论述调剖堵水技术的国内研究现状

1、延安职业技术学院期末论文题 目：论述调剖堵水技术的国内研究现状系部：石油工程系专业：油田化学生产技术学号： 101395002041228学生姓名：刘泽指导教师：武世新论述调剖堵水技术的国内研究现状刘泽（延安职业技术学院石油工程系油化三班）摘要：后者是将盐酸加到水玻璃屮制得，因反应在硅酸过剩的情况下发生，若水玻璃的 模数为硅酸根将为sio32-,根据法扬斯法则，胶粒表面带负电。这两种硅酸溶胶都可在 一定的温度、ph值和硅酸的含量下在一定时间内胶凝。例如用10%（质量）hc1与4%（质 量）na2 o.3.43sio3配成ph=1.5的酸性硅酸溶胶，在的酸性硅酸溶胶，在70°c卜，胶

2、凝时间口j达8h。硅酸凝胶的堵水机理是na? sio3溶液遇酸后，先形成单硅酸，后缩合 成多硅酸。但是如果溶胶屮有过剩的hc1或na2 sio3吋，则可以作为稳定剂延长凝胶时 间。关键词：调剖堵水凝胶我国油田堵水调剖技术的发展大致经历了 5个阶段。1 .探索研究阶段。20世纪5060 年代探索研究堵水的一些方法和化学剂，开展了少量的油口应用实践，取得了一定的成 效。2.以油井堵水和机械堵水为主的发展阶段。7080年代初期，以大庆油出为主研制 了多种机械堵水的方法和井下工具，开展了现场应用；以胜利油iii、华北油ii等为主开 展了化学堵水的研究和应用。以上都取得了良好的增油降水效杲。3.以注水井

3、调剖为主 的发展阶段。80年代开始掀起了注水井调剖技术发展的高潮，为以油田区块、井组为单 元的整体措施的形成打下了基础。4.以油区块为单元的整体堵水调剖技术的发展阶段。 8090年代初期，堵水技术跳出了单井处理的范围，大规模地开展了从油藏整体出发， 以油田、区块为单位的整体堵水调剖处理，相应地形成了与之配套的六套技术。5.油藏 深部调剖技术的发展阶段。90年代后期，随着油山含水不断升高，提出了在油藏深部调 整吸水剖面，迫使液流转向，提高波及效益，改善注水开发采收率的要求，从而形成了 深部调剖研究的新热点。相应地研制了可动性凝胶、弱凝胶、颗粒凝胶胶囊、凝胶等新 型化学剂。进入新的世纪以來，油田堵

4、水调剖技术出现了一些新动向，主耍有：弱凝胶 调驱技术，稠油热采井高温调剖技术，深井超深井堵水调剖技术，注聚合物油藏的调剖 堵水技术，以及水平井堵水治水技术等。我国现在的堵水技术主要分为两类：机械堵水和化学堵水。机械堵水法是指采用封 隔器将岀水层在井筒内卡开，以阻止水流入井内，卡堵油井屮出水层段的技术。堵水方 式分为封上堵卜：封下堵上，封中间釆两头，封两头采中间。技术要求是选择性堵水的 井是多层位合采的油井，要求封隔器座封严密、准确，这是机械堵水成功的保证。机 械堵水方法简单易行，成本低，收效大，便于推广。化学堵水法是指利用化学方法和化 学堵剂通过化学作用对水层或油层造成堵塞，阻止或减少水流入井

5、内的方法。在化学 堵水屮将化学剂注入到油井高渗透出水层段，降低近井地带的水相渗透率，减少油井出 水，增加原油产量的一整套技术称为油井化学堵水技术，所用化学剂叫堵水剂。根据 堵水剂对油层和水层的堵塞作用，分为选择性堵水法和非选择性堵水法。选择性堵水剂 工作原理是堵水剂只与水起作用而不与油起作用，故只在水层造成堵塞而对油层影响 甚微，或者可改变油、水、岩石之间的界面特性，降低水相渗透率，从而降低油井出水 量。其缺点是选择性堵水存在着堵剂用量大、成本高的缺点。将化学剂注入注水井的高渗透层段，用以降低高吸水层段的吸水量，提高注入压力, 达到提高中、低渗透层吸水量，改善注水井吸水剖面，提高注入水的体积波

6、及系数，改 善水驱状况的方法称为注水井化学调剖技术，所用化学剂叫调剖剂。封堵高渗透层，可 使用两种方法：单液法和双液法。向地层中注入一种或由各种化学剂混合配制的液体， 在指定位置，经过物理或化学作用，使液体变为凝胶、冻胶、沉淀或高粘流体的方法称 为单液法注入工艺。能够用于这种施工工艺的堵剂叫单液法堵剂。双液法注入工艺原理 是向地层先后注入曲隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体，随着液体向外推移， 隔离液越来越薄，当外堆至一定程度，隔离液将失去隔离作用，两种液体相遇并发生 反应，产牛封堵地层的物质。隔离液前的液体叫第一反应液，后面的液体叫第二反应液。单液法的优点：能充分利用纱剂。缺点：因它产生

