石油開采井下作業堵水技術的實踐分析

關鍵詞：石油開采；井下作業；堵水技術

中圖分類號：TE358.3 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500(2025)07-0083-03

DOI: 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.023

Practical Analysis of Water Blocking Technology for Underground Operations in Oil Extraction

SUN Qiang

(Engineering Technology Branch of CNOOC Enertech-DrilingProduction Co.，Ltd.，Tianjin，China)

Abstract:Withthecontinuousadvancementofoil extraction technology in China，undergroundwaterplugging technology playsacrucialroleinensuringoilextractionefciency，extendingoilwellife，andimprovingoilfieldeconomicbeefits. Itis necessary toanalyzecommonwaterblocking methodsandstudythe practicalapplicationof waterblocking technology basedonthereasons foroilwellwater productionandtheprinciplesof waterblocking technology，inordertoprovide theoreticalbasis fortheimprovementofwaterblocking technologyinundergroundoperationsofpetroleumextraction.

Keywords: oil extraction; underground operations; water blocking technology

石油作為我國非常重要的能源，在促進國家經濟發展與改善人民生活方面扮演關鍵角色。隨著開采技術的進步，人們能夠觸及更深的地層，以獲取更多的石油資源，同時遇到一系列挑戰，如油井出水、油層結構受損等問題。在此背景下，堵水技術成為解決這些問題、提升單井產量、延長生產周期并確保油田經濟效益的關鍵手段之一。

1油井出水的原因

1.1地層非均質性：滲透率分布不均，注入水流動不均

地層非均質性指的是在物理和化學屬性方面存在不一致性，在油藏中具體表現為滲透率分布的差異[1]。滲透率是一個用來評估巖石允許流體通過能力的指標，當某區域具有較高的滲透率時，該處更易讓液體（如石油或水）流通。石油開采作業通常會向井內注入水分，以提高產量或保持油層壓力，但地層存在非均質現象，這些被注人的水優先流向滲透性更強的地方。注水繞過原本預期要驅替的原油部分，直接抵達產油井，導致產出物含有過多水分。這不僅會造成水資源浪費，還可能導致油井產能下降、使用壽命縮短，甚至促使油田提前耗盡資源。

1.2固井質量不佳：水泥環破裂，竄槽形成，注入水侵入油層

固井過程涉及將套管與水泥漿共同注入油井內，從而構建一個封閉式的環形結構，旨在阻止地層流體滲透至生產井中。若固井效果欠佳，則可能導致水泥環出現裂縫，形成竄槽現象[2。竄槽指的是存在于水泥環中的裂紋或空洞，這些缺陷為地層流體提供通往油層的路徑。注人水沿著這些通道進入油層，會引發油井產水問題。影響固井質量的因素多樣，包括但不限于水泥漿配比不準確、施工操作不符合標準、地質條件復雜等。由此可見，確保高質量的固井作業對于預防油井出水至關重要。

1.3套管損壞：流體通道擴大，地層水侵入油層

套管在石油開采過程中扮演重要角色，能夠保護油層免受外界因素的影響，同時支撐井壁。然而，一旦套管出現損壞，遭受腐蝕、磨損或發生斷裂等情況，將可能導致井內流體通道異常擴大。這種情況可能會讓地層水找到滲透至油層的路徑，進而引發油井出水現象。造成套管損傷的原因多種多樣，包括長時間服役、極端的工作環境以及地質條件的變化等。因此，定期對套管狀態進行檢查，并及時采取修復措施，對于預防油井出水至關重要[3]。

1.4油層壓力下降：地層水向油層流動，引發油井 出水

油層壓力對于確保油井持續穩定地生產至關重要。一旦油層壓力降至特定水平之下，密度相對較高的地下水可能會滲透至油藏中，以恢復壓力平衡狀態。這種情況不僅會促使油井產出水分增加，還可能導致油藏內部滲透率分布發生變化，從而加劇水侵現象。油層壓力降低的原因可能包括長時間開采、過快的采油速率以及注水量不足等。因此，通過科學管理油井的生產速度和合理調控注水量，是有效預防油井出水的關鍵措施[4]。

2堵水技術的原理

在石油開采技術領域，控制油井出水，保證其生產效率是至關重要的工程技術之一。此技術主要通過物理、化學及機械三大類方法來實現，每種方法均基于特定原理并采用獨特的操作手段。

