2012年10月 赵娟等:国内油田调剖技术研究进展 入水层的方法堵水时,封堵强度不高,成功率吸附、滞留作用降低高渗透区的渗透率,使后 低,有效期短。长期以来这类堵剂的应用范围续流体转向进入中低渗透区,从而调节吸水剖 受到限制,近年来研制成功的超细水泥和新型面;而且在近井地带,由于压差较大,微粒在 水泥添加剂给水泥类堵剂带来新的活力 水驱压力作用下,产生变形,驱动孔隙内的剩 14.2粘土颗粒类调剖剂 余油向生产井运移,起到驱油的效果 粘土颗粒调剖主要利用颗粒对大孔道的物 该调剖剂的优点是用量少,施工简便;缺 理堵塞来改善注水剖面。我国对颗粒类调剖剂点是其使用一直受到抗温、抗盐性差的限制, 的应用较多,有钠土类、D-1黄河粘土类、硅有效作用期短。 土胶泥类、膨润土类以及石灰乳复合类调剖剂1.4.5树脂类调剖剂 等多种调剖剂。在处理工艺上多采用双液法, 树脂类堵剂[是指由低分子物质通过缩聚 即5%-7%粘土+0.1%左右的聚丙烯酰胺溶液,反应产生的具有体型结构、不溶不熔的高分子 加入聚合物的目的在于聚丙烯酰胺分子链段中物质。油田最常用的树脂是酚醛树脂。施工 的-COOH等亲水集团与粘土颗粒表面的羟基时,可将热固性酚醛树脂预缩液与固化剂混合 发生相互作用,以产生絮凝堵塞,提高调剖的后挤人水层,在地层温度和固化剂作用下,热 效果。 固性酚醛树脂可在一定时间内交联成不溶不熔 14.3水膨体调剖剂 的酚醛树脂将水层堵住。树脂类堵剂具有如下 水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解优点可以注人地层孔隙并且具有足够高的强度 的聚合物,是近年来常被用于注水井调剖的 可封堵孔隙、裂缝、孔洞、窜槽和炮眼树脂固 种堵剂[。这类调剖剂主要通过两个机理封堵化后呈中性,与井下液体不反应,因而有效期 渗滤面:一个是调剖剂粒径大于孔径时颗粒对长。据当树脂颗粒与水接触时,水分子进入网 孔隙所产生的堵塞;另一个是粒径大于孔径的络结构内与亲水基团作用产生氢键,形成较强 1/3时颗粒通过架桥所产生的堵塞。通过这两个的亲和力,同时,具有空间网络结构的体各交 机理,固体分散体可在渗滤面上产生封堵层联点之间的分子链因吸入水分子而由无规蜷曲 (滤饼)而起封堵作用。 状态变为伸展状态,并产生内聚力,当这种作 利用水膨体进行深部调剖,原因在于其耐用力达到相对平衡时,吸水膨胀达到饱和状态 温抗盐的优点。水膨体属颗粒类堵剂,由于其膨胀后的超强吸水树脂具有一定的弹性、强度 流变性好,较容易进入地层深部,常被用来做和保水功能,在调剖上具有抗温抗盐性能好 大剂量深部调剖。多年来,木钙、粘土、弱凝配制简单、施工方便、对非目的层污染少等优点。 胶、冻胶、水膨体等多种堵剂在胜坨油田得以 截止2006年11月底,超强吸水树脂调剖 研究和应用,特别是水膨体调剖剂的应用逐年12井次对应正常生产油井39口井,其中有33 增多,仅2002年在11个区块就应用水膨体调口井见到了增油、降水效果,对应油井见效率 剖剂54井次,占总调剖井次的50%以上,到84.6%。累计增油2760t,平均井组增油230, 2003年应用该堵剂140余口,占堵水井的90%平均有效期160天。 以上,取得了良好的效果,在控水稳油中发挥1.5沉淀类调剖剂 了巨大作用。此外,由于中原油田高温高盐的 沉淀型调剖剂是利用地层流体中的离子与 地质特点,使得有相当一部分堵剂无法利用,注入的化学剂反应或两种注入流体相遇生成沉 使用此类堵剂取得很好的调剖效果。 淀,以降低高渗透层的吸水量。如水玻璃 144预交联颗粒调剖剂 HPAN、松香酸钠、脂肪酸钠、环烷酸钠与地层 将交联体系预先在地面交联形成凝胶,然流体中的Ca3、Mg2反应生成硅酸盐沉淀;山嵛 后经造粒、烘干、粉碎、筛分,制备成预交联酸钾与地层水中的Na反应生成山嵛酸钠沉淀。 颗粒ω。将预交联颗粒分散在水中,注入到地这种类型调剖剂可以用在深井高温高盐油藏。 层中,颗粒优先进入大孔道或高渗透层,通过油田主要采用的该类调剖剂主要是硅酸钙,利 21994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net2012 年 10 月 赵 娟等： 国内油田调剖技术研究进展 67 入水层的方法堵水时， 封堵强度不高， 成功率 低， 有效期短。 长期以来这类堵剂的应用范围 受到限制， 近年来研制成功的超细水泥和新型 水泥添加剂给水泥类堵剂带来新的活力。 