1、调剖剂调研简述1目 录一、调剖的概念 1二、目前油田面临的问题 1三、想要达到的效果 1四、堵水调剖方法 1五、化学调剖剂种类 3六、常用的调剖剂及适用条件 6七、不同类型油藏的调剖堵水工艺方法 11八、不同含水阶段的调剖堵水工艺方法 12九、深部调剖工艺技术 12十、地层因素 15十一、化学堵剂筛选方法 15十二、化学堵剂用量的确定方法 16十三、效果评价技术 16十四、调剖堵水发展阶段 16十五、调剖堵水的潜力、限度与发展趋势 17十六、油田堵水、调剖化学剂分类总表 17参考文献 191调剖剂的选择原则：“注得进、堵得住、用得起”。一、调剖的概念通过封堵高渗透层吸水层位，控制高吸水层位的吸
2、水量，提高中低渗透层的吸水量，提高波及系数。也就是在注水井中堵水。堵水（从油井控制产水）和调剖（从注水井控制产水）深部调剖，就是采用大剂量调剖剂，深入油藏内部封堵高渗透带，迫使液流转向，使注入水波及以前未被波及到的中、低渗透区，改善驱替效果，提高采收率。但对深部调剖中的“深”和“浅”没有明确的量的界限，有的认为处理半径在10m以上就算深了，有的认为深度调剖剂最佳用量要达0.2PV，还有人认为处理半径要达井距的1/2。二、目前油田面临的问题1、井组注入压力低，吸水剖面差，含水下降幅度小，增油量少。对于聚驱，采聚浓度高，存聚率低。2、非均质性（聚驱）： 1）油层渗透率级差大，聚合物与高渗透层不匹配
3、；2）聚合物沿高渗透层低效率采出，存聚率低；3）高渗透层聚合物用量大，吨聚采油量低。3、注入水低效，无效循环严重，经济效益差。4、液油比快速上升，油田开发成本不断增加。三、想要达到的效果1、调剖后高渗透层吸水量得到控制，低渗透层吸水量得到加强。2、启动压力上升，注入压力上升，视吸水指数下降。3、含水下降，采油量增加，改善吸水剖面，吸水厚度增加。四、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学
4、堵水。（1）单液法与双液法从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。双液2法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。注入时，这两种工作液用隔离波隔开，但随着工作液向外推移，隔离液越来越薄。当外推至一定程度，即隔离液薄至一定程度，它将不起隔离作用，两种工作液相遇产生封堵地层的物质。由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。（2）选择性堵水工艺利用产液剖面等测试资料，确定出水部位后，进行选择性堵水。对于下部位出水，进行封上、中堵下，用封隔器将油井产油段的上、中部
5、位隔开，然后对出水的下部位堵水。对于中部位出水，进行封上、下堵中，用两级封隔器将上、下部位隔开，然后对出水的中部位堵水。对于上部位出水，进行封下、中堵上，可用封隔器（或打水泥塞）封隔下、中部位，然后对出水的上部位堵水。对于上、下部位出水，进行封中堵上、下，用两级封隔器将中部位隔开，然后对出水的上、下部位堵水。在油田生产过程中可以根据具体情况选择相应的堵水管柱。（3）地层的选择性由于堵剂总是先进入高渗透部位，而高渗透部位就是我们要封堵的目的部位，称为地层的选择性。（4）堵剂的选择性选择性堵剂是利用油与水的差别或油层与水层的差别，达到选择性堵水的目的。选择性堵剂可分为三类，即水基堵剂、油基堵剂和醇
6、基堵剂，它们分别是以水、油或醇作溶剂或分散介质配成堵剂。下面是一些较为常用的选择性堵剂：HPAM （水基）：HPAM 对油和水有明显的选择性，它降低岩石对油的渗透率最高不超过 10%，而降低岩石对水的渗透率可超过 90%。在油井中，HPAM 堵水的选择性表现在：它优先进入含水饱和度高的地层；进入地层的 HPAM 可通过氢键吸附在由于水冲刷而暴露出来的地层表面；HPAM 分子中未吸附部分可在水中伸展，减小地层对水的渗透性。HPAM 在水中的伸展大大地增加了水流阻力。HPAM 虽然对原油的流动也会产生一定的阻力，但由于它在岩石表面上能形成减小流动阻力的水膜，使得这种堵剂对油流的阻力变化不大。阴阳非
