，N甲叉雙丙烯酞胺的水溶液。該堵劑溶液注入欲封堵地層后，丙烯酞胺和甲叉雙丙烯酞胺在地層條件下在水溶液中發生共聚合，生成空間網狀結構的共聚產物，整個水

26、溶液變為具有高度粘彈性的水基高分子凝膠，形成高強度的堵塞層。但凝膠堵水存在以下缺點:溫度影響著堵劑溶液的成膠時間和熱穩定性。當溫度升高時，凝膠成膠時間變短，在溶液未注入到地層深部就可能成膠，這樣不僅注入困難，而且成膠后只在井筒周圍幾米處起作用，同時溫度越高形成的凝膠越不穩定。而且，堵底水難度大，油層水淹后出水層位難以準確判斷，封堵位置、封堵半徑較難選擇，一般堵底水的成功率不高，有效期較短。同時要求堵底水作業所用堵劑溶液應具有良好的泵注性能，否則注入困難、注入量少;在工藝上要保證高壓快速注入的堵劑溶液不上竄，否則會污染油層。推薦精選（二）注水井控制底水錐進的方法底水油藏控制水錐，現存的方法中主要

27、都是作用在生產井，而作用在注入井的方法相對較少，主要有以下幾種。1、注水控制底水錐進油藏投入開發以后，隨著原油的采出，地層能量不斷減少，當地層壓力降到一定程度時，必然要采取人工補充能量的方式，以維持地下流體的平衡，保證油井能持續生產，其中注水對提高采油速度、提高最終采收率的效果是公認的。這是因為注入水的存在既增加了地層能量，提高了地層壓力，又改變了地層內含水飽和度的分布。注水是油田開發最主要的辦法，但注水只對開發初期有效，如果注水開發時間過長，反而會加快底水上竄，使油層水淹嚴重。這就需要在注水開發的過程中，采取一些措施來彌補在注水過程中產生的不利條件，使后續水驅得以持續有效的進行。2、采用注聚

28、合物、油水乳狀液、泡沫和空氣改善注水效果Islam和Farouq把聚合物溶液用于底水油藏進行實驗。聚合物溶液通過改變“阻力系數”有選擇地降低高滲透層滲透率，對于均質孔隙介質來說，通常原油粘度低，最終采收率高。但是對于底水油藏不可能出現同樣的情況，因為受流動性控制的介質在底水區中流動時有不同的現象在進行對抗。原油粘度高使原油不易被水替代，但是在底水區注聚合物，原油粘度高有利于聚合物溶液侵入水區，而水區中增加聚合物有利于降低水區中原生水和注入水的流動性。推薦精選在最近20年中，油水乳狀液被選作提高注水效果進行選擇性封堵的材料。油水乳狀液注入以后，不斷增多的乳狀液進入了滲透率較高的區域，水流受到限制

29、，被迫流到滲透率較低的區域，使油層得以水驅，提高了注水效率。Islam認為油水區容量比比較低時，注入空氣的采收率大大低于乳狀液或聚合物采油的采收率，但當油水區容量比比較高時，注入空氣與注入乳狀液或聚合物的性能相差無幾。歸納起來，現有的技術主要是單獨在油井或水井采取措施來控制底水錐進。那么能不能對油井和水井同時采取措施呢?這種綜合措施的效果如何?下面將通過大量的物理模擬實驗對這種油井和水井同時處理抑制水錐技術進行初步研究和探討。（三）綜合治理技術由于底水油藏的復雜性，開采難度大，含水上升快，常規方法抑制底水的有效率低。探討在底水油藏應用穩油控水技術的一種綜合治理技術，即在注水井實施弱凝膠調驅技術

30、，同時在生產井用堵劑凝膠建立人工隔板，抑制底水錐進。其中，利用弱凝膠調驅技術抑制底水錐進新技術，屬探索性的研究領域。（1）弱凝膠調驅技術弱凝膠調驅技術是在油藏調剖和聚合物驅的基礎上產生的、結合油藏深部調剖和聚合物驅的優點而開發出的新型提高波及效率的提高采收率技術。弱凝膠(weak Gel)是低濃度的聚合物和低濃度的交聯劑通過分子間和分子內交聯形成的弱交聯體系，其粘度比相同濃度聚合物溶液的大，其分子尺寸大于聚合物分子。弱凝膠調驅技術中的推薦精選“調”是指通過對油藏進行大劑量深部處理，降低高滲透層或微裂縫的滲透率，通過改善油藏非均質性改變后續注入水的流向，從而擴大波及體積，達到提高原油采收率的目的