2.1物理堵水

物理封堵技術的主要機制是利用固體顆粒材料，如水泥漿或石英砂等，填充油田中的水流路徑。這些顆粒在注入過程中沉積下來，構建起一道物理障礙，防止水分流向井筒之外。實踐中，會依據油井的具體滲水狀況及地層特點定制適宜的水泥混合物。水泥漿被泵入并逐漸固化，最終形成堅固的環狀結構，有效封閉油層內的裂縫與孔隙，阻斷水流。常用的石英砂顆粒大小及分布模式對封堵效果至關重要。通過精準調控石英砂的粒度和使用量，可以建立一層均勻覆蓋的屏障，顯著降低油井中不必要的水分產出。

2.2化學堵水

采用化學手段進行堵水，主要是向地層中注入特定的化學物質，如堵水劑和調剖劑，以調節油藏滲透性能，降低含水量。堵水劑與地下水接觸后會發生反應，生成一種類似凝膠的物質，有效填充巖石中的細小空隙及裂縫，減少水流通過能力，降低出水量。調剖劑用于優化滲透率的空間分布，促使更多的注入水流向高產油區段而非低滲區域。此方法有助于提升油田開采的整體效率。

2.3機械堵水

采用機械手段進行堵水，主要是通過部署特制的封堵裝置或調節設備來直接物理性地封閉油井中的水流通道。此類方法以其直觀性和高效性著稱。其中，可調式堵水器能夠被精準定位于油井內部特定區域，通過靈活調整其位置與開啟狀態，操作者能夠有效地控制水流方向，達到預期堵水效果。固定式封堵器則用于長期穩定地密封出水點，在油井退役等需要永久性解決方案的情況下尤為適用。

3常用堵水方法

常用堵水方法可以分為兩大類，一是化學堵水，二是機械堵水。

3.1化學堵水：精細調控，確保油井穩定生產

3.1.1水泥漿堵水：固若金湯，封堵出水通道

采用水泥漿進行堵水是化學堵水領域應用時間較長且較為傳統的一種方法。該技術的核心在于向目標區域注入特別配制的水泥漿液，利用其固有的硬化特性來填充油藏的滲水路徑，從而構建一道堅固的隔斷層，有效阻止外部水源滲透至產油層。實際操作過程中，會綜合考量井下出水狀況及地層物理化學屬性等因素，精心挑選適合的水泥漿配方，其中包含水泥基材、輔助添加劑和適量水分等成分。通過專業設備將調配好的水泥漿準確送人預定位置，并確保其在目標區域內均勻擴散。水泥漿逐漸凝結固化，在目標區域內形成密閉性良好的環狀結構，成功實現封堵。這種處理方式能顯著減少油層中不必要的水流，其施工工藝成熟穩定，原材料獲取便捷，整體成本較低，因此在實踐中被廣泛采用。

3.1.2堵水劑堵水：滲透調控，精準降低出水量

采用特定化學物質進行封堵，調整油藏滲透性，以減少水產出量。這類化學封堵劑能夠作用于含水通道，在不影響油藏正常產油的前提下有效降低出水量。在某些條件下，部分封堵劑具有可溶性，允許根據實際需要調節封堵效果。實踐中，將依據油井的具體出水狀況及地質特性挑選合適的封堵材料，并通過專業設備將其注入目標區域。隨著封堵劑逐漸滲入油藏內部，它會改變水流動路徑的通透性，達到預期減水目的。

3.1.3調剖劑堵水：精細調剖，實現高效堵水

調剖劑堵水技術通過調整油層內部的滲透率分布來達到控制水流的目的。該方法能夠針對性地作用于特定油層，有效降低滲透性較高的區域的滲透能力，進而減少注入水在油層中的遷移量。實踐中，技術人員會依據油井的具體出水狀況及地質特征等因素綜合考量，挑選最適合當前條件的調剖材料。之后，利用專門設計的設備將選定的調剖劑泵入目標油層。隨著調剖劑在油層內的擴散，它逐漸改變原有的滲透率布局，從而實現預期控水效果。