7、三元共聚物（水基）：若通过丙烯酸胺（AM）与（3-丙烯酰胺基-3-甲基）丁基三甲基氯化铵（AMBTAC）共聚、水解，就可得到一种阴阳非三元共聚物。这种堵剂的分子中有阴离子、阳离子和非离子链节。当将这种堵剂的水溶液注入地层，它的阳离子链节将牢固吸附在带负电的岩石表面，而阴离子、非离子链节则伸展到水中增加水流阻力，起选择性堵水作用。泡沫（水基）：以水作分散介质的泡沫可优先进入出水层，并在出水层稳定存在，通过叠加的贾敏效应，封堵来水。在油层，油可乳化在泡沫的分散介质中形成三相泡沫。分散介质中的一些油珠，引起泡沫的破坏，所以进入油层的泡沫不堵塞油层。因此泡沫也是一种选择性堵剂。活性调油（油基）：这是一
8、种溶有乳化剂的稠油。该乳化剂为油包水型乳化剂（如 Span80），它可使稠油遇水后产生高粘的油包水乳状液。由于稠油中含有相当数量油包水型乳化剂如环烷酸、胶质、沥青质等，所以可将稠油直3接用于选择性堵水。也可将氧化沥青溶于油中配成活性稠油。这种沥青既是油包水型乳化剂，也是油的稠化剂。水包稠油（水基）：这种堵剂是用水包油型乳化剂将稠油乳化在水中配成。因乳状液是水外相，粘度低，所以易进入水层。在水层，由于乳化剂在地层表面吸附，使乳状液破坏，油珠聚并为高粘的稠油，产生很大的流动阻力，减少水层出水。水包稠油的乳化剂最好用阳离子型表面活性剂，因为它易吸附在带负电的砂岩表面，引起乳状液的破坏。五、化学调剖剂
9、种类化学调剖法封堵高渗透层主要包括单液法和双液法。单液法主要是指向油层注入一种能够封堵或产生能够封堵高渗透层的液体的方法，这种液体称为单液法调剖堵水剂。双液法是指向油层注入两种工作液后，两种工作液能够经过一定时间相遇，然后发生化学反应生成封堵地层的物质。下面将分别介绍单液法和双液法堵剂 3-6。1. 单液法常用的单液法堵剂有:分散体型、沉淀型、凝胶型、冻胶型、树脂型和水膨体型等。1)分散体型单液法堵剂分散体型单液法堵剂包括粘土/水泥分散体和石灰乳分散体，它主要用于封堵特高渗透地层。粘土/水泥分散体是将粘土和水泥按一定比例分散于水中形成悬浮液，将该悬浮液注入地层后，可在地层孔隙内形成滤饼，滤饼固
10、结后对特高渗透地层产生有效封堵。该体系不能进入中低渗透层，因此，对中低渗透层有保护作用。石灰乳分散体是将石灰乳分散于水中后，石灰乳中的有效成分氧化钙与水反应生成氢氧化钙的悬浮液制成的，该体系还可用于封堵高温地层。如需解堵，可用盐酸与氢氧化钙反应进行，具体方程式如下：封堵：CaO+H 2OCa(OH) 2解堵：Ca(OH) 2+HClCaCl 2+H2O2)沉淀型单液法堵剂沉淀型单液法是利用地层流体中的离子与注入的化学剂反应生成沉淀来进行封堵的。如硫酸作为单液法调剖剂，可与地层中的钙、镁反应生成沉淀，封堵高渗透层。具体施工过程如下：将浓硫酸通过注水井注入地层，硫酸首先与地层中的 Ca2+, Mg
11、2+的碳酸盐反应，这样一方面可以增加注水井的吸水能力，另一方面产生的硫酸盐可以随酸液进入地层深部，并在一定位置饱和析出、沉淀下来，形成堵塞，封堵高渗透地层。3)凝胶型单液法堵剂4凝胶型调剖堵水剂主要有硅酸凝胶堵剂、铝酸凝胶堵剂和氢氧化铁凝胶堵剂，其中硅酸凝胶在油田中应用较为广泛。硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。水玻璃即硅酸钠，分子式为 Na2OmSiO2，式中 m 为模数(即水玻璃中SiO2 的质量与 Na2O 的质量之比)。活化剂是指可使水玻璃先变成溶胶，而后再变成凝胶的物质。活化剂分两类：一是无机活化剂，如盐酸、硝酸、硫酸、氨基磺酸、碳酸铵等；二是有机活化剂如甲酸、乙酸、乙酸铵、甲酸乙