7、堵塞的时间短，所以只能封堵近井地 带，11受处理地层温度的限制。双液法的优点：可封堵近井地带和远井地带。缺点：因 为只有部分药剂相遇反应，产生封堵物质，所以药剂利用不充分。凝胶型堵剂是非选择性堵剂的一类。凝胶是固态或半固态的胶体体系。它是由胶体 颗粒、高分子或表而活性剂分子互相连接形成的空间网状结构，结构空隙屮充满了液体。 液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性，其性质介于固体和液体z间。凝胶分 为刚性凝胶（如无机凝胶tio5、sio2等）和弹性凝胶（如线型大分子凝胶）两类。无机凝 胶属非膨胀性凝胶，呈刚性；线型大分子形成的凝胶会吸水膨胀，具有一定的弹性。当 溶胶（sol）在改变温度，加入非

8、水溶剂，加入电解质或通过化学反应以及氢键、力作用时, 就会失去流动性传变成凝胶。以硅酸凝胶为例，硅酸凝胶由于制备方法不同，可得两种 硅酸溶液，即酸性硅酸溶胶和碱性硅酸溶胶。前者是将水玻璃加到盐酸中制得，因反应 在h+过剩的情况下发生，根据法扬斯法则，胶粒表面带正电。该体系胶凝时间长，凝胶 强度小。后者是将盐酸加到水玻璃屮制得，因反应在硅酸过剩的情况下发生，若水玻璃 的模数为硅酸根将为sio32',根据法扬斯法则，胶粒表面带负电。这两种硅酸溶胶都可 在一定的温度、ph值和硅酸的含量下在一定时间内胶凝。例如用10%（质量）hc1与4%（质 量）na2 o.3.43sio3配成ph=1.5的

9、酸性硅酸溶胶，在的酸性硅酸溶胶，在70°c卜，胶 凝时间可达8h。酸能引发硅酸钠发生胶凝，故称为活化剂。常用的活化剂有酸、草酸、 co?、（nh4）2so4甲醛、尿素等。硅酸凝胶的堵水机理是na2 sio3溶液遇酸后，先 形成单硅酸，后缩合成多硅酸。它是由长链结构形成的一种空间网格结构，在其网格结 构的空隙屮充满了液体，故呈凝胶状，主要靠这种凝胶物封堵油层出水部位或岀水层。 即：na2 sio3 +h+或凝胶 na2 sio3 +2hc1-2nacl+ h2 sio3 l na2 sio3 +2ch2 0-出 sio3 i +2hcoona 在式反应屮生成的硅酸以10-710-9的小

10、颗粒分散在水屮，当ph值为7时，随 时间的延长溶胶颗粒通过脱水反应连接起来生成凝胶。但是如果溶胶中有过剩的hc1或 na2sio3 则可以作为稳定剂延长凝胶时间。当hc1过剩吋，ft与cf将在hzsio'胶 粒表面吸附，使颗粒带正电，颗粒间因静电斥力而不能彼此合并，因而使溶胶稳定性增 强。在水玻璃过剩时则形成另一种稳定结构。因此，在施工时只要控制ph值即可控制胶凝时间，使得溶胶在可泵时间内注入地层。硅酸凝胶可用于砂岩地层，使用温度在1693 °c范围。除酸外，加其他化学剂可用于灰岩或温度更高的地层。在张性裂缝或空洞中, 固化物对流体并无很大阻力，一般加石英砂或硅粉提高其强度。

11、加入聚合物增加粘度有 助于悬浮固体，提高处理效果。硅酸凝胶的优点有1价廉；2.能处理井径周围半径 1.53.om的地层，能进入地层小空隙；3.在高温下稳定。硅酸凝胶的缺点是na2 sio3完 全反应后强度较低，需要加固相增强或用水泥封口，和很多普通离了反应，处理层必须 验证清楚并在其上下隔开。按调剖剂的作用原理、使用条件和注入工艺的不同，可将其分为三类：固体颗粒状 调剖剂、单液法调剖剂、双液法调剖剂。固体颗粒状调剖剂具有来源丰富易得、价廉、 耐温、耐盐、抗剪切、强度大、稳定性好和易施工等特点。它的种类冇果壳、青石灰、 石灰乳、搬土、轻度交联的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇粉等。其机理是这些颗粒封堵的作用

12、 机理都是物理堵塞作用，注入的颗粒在岩石的孔隙中间，堵住水流通道。单液法调剖剂 可分为非体膨型和水膨体型。非体膨型常用的有石英粉、粉煤灰、氧化镁、氧化鈣（生 石灰）、碳酸钙、硅酸镁、硅酸钙、水泥、膨润土、碳黑、果壳、活性炭、木粉和各种 塑料颗粒。可将英分散在水屮或悬浮在水玻璃、泡沫和聚合物溶液介质屮，直接注入地 层的渗滤面封堵大孔道和高渗透层。水膨体型是一种适当交联、遇水膨胀而不溶解的聚 合物颗粒。使用时将它分散在油、醇或饱和盐水中带至渗滤面沉积。几乎所冇适当交联 的水溶性聚合物都可制成水膨体颗粒，如聚内烯酰胺水膨体、聚乙烯醇水膨体、聚氨酯 水膨体、丙烯酰胺淀粉水膨体、丙烯酸-淀粉水膨体等。双液法调剖剂定义是向注水井 地层依次注入含10%的潍坊钠土悬浮体（第一反应液）、隔离液（水）和第二反应液。然后 由注入水将两种工作液推至地层深处相遇絮凝，堵住大孔道，达到调剖的冃的。冃而采 用的第二反应液冇：浓度为400mg/l的hpam（相对分子质量