31、。該技術中的“驅”是指通過降低油水粘度比，改善水驅油流度比，同時弱凝膠能夠在水驅動下向前“漫延”，驅趕前面的流體向前流動，從而達到提高波及效率和驅油的目的。弱凝膠的“弱”是相對于常規不可動凝膠而言的，常規凝膠是一種連續的三維網狀結構，由于聚合物濃度高，交聯點多，交聯強度大，又稱為本體凝膠(Bulk Gel)或不可動凝膠，弱凝膠中聚合物濃度相對較低，雖然交聯反應多發生于分子間，但交聯強度弱，在較高的壓差下可以流動，又可稱為可流動凝膠。弱凝膠調驅技術已在我國東部和西部油田進行了大量的先導試驗，并取得了很好的效果。弱凝膠調驅技術主要效果表現為以下幾個方面：弱凝膠能夠降低高滲透層的滲透率，提高低滲透層

32、吸水能力，改善注水井的吸水剖面，提高注入水的波及效率，同時弱凝膠的擴散能將儲層中的殘余油向前驅動，使油匯集于井底，從而降低產水量，提高產油量，使區塊含水上升速度減緩，產量遞減速度下降，改善注水開發的效果。技術的發展背景聚合物驅主要是通過在注入水中加入大量的聚合物，增加注入水的粘度，改善水驅油流度比，從而達到提高注入水波及效率的目的。但聚合物在長期運用中發現許多缺點和不足:一方面對非均質較嚴重的油藏，采用聚合物驅時，注入的聚合物溶液會沿注入井與生產井之間的高滲透帶或大孔道竄入生產井，導致聚合物突破很快，從而降低了聚合物的使用效率和驅油效果。另一方面，由于聚合物驅注入量很大，需要大量的投資，從而限

33、制了該技術在小油田、小斷塊中的應用。此外，由于聚合物本身的抗剪切、抗高溫和抗鹽性能差，在惡劣的油藏條件下，聚合物容易發生水解或分子鏈發生斷裂而失去粘度，很難達到預期效果，這就大大限制了聚合物驅在高溫、高鹽油藏中的應用。推薦精選常規凝膠調剖堵水，確實能在一定程度上改善油藏縱向非均質性，部分解決層內矛盾。但是，由于體系成本高，成膠速度快且不易控制，在溶液未達到地層深部之前就開始成膠，導致注入困難，限制了凝膠的注入量和作用距離，一般僅作用在井筒周圍幾米的范圍內，不能達到深部調剖的目的。弱凝膠調驅技術，結合了聚合物驅和常規凝膠調剖堵水的優點，彌補了二者的不足，作為一種新型的技術，必將為提高原油采收率注

34、入新的活力。近年來國內研究單位如北京石油勘探開發科學研究院、滲流流體力學研究所、西南石油學院等在弱凝膠調驅技術方面也進行了廣泛的研究，在配方研究、作用機理等方面取得了不同程度的進展。許多油田單位如勝利、中原、華北、大港等油田則開展了現場試驗，并取得良好的效果。理論研究和現場試驗都表明弱凝膠調驅技術是一種經濟可行、工藝簡單、可操作性強的新技術。推薦精選（2）堵劑隔板技術用性能良好的堵劑凝膠建立人工隔板是一種非常重要的抑制底水錐進方法。根據自然夾層能防止底水上竄的原理，人工隔板法在水平井或直井中靠近油水界面處注入化學堵劑或注入水泥制造一個“人工夾層”來抑制水錐的方法。由于夾層的不滲透性，當錐頂上升

35、到夾層時，油一水界面的錐狀形態可發生一系列變化，使水錐突破的時間延后。Karp等提出水平隔板控制水錐理論。設計水泥隔板應考慮半徑、厚度、垂直位置和滲透性等因素，研究發現對于原油密度大、粘度高或油層較薄、滲透率較低的油藏，使用隔板法效果較差，這些油藏不適合采用隔板法控制水錐。喻高明等模擬計算了不同半徑尺寸的夾層(人工隔板)在射孔段底部、油水界面、底水區域的情況。計算結果表明:當隔板半徑是泄油半徑的l/2，且夾層處于射孔段底部時，將底水全部封死;同時，射孔段底部的夾層對底水的阻隔作用最好，油水界面處次之，而水域夾層的作用不明顯;夾層滲透率大小對底水錐進的影響非常明顯，低滲透夾層的遮擋作用不如非滲透