12、酯等。硅酸凝胶通常用盐酸作活化剂，水玻璃与盐酸反应生成硅酸凝胶的方程式如下所示。水玻璃可在一定温度、pH 值条件下，与盐酸反应，先形成硅酸溶胶，然后在一定时间内胶凝成硅酸凝胶。该堵剂的优点是具有一定的选择性，适用于封堵低渗透层。Na2OmSiO2+2HClH 2OmSiO2+2NaCl4)冻胶型单液法堵剂冻胶型单液法堵剂是由交联剂将聚合物适当交联后形成的。通常人们采用的聚合物有天然聚合物(如木质素、瓜尔胶等)和合成高分子聚合物(如部分水解聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、木质素磺酸盐、梭甲基纤维素等)；交联剂可用高价金属离子如 Zr4+, Cr3+, A13+等，或低分子醛类化合物。锆冻胶和铬冻胶就是两种
13、以高价金属离子作为交联剂的冻胶型单液法堵剂，以锆冻胶的形成机理为例，介绍如下：首先 Zr4+通过络合、水解和轻桥作用形成 Zr4+的多核羟桥络离子，然后该络离子与带一 COO-的聚合物交联生成锆冻胶，锆冻胶在地层中可以封堵高渗透层。5)树脂型单液法堵剂树脂型单液法调剖是指将液态树脂注入地层后，该液态树脂在一定条件下固化封堵高渗透层。可用于单液法堵剂的树脂包括酚醛树脂、环氧树脂和脲醛树脂，其中油田最常用的是酚醛树脂。具体施工时，可将液态的热固性酚醛树脂与固化剂混合，然后将混合液通过注水井注入地层，混合液在地层温度和固化剂作用下，于一定时间内交联，形成不溶不熔的酚醛树脂将水层堵住。这类堵剂封堵强度
14、极高，主要适用于高渗透地层的封堵，但是由于该类产品的价格高且选择性差，一旦发生误堵，解堵非常困难，所以目前应用已比较少。6)水膨体型单液法堵剂水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的聚合物，目前最为常用的水膨体是交联聚丙烯酞胺水膨体堵剂，它是在交联剂 N，N 亚甲基双丙烯酰胺存在条件下，丙烯酰胺经交联聚合后，干燥，磨细得到的。通过调节交联剂的加量等反应条件可以改变水膨体在水中的膨胀速率和膨胀倍数。聚丙烯腈(PAN)等聚合物也可通过适当交联制得水膨体。5施工时将水膨体分散在携带介质中配成工作液，选择的携带介质能够抑制水膨体的膨胀。可供选择的携带介质有三类：非极性物质、半极性物质和电解质溶液。此外，
15、水膨体也可不经干燥而直接使用，使用时先将水膨体磨细，然后通过携带介质带入地层。由于这时的水膨体是一种粘弹体，它可在高渗透层的孔隙处通过变形产生致密的封堵层，起到调剖作用。2 双液法双液法堵剂注入时两种工作液通过隔离液隔开，随着工作液向油层深部移动，隔离液越来越薄，当隔离液薄至一定程度时，它将不起隔离作用，两种工作液相遇，产生封堵地层的物质。由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层。隔离液一般用水，为了防止水对工作液的稀释，可用烃类液体( 如煤油、柴油) 。重要的双液法堵剂有下列几类:1)沉淀型双液法堵剂沉淀型双液法堵剂由两种能相互反应生成沉淀的物质组成，例如水玻璃与三氯化铁、氯
16、化钙等反应生成的沉淀可用于封堵高渗透地层。施工时，可将水玻璃和氯化钙( 或三氯化铁等)溶液分成几个段塞，交替注入水层，段塞间用隔离液( 如柴油 )隔开，防止两种反应液过早地在油管或水层中发生反应。沉淀型双液法堵剂的封堵能力很强，且具有成本低，稳定性好的特点，在国内外得到了大面积的推广，取得了较好的效果。2)凝胶型双液法堵剂凝胶型双液法堵剂是指将两种工作液注入地层后，两工作液相遇产生凝胶封堵低渗透层的堵剂。例如将水玻璃和硫酸铵交替注入地层内，中间用隔离液隔开，随着时间的推移，隔离液层的厚度越来越薄，最后两工作液在地层相遇后可发生下面的反应，产生凝胶，封堵高渗透层：Na2OmSiO2+(NH4)S