1.4.2 粘土颗粒类调剖剂 粘土颗粒调剖主要利用颗粒对大孔 道的物 理堵塞来改善注水剖面。 我国对颗粒类调剖剂 的应用较多， 有钠土类、 D-1 黄河粘 土类、 硅 土胶泥类、 膨润土类以及石灰乳复合类调剖剂 等 多 种 调 剖 剂。 在 处 理 工 艺 上 多 采 用 双 液 法， 即 5%~7%粘 土+0.1%左 右 的 聚 丙 烯 酰 胺 溶 液， 加入聚合物的目的在于聚丙烯酰胺分子链段中 的-COOH 等 亲 水 集 团 与 粘 土 颗 粒 表 面 的 羟 基 发 生相互作用， 以产生絮凝堵塞， 提高调剖的 效果。 1.4.3 水膨体调剖剂 水膨体是一类适当交联遇水膨胀而 不溶解 的聚合物， 是近年来常被用于注水井调剖的一 种堵剂［12］ 。 这类调剖剂主要通过两个机理封堵 渗滤面： 一个是调剖剂粒径大于孔径时颗粒对 孔隙所产生的堵塞； 另一个是粒径大于孔径的 1 ／ 3 时颗粒通过架桥所产生的堵塞。 通过这两个 机 理 ， 固 体 分 散 体 可 在 渗 滤 面 上 产 生 封 堵 层 （滤饼） 而起封堵作用。 利用水膨体进行深部调剖， 原因在于 其耐 温抗盐的优点。 水膨体属颗粒类堵剂， 由于其 流变性好， 较容易进入地层深部， 常被用来做 大剂量深部调剖。 多年来， 木钙、 粘土、 弱 凝 胶、 冻胶、 水膨体等多种堵剂在胜坨油田得以 研究和应用， 特别是水膨体调剖剂的应用逐年 增多， 仅 2002 年在 11 个区块就应 用水膨体调 剖 剂 54 井 次， 占 总 调 剖 井 次 的 50%以 上， 到 2003 年应用该堵剂 140 余口， 占堵水井的 90% 以上， 取得了良好的效果， 在控水稳油中发挥 了巨大作用。 此外， 由于中原油田高温高盐的 地 质 特 点， 使 得 有 相 当 一 部 分 堵 剂 无 法 利 用， 使用此类堵剂取得很好的调剖效果。 1.4.4 预交联颗粒调剖剂 将交联体系预先在地面交联形成凝 胶， 然 后经造粒、 烘干、 粉碎、 筛分， 制备成预交联 颗粒［13］ 。 将预交联颗粒分散在 水中， 注入到 地 层中， 颗粒优先进入大孔道或高渗透层， 通过 吸附、 滞留作用降低高渗透区的渗透率， 使后 续流体转向进入中低渗透区， 从而调节吸水剖 面； 而且在近井地带， 由于压差较大， 微粒在 水驱压力作用下， 产生变形， 驱动孔隙内的剩 余油向生产井运移， 起到驱油的效果。 该调剖剂的优点是用量少， 施工简便； 缺 点 是 其 使 用 一 直 受 到 抗 温、 抗 盐 性 差 的 限 制， 有效作用期短。 1.4.5 树脂类调剖剂 树脂类堵剂［14］ 是指由低分 子物质通过 缩聚 反应产生的具有体型结构、 不溶不熔的高分子 物质。 油田最常用的树脂是酚醛 树脂［15］ 。 施工 时， 可将热固性酚醛树脂预缩液与固化剂混合 后挤人水层， 在地层温度和固化剂作用下， 热 固性酚醛树脂可在一定时间内交联成不溶不熔 的酚醛树脂将水层堵住。 树脂类堵剂具有如下 优点可以注人地层孔隙并且具有足够高的强度， 可封堵孔隙、 裂缝、 孔洞、 窜槽和炮眼树脂固 化后呈中性， 与井下液体不反应， 因而有效期 长。 据当树脂颗粒与水接触时， 水分子进入网 络结构内与亲水基团作用产生氢键， 形成较强 的亲和力， 同时， 具有空间网络结构的体各交 联点之间的分子链因吸入水分子而由无规蜷曲 状态变为伸展状态， 并产生内聚力， 当这种作 用力达到相对平衡时， 吸水膨胀达到饱和状态， 膨胀后的超强吸水树脂具有一定的弹性、 强度 和 保 水 功 能， 在 调 剖 上 具 有 抗 温 抗 盐 性 能 好、 配制简单、 施工方便、 对非目的层污染少等优点。 截止 2006 年 11 月底， 超强吸水树 脂调 剖 12 井次对应正常生产油井 39 口井， 其中有 33 口井见到了增油、 降水效果， 对应油井见效率 84. 6%。 累计增 油 2760t， 平均井 组增油 230t， 平均有效期 160 天。 1.5 沉淀类调剖剂 沉淀型调剖剂是利用地层流体中的 离子与 注入的化学剂反应或两种注入流体相遇生成沉 淀 ， 以 降 低 高 渗 透 层 的 吸 水 量 。 如 水 玻 璃 、 HPAN、 松香酸钠、 脂肪酸钠、 环烷酸钠与地层 流体中的 Ca2+、 Mg2+反应生成硅酸盐沉淀； 山嵛 酸钾与地层水中的 Na+ 反应生成山嵛酸钠沉淀。 这 种 类 型 调 剖 剂 可 以 用 在 深 井 高 温 高 盐 油 藏。 油田主要采用的该类调剖剂主要是硅酸钙， 利