36、夾層效果明顯。建立隔板的方法一般是:首先在需要建立隔板的位置處加密射孔，井內下入封隔器，將油管與套管環形空間分開。從油管注入封堵劑，從補射孔的地方進入油層下部，在井底附近建立人工隔板，同時要從油套管環形空間注入平衡油，使封堵劑不致上升到油層上部形成堵塞。推薦精選總結以往對底水油藏的研究結果，在注入井采用弱凝膠調驅底水油藏、在生產井注入堵劑隔板，從兩個方面處理底水油藏水侵還沒有這方面的研究。通過物理模擬實驗研究了在注水井進行弱凝膠調驅的同時，在生產井打入堵劑人工隔板來抑制水錐的可行性。這種綜合處理技術對于底水油藏提高采收率效果如何? 針對這些問題進行了討論并展開了工作。堵劑隔板建立的初探根據自然

37、夾層能防止底水上竄的原理，在油井靠近油水界面處注入化學堵劑或注入水泥制造一個“人工夾層”來抑制水錐的方法，人工隔板法是一種非常重要的抑制底水錐進方法。由于夾層的不滲透性，當錐頂上升到夾層時，油一水界面的錐狀形態可發生一系列變化，使水錐突破的時間延后，如圖10所示。推薦精選隔板位置隔板的位置一般建立在油層中部偏下的位置，如圖11。要對底水錐進產生明顯的阻隔作用，隔板位置越靠近射孔底部延緩水錐的效果越好。實驗研究發現隔板的位置在油層中部偏下的位置提高的采收率比在其它位置建立隔板提高的采收率要高。注入工藝堵劑隔板既要有效地抑制錐進的底水，又不能傷害上部油層，一般在油層下部適當位置下封隔器卡封，從油管

38、正擠堵劑溶液，從套管環空打原油維持平衡油。注入的堵劑大體沿水平方向進入地層深部，形成人工隔板，卡封位置及隔板半徑由現場測試數據確定堵劑強度篩選的配方要保證堵劑在油層條件下膠體的強度達到G級或H級，中等可變形不流動凝膠，即凝膠流動大約下降一半左右或輕微可變形不流動凝膠推薦精選；倒置僅凝膠表面可輕微形變。通過實驗發現主劑濃度選用6000mg/L時，形成的堵劑強度可達到H級，完全可以滿足在油藏條件下建立堵劑隔板的要求。堵劑用量堵劑用量V一般由處理半徑R(m)，處理層的有效厚度h(m)，有效孔隙度小(%)來計算：v=R2h。一般說來隔板半徑越大、位置越靠近射孔底部以及隔板的強度越高，延緩水錐的效果越好

39、。人工隔板物理模擬實驗通過6組實驗研究了不同油水層厚度比情況下堵劑隔板的影響。對比了單獨在注入井進行弱凝膠調驅、單獨在生產井打入堵劑隔板以及同時在注入井進行弱凝膠調驅和在生產井打入堵劑隔板對采收率的影響。單一弱凝膠調驅實驗實驗1、2研究了無隔板時弱凝膠調驅對采收率的影響，實驗中，模型的油水層滲透率比為1，弱凝膠中聚合物濃度為1500mg/L、交聯劑濃度為40mg/L，段塞尺寸為0.3PV，所用的原油粘度為20.4mPa.s。實驗結果見表2和圖12。推薦精選從實驗結果中可以看出，弱凝膠調驅的效果比較明顯，所提高的采收率在20%左右，而且發現弱凝膠所提高的采收率隨著油水層厚度比的降低而增加，最終采

40、收率隨著油層厚度的增加而增加。單一堵劑隔板模擬實驗實驗3、4研究了無弱凝膠調驅時堵劑隔板對采收率的影響，實驗中，模型的油水層滲透率比為1，堵劑中聚合物濃度為6000mg/L、交聯劑濃度為500mg/L，甲醛的濃度為0.5%，所用的原油粘度為20.4mPa.s，在模型出口端打入堵劑建立隔板。實驗結果見表3和圖13。推薦精選從表3和圖13中可以看出堵劑隔板提高采收率在25%左右，最高的實驗3為28.7%。同時也可以看出，堵劑隔板所提高的采收率隨著油層厚度的增加而增加。由于隔板在模型出口端中部打入，所以油層越厚，隔板的位置就相對油水界面越靠上，距離油水界面越遠，反之距離油水界面越近，甚至在油水界面以下。可見當油水層厚度比為2時，