17、O4+2H2OmSiO 2H2O+Na 2SO4+2NH4OH凝胶型双液法堵剂的特点是适用于封堵低渗透层的微裂缝，具有近井地带解堵和远井地带调剖的作用。3)冻胶型双液法堵剂冻胶型双液法堵剂是指在一定温度和 pH 值条件下，交联剂和线性聚合物分子发生化学交联反应，将线性聚合物交联成水不溶的网状体冻胶堵塞地层孔道，最常用的成胶聚合物是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)；常用的交联剂有柠檬酸铝、丙酸铬等。例如，施工时将溶有 Na2S3 的 HPAM 溶液和溶有 Na2Cr2O7的 HPAM 的溶液，分成几个段塞，中间以隔离液隔开，交替地注入水层，两工作液经一段时间相遇后，Na 2SO3 将 Na2Cr2
18、O7 中 Cr6+还原为 Cr3+, Cr3+进一步生成多核羟桥络离子将聚合物交联，产生铬冻胶。冻胶型堵剂的作用机理是形成6的冻胶在地层多孔介质中产生物理堵塞作用、吸附作用、残余阻力或改变水油流度比。4)泡沫型双液法堵剂将起泡剂溶液与气体交替注入地层，就可在地层(主要是高渗透层)中形成泡沫，产生堵剂，这就是泡沫型双液法堵剂。可用的起泡剂包括非离子型表面活性剂如聚氧乙烯烷基苯酚醚和阴离子型表面活性剂如烷基芳基磺酸盐。可用的气体包括氮气和二氧化碳气体。该类堵剂具有抗高温、堵水不堵油等优良特性，因此该类堵剂在国内外都被广泛研究，并已在蒸汽驱和高压气驱上获得广泛应用。新近研究的泡沫凝胶技术为该技术增添
19、了新的活力。5)絮凝体型双液法堵剂絮凝体型双液法堵剂主要是指将粘土悬浮体与部分水解聚丙烯酰胺交替注入地层中，粘土悬浮体表面带有阳离子可以吸附到部分水解聚丙烯酰胺的羧钠基上，当吸附到一定程度时，即形成絮凝体。这种絮凝体能有效地封堵油藏高渗透地层。化学调剖作为机械注水工艺的有力补充和完善，为进一步细分挖潜提供了一种新的技术手段，根据研究结果，注水井细分注水划分层段的最低界限为：层段内油层渗透率级差小于 4，层段内小层数少于 8 个，油层厚度小于 4m。机械细分工艺受其自身应用条件、隔层的条件、井况条件、固井条件等因素的限制，难以达到细分注水最低界限的要求，将机械细分工艺和化学调剖有机的结合起来，能
20、够较好的解决进一步细分注水的问题。通过应用实践证明，化学调剖技术在分层注水中能起到以下作用：一是通过化学调剖，可以较好的解决笼统注水井由于隔层小、井况差而无法分层注水所造成层间矛后突出的问题，通过降低高渗透层的吸水量，来进一步改善差油层的动用状况。二是通过化学调剖，可以较好的解决分注水井中层段内的层间矛盾，通过注水层段内的吸水剖面调整，来进一步发挥差油层的作用。三是通过化学调剖，可以较好的解决厚层内部的层间矛盾，通过降低高吸水部位的吸水量，实现层内吸水剖面的进一步调整。化学调剖作为机械注水工艺的有力补充和完善，在大庆油田得到了广泛的应用，但作为一种较好的调剖剂必须具备良好的性能和较好的投入产出
21、比。六、常用的调剖剂及适用条件7常用的调剖剂有：木素冻胶调剖剂、聚丙烯酰胺冻胶调剖剂、其他冻胶调剖剂、分散颗粒类调剖剂、水膨体类调剖剂、沉淀型调剖剂、树脂类调剖剂等（如表 1-表 7 所示） 。表 1 木素冻胶调剖剂序号 名 称 基本组成，（质量）主要性能与适用条件 木钙：2.05.0 Na2Cr2O7：4.5适用于 5070的地层大剂量调剖。1铬木素冻胶调剖剂 木钠：4.06.0； Na2Cr2O7：2.2 2.5适用于 5070的地层大剂量调剖。2木质素磺酸钙调剖剂木钙：3.06.0；PAM： 0.71.1；CaCl2：0.71.1；Na 2Cr2O7： 1.01.1。 1木钙中的还原糖、
22、羟基和醛基在一定条件下还原Cr6 为 Cr3 。2Cr 3 交联木钙、PAM，木钙交联 PAM，形成结构复杂的冻胶。3适用于终向渗透率级差大、油层厚度大的注水井调剖。木钠：4.05.0；PAM： 1.0；CaCl2：1.01.6；Na 2Cr2O7： 1.01.4。 1成胶前粘度低（0.10mPas0.15mPas）、成胶时间可控、热稳定性好、可酸化解堵。2适用于温度低于 90的地层调剖。木钠：3.04.0；PAM： 0.40.6；CaCl2：0.50.6；Na2Cr2O7：0.5 0.6。 1成胶前粘度低（0.10mPas0.15mPas）、成胶时间可控、热稳定性好、可酸化解堵。2成胶时间长