3.2機械堵水：物理封堵，直接阻斷出水通道

3.2.1堵水器堵水：精準定位，封堵出水通道

在油層出水通道的特定位置安裝堵水裝置，可以有效地封閉出水路徑。這種堵水方法具有較高的精確度，其施工過程簡便快捷，能夠顯著提升作業效率。

3.2.2封堵器堵水：快速響應，應對突發情況

封堵技術是應對油井突發性出水情況的一種緊急措施。遇到此類狀況時，可通過迅速部署封堵裝置來封閉出水路徑，有效阻止事態惡化。具體操作過程中，技術人員會綜合考慮油井出水狀態、地質結構特征等因素，以挑選最適合的封堵工具。隨后，利用專門設計的設備將選定的封堵器材精確地安置于油層中出水的具體位置。封堵器材能夠有效地阻斷水分進入油層的通道，確保生產安全與效率。

4堵水技術的實踐應用

4.1水泥漿堵水

水泥漿封堵技術施工簡便，成本低廉，操作方法成熟。在具體應用中，該技術的效果與效率受到油井出水狀況、地質特征及實施工藝的顯著影響。為了確保封堵成功，合理選擇水泥漿配方和施工方案至關重要。水泥漿配方的設計需要綜合考量水泥種類、水灰比例和添加劑選擇等因素。施工環節則主要涉及水泥漿的制備、注入及其固化。

4.2堵水劑堵水

堵水劑封堵因其簡便的操作流程和顯著的效果而備受青睞，逐漸成為油田堵水領域不可或缺的技術之一。在具體實施過程中，正確選取堵水材料及其濃度對于確保作業成功至關重要。各種堵水劑基于不同的工作原理服務特定場景。有機型堵水劑主要依靠化學變化來調整儲油層內部孔隙構造，降低其滲透性能；無機型則側重于物理性填充作用，直接阻斷水分流動路徑。面對不同井況及地質條件時，合理選擇適用類型并確定最適宜添加量是提升封堵效率的關鍵。此外，在實際操作中，往往需要將所選堵水劑與壓裂液或酸化溶液混合后共同注入井下，以加強其滲入地層的能力，最終形成密封效果。

4.3 調剖劑堵水

作為一種創新型堵水技術，調剖劑堵水以其簡便的操作流程和顯著的效果著稱，尤其適用于非均質性較強的油藏區域。要依據油井的具體出水狀況及地層特征，選擇合適的調剖劑及其濃度。市場上存在多種調剖劑，如聚合物類和硅酸鹽類，每種類型都有獨特的作用機制與適用條件。實踐中，為了達到最優封堵效果，通常會通過試驗來確定最適合的調剖劑種類及其使用濃度。在施工過程中，往往將調剖劑與壓裂液或酸化液混合使用，以增強其滲透性能，提高封堵效率。另外，調整注入速度與壓力也是關鍵步驟之一，必須根據油井的實際情形靈活調節，以確保調剖劑在目標區域內均勻分布。

4.4機械堵水

機械封堵技術以其簡便的操作流程和顯著的效果而著稱，尤其適用于水源通道已知的油井環境。在實踐中，正確選取封堵裝置至關重要。根據設計的不同，封堵設備可以分為多種類型，如球塞式、網狀結構等，每種都有獨特的構造特點與運作機制。依據出水路徑的具體形態及尺寸，挑選最適合的封堵工具，并將其穩固地安置于目標位置，有效實現水流控制。作業期間，必須準確測定出水口的位置及其幾何參數，以保證所選封堵器材能夠被恰當地布置。

5結論

堵水技術是石油開采井下作業的重要環節，對于提高油井產量、延長油井壽命、保障油田經濟效益具有重要意義。未來，要結合油井出水的原因和堵水技術的原理，改進石油開采井下作業堵水技術，合理選用堵水方法，提高堵水技術的應用效果。

參考文獻

1 趙雅蕓，張俊明.石油開采井下作業堵水技術的實踐探討[J].石化技術，2024（10）：159-161.

2 劉濤.石油開采井下作業堵水技術的應用[J]石化技術，2022（7）：223-225.

3 羅川.石油開采井下作業堵水技術分析[J].化學工程與裝備，2021（11）：80-81.

4 鄧海成.井下作業井控工作現存問題與解決對策研究[J].中國石油和化工標準與質量，2021（8）：27-28.