23、，适用于大剂量处理高渗透地层。3木质素磺酸钠调剖剂 木钠：4.06.0；PAM： 0.81.0；CaCl2：0.40.6；Na2Cr2O7：0.9 1.1。 1成胶前粘度低（0.10 15mPas 0.15mPas）、成胶时间可控、热稳定性好、可堵可解（酸解）。2适用于温度为 90120的地层调剖。 表 2 聚丙烯酰胺冻胶调剖剂序号 名 称基本组成，（质量） 主要性能与适用条件81 铬交联部分水解聚丙烯酰胺冻胶 HPAM：0.61.0；Na2Cr2O7：0.05 0.10；Na2S2O3：0.050.15。1Na 2S2O3 在一定条件下还原 Cr6 成 Cr3 ， Cr3 交联带有COO 基
24、团的 HPAM 生成冻胶。2堵剂溶液地面粘度低、成胶时间可控、冻胶粘度：210 4mPas、堵塞率：95%。3适用于 5080砂岩、碳酸盐岩油藏堵水调剖。 2 甲醛交联部分水解聚丙烯酰胺冻胶 HPAM：0.81.5；甲醛（37）：0.181.10；苯酚：0.10.5；Na2S2O3：0.05。 1甲醛、苯酚与 HPAM 中的CONH 2 基团反应生成带有环状结构的聚合物树脂冻胶。冻胶中接入芳环，增加其热稳定性能。2堵剂地面粘度低，成胶时间可控，冻胶粘度：（1520）10 4mPas、堵水率：98%。3.适用于 120150砂岩和碳酸盐岩油藏堵调。3 丙凝 AM：58；N、N-甲叉基双丙稀酰胺：
25、0.010.03；过硫酸铵：0.050.15；缓凝剂：0.0010.1。1AM 与 MBAM 在过硫酸铵引发下发生聚合、交联反应生成冻胶。2配制液粘度低（95%。3适用于渗透率差异大的 4080的地层堵水调剖。 4TP-910 调剖剂 AM：3.55.0；MBAM：0.0150.03；过硫酸钾：0.0080.02；缓凝剂：00.004；缓冲剂：00.6。 1AM 与 MBAM 在过硫酸铵引发下发生聚合、交联反应，生成具有网状结构的高粘聚合物，封堵高渗透吸水层，迫使注入水转向；聚合物在注入水冲刷下溶胀、溶解，增加水的粘度，改善流度比。2配制液地面粘度低（1.04 mPas）、成胶时间：1 h15
26、h、冻胶粘度：20010 4mPas。3适用于 3090的砂岩和碳酸盐岩油藏堵调。 5BD-861调剖剂 AM：4.05.0；过硫酸铵：0.20.4；861：0.050.10 1AM 在过硫酸铵作用下，生成 PAM。PAM与 861 反应生成冻胶。调剖剂优先进入高渗透层，生成冻胶堵塞大孔道。冻胶吸水膨胀，扩大调剖剂影响半径。2地面粘度低、冻胶强度大、封堵能力强、热稳定性好、有效期长。3适用于 5080地层堵水调剖。 6PAM-HR调剖剂 PAM： 0.61.0；乌洛托品：0.120.16；间苯二酚：0.030.05 1乌洛托品在酸性条件下加热变成甲醛，甲醛与间苯二酚反应生成多羟甲基间苯二酚，交
27、联PAM，生成复合冻胶。2多羟甲基间苯二酚与 PAM 反应，分子链中引入苯环，增强冻胶体的耐温性。93适用于 5080地层堵水调剖。 7聚丙烯酰胺柠檬酸铝调剖剂 PAM： 0.10.16隔离液（水） ；柠檬酸铝：0.050.10可多段赛重复。 1PAM 溶液在岩石表面产生吸附，阻止水的流动。2柠檬酸根与地层中高价离子反应生成沉淀，Al3+与 PAM 交联生成冻胶。3连续交替注入 PAM 和柠檬酸铝，可增加吸附层厚度，降低处理层段渗透率。 表 3 其他冻胶调剖剂序号 名称 基本组成，（质量） 主要性能与适用条件1部分水解聚丙烯腈高温冻胶堵剂HPAN： 4.06.0；甲醛：0.40.6；苯酚：0.
28、010.05；NH4Cl： 0.3 0.5。1甲醛、苯酚与 HPAN 中的CONH 2 基团反应生成带有环状结构的聚合物树脂冻胶。2堵剂溶液地面粘度低、成胶时间可控、冻胶粘度：210 4mPas、堵塞率：95%。3适用于 90140砂岩油藏堵水调剖2 黄孢胶调剖剂XC：0.250.35；甲醛：0.10.2；Na2Cr2O7：0.015 0.018Na2SO3：0.0140.0201XC 是一种多糖类生物聚合物，其中的羧基可与多价金属离子（Cr 3 、Al 3+）结合成黄孢菌冻胶。2黄孢菌冻胶受剪切时变稀，剪切力消除后，又可恢复到原交联强度。3适用于 3070地层堵水调剖。表 4 分散颗粒类调剖
29、剂序号 名 称 基本组成 主要性能与适用条件1 膨润土调剖剂 膨润土：2023NaCl：1.0 价格低廉，适用于注水井调剖。20卤水、6070清水、1020钠土粘土颗粒对孔隙喉道产生物理堵塞，适用于大剂量调剖。12钠土、8090清水、1020钙土粘土颗粒对孔隙喉道产生物理堵塞，适用于大剂量调剖。2 粘土调剖剂 A 液：57%钠土B 液：0.060.1HPAM 溶液隔离液：水1粘土颗粒对孔隙喉道产生物理堵塞；2HPAM 的亲水基团与钠土颗粒表面的羟基形成絮凝体，堵塞地层孔道。3HPAM 通过氢键作用与粘土表面产生吸附粘膜，多次处理，则粘膜增厚，可明显降低大孔道渗透率。10A 液： 10钠土悬浮体
30、B 液：冻胶堵剂（如铬冻胶、醛冻胶）隔离液：水1粘土颗粒对孔隙喉道产生物理堵塞；2以冻胶代替 HPAM，可提高封堵能力。3 粉煤灰调剖剂 粉煤灰：钠土1：1灰土混合物：水1：10 粉煤灰与粘土颗粒对孔隙喉道产生物理堵塞4聚乙烯醇颗粒调剖剂聚乙烯醇 PVA-1799，以水为携带液聚乙烯醇颗粒吸水溶胀（2.5 倍左右）而不溶解，溶胀后可封堵高渗透层，适用于注水井调剖。表 5 水膨体类调剖剂序号 名 称 主要性能与适用条件1TP-1 体膨型调剖剂1耐温：120，耐盐：510 4mg/L；2膨胀倍数：3060 倍；3适由于高含水、特高含水地层的调驱、调剖、堵水2TPKL-10 堵水调剖剂具有良好的体膨
31、特性（膨胀倍数20），主要用于高含水、特高含水地层的调驱、调剖、堵水。3CYY-2 型调剖剂1适用温度：40 120，耐盐：1010 4mg/L；2膨胀倍数：1580 倍；3适由于高含水、特高含水地层的调驱。表 6 沉淀型调剖剂序号 名 称 基本组成，（质量） 主要性能与适用条件1 水玻璃氯化钙 Na2OmSiO2： 1520；CaCl2：1726；1. 粘度低、易泵送、胶凝时间短、凝胶强度高，堵塞率 85%95%，抗盐、耐温。2. 适用于 4080砂岩高渗透地层堵水调剖。2 聚丙烯腈氯化钙 HPAN： 6.58.5CaCl2：2030；1. 抗剪切、沉淀物耐温、稳定期长、可堵可解。2. 适用
32、于 5090砂岩高渗透地层堵水调剖。3 碳酸钠三氯化铁 Na2CO3：520 ； FeCl3： 530； 适用于砂岩高渗透地层堵水调剖。4 水玻璃硫酸亚铁 Na2OmSiO2： 125FeSO4：513 适用于砂岩高渗透地层堵水调剖。5 水玻璃氯化镁Na2OmSiO2： 125 MgCl2：115 适用于砂岩高渗透地层堵水调剖。表 7 树脂类调剖剂11序号 名称 基本组成，（质量比） 主要性能与适用条件1 酚醛树脂堵剂配方 1：羟甲基酚：草酸1：0.06配方 2：羟甲基酚：氯化铵：盐酸（20）1：0.025：0.0251先在碱性条件下将甲醛与苯酚制备成羟甲基酚，羟甲基酚在酸性条件及固化剂存在下
33、进一步缩合成热固性树脂。2粘度低(30mPa.s)、易泵送、凝固时间 0.53h、固化后强度大、堵塞率：98%。3适用于 40150砂岩或碳酸盐油藏堵水调剖。2 脲醛树脂堵剂尿素：甲醛：水：氯化铵1：2：（0.51.5）：（0.010.05）1 在一定温度和碱性条件下，尿素与甲醛进行加成反应，生成一羟、二羟或多羟甲基脲。生成物在硬化剂氯化铵作用下，进一步缩合成多孔结构型不溶不熔的高分子化合物。2粘度低(10mPa.s)、易泵送、凝固时间：0.53h、固化后强度大、堵塞率：98%。3适用于 40150砂岩或碳酸盐油藏堵水调剖。七、不同类型油藏的调剖堵水工艺方法1、中等或较低渗透率的砂岩油藏该类油
34、藏储层中，影响油水渗流的孔隙属于小孔细喉型，由于孔隙小，喉道细，所以储层很容易受到伤害，产生堵塞。表 8 中等或较低渗透率的砂岩油藏用调剖剂油藏条件 调剖剂选择 应用情况铬交联部分水解聚丙烯酰胺 甲叉基聚丙烯酰胺溶胶木质素磺酸钙4085 矿化度5000mg/L 三相泡沫胜利、大庆等各大油田等到广泛应用阳离子聚丙烯酰胺凝胶 文东油田高温部分水解聚丙烯腈 胜利、塔河油田高温、高盐超细水泥 桥口油田2、高渗透率的砂岩油藏由于强注强采，高渗透砂岩油藏长期受注入水的冲刷和“淘洗”，油层物性发生较大的变化，大孔道窜流严重 。通常采用价格低、来源广，封堵强度大、耐冲刷的高强度堵剂进行封堵。 高强度堵剂有：1
35、）树脂类：脲醛树脂、酚醛树脂；122）颗粒类：油基水泥、硅土胶泥堵水剂 、石灰乳复合堵剂；3）沉淀堵剂：氟硅酸-水玻璃。八、不同含水阶段的调剖堵水工艺方法调剖堵水应从储层特征和含水变化特点出发，根据不同的含水阶段，选择性能适宜的堵剂，以取得最佳堵水效果。表 9 不同含水阶段的调剖堵水工艺方法及相应的调剖剂中、低含水期自喷油井裸眼井段中裂缝间的相互干扰，突出表现为井段下部出水层段对上部含油层段的干扰，聚丙烯酰胺高温溶胶，高温铬冻胶中、高含水期抽油生产，裂缝发育放空漏失严重，原使用堵水剂强度低、热稳定性较差树脂凝胶复合凝胶高含水期 岩块系统的采出程度低，含油饱和度相当高，为发挥岩块系统小缝小洞的生
36、产潜力，需要高强度、耐大压差的堵剂封堵大缝洞 水泥石灰乳无机堵剂 高含水后期在剩余含油厚度小、油水混杂的裸眼层段内部封堵高渗透水淹缝洞，发挥低渗透含油缝洞的生产潜力，进行裂缝系统内的油水调整挖潜 HB952 堵水剂，多元高分子聚合物九、深部调剖工艺技术深度调剖技术包括：1）粘土颗粒深部调剖技术；2）弱冻胶深部调剖技术 ；3）其他深部调剖技术。（一）粘土颗粒深部调剖技术 1粘土悬浮体聚合物双液法封堵剂采用 10（质量）的潍坊钠土悬浮体为 A 液，以质量浓度为 400mg/L 的HPAM 水溶液为 B 液，以水为隔离液，由注入水将它们推至地层深处相遇，絮凝沉入大孔道中，达到深部调剖的目的。2粘土悬
37、浮体冻胶双液法封堵剂采用 10（质量）潍坊钠土悬浮体为 A 液，以冻胶堵剂（如铬冻胶堵剂、醛冻胶堵剂）为 B 液，以水为隔离液，由注入水将它们推至地层深处相遇，絮凝胶结在一起，较牢固地封堵地层深部的大孔道。3粘土单液法堵剂采用 10（质量）左右的潍坊钠土悬浮体，或 10（质量）左右的潍坊钠土、钙土混合悬浮体，以单液形式注入地下封堵大孔道。 （二）弱冻胶深部调剖技术 弱冻胶深部调剖剂是由聚合物加入少量缓交联型交联剂制成。聚合物溶液注入地层后，优先进入油藏的高渗透区，在地层温度条件下缓慢产生轻度交联，形成粘度较大的交联聚合物段塞，使高渗透部位流动度明显下降，使注入水分流或转向，达到深部调剖的目的。
38、 13弱冻胶主要由聚合物和交联剂组成。聚合物主要为聚丙烯酰胺（PAM）或部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），使用浓度一般为 0.20.5（质量）；交联剂多为铬盐或铝盐的络合体系，使用浓度一般为 0.020.15（质量）。成胶时间随两种物质浓度的增加和温度的升高而缩短。 表 10 常用弱冻胶的组成及基本性能序号 研制单位 名称 主要化学组成 主要特性1石油勘探院采收率所聚丙烯酰胺有机金属Cr（III）PAM（ M：2400104）：200mg/L700mg/L；交联剂（丙二酸铬等）：2080 mg/L。低浓度可动冻胶，多分子聚集体存在。2大庆采油工艺研究所聚合物弱冻胶深部调剖体系PAM（ M ：11
39、001400104）：300mg/L900mg/L；交联剂（LH 1）；pH调节剂：盐酸；稳定剂配制简单，不调 pH 值，成胶前粘度低（172mPas），延迟时间长，成胶时间 1520 天。3 辽河石油勘探局 胶态分散冻胶HPAM（M：11001500104，Dh：2030）；自制柠檬酸铝；稳定剂：盐酸特征介于分散冻胶与本体冻胶之间，在地层条件及适当的压力下即可“流动”，长时间保持其流动性和稳定性，可封堵高渗透层水流通道，使注入水转向而启动低渗透层。4 石油勘探院采油所 KL、GL、REPAM（ M：8001200104）： 8001500mg/L；交联剂（乳酸铬、柠檬酸铝和有机树脂）： 10
40、0300mg/L。延迟交联（1d15d ）可控，本体冻胶，强度 G/为 1Pa 左右，不同温度 (30 90)系列产品。5胜利油田采油工艺研究院XL-2PAM（ M：1200104）：500800 mg/L；交联剂（XL-2 ）：500800 mg/L。耐温 70，适用矿化度 10000mg/L 以下，交联反应不受 pH 值影响。6 大港油田 AT420PAM： 200010000 mg/L；交联剂：100200 mg/L；添加剂：500 mg/L。适用矿化度 20000mg/L 以下，耐温 65，剪切的粘度保留率应控制在 70以上。7石油大学（化工学部）CDGPAM（ M：1600104）：
41、160180 mg/L；交联剂：柠檬酸铝。交联比20：1浓度低适合大剂量处理；在线混合注入；交联反应稳定。148克拉玛依油田采油工艺研究院DDG-2PAM： 4000 6000 mg/L；有机铬交联剂：10001500 mg/L。交联时间 0.25d15d；适用温度 2080；矿化度低于 50000mg/L。9 吉林油田 聚丙烯酰胺交联体系PAM： 1000 1600 mg/L；交联剂；稳定剂；促凝剂。交联时间 3d25d 可调；耐矿化度 300000mg/L。10 河南油田 PPIM-3HPAM（M：2100104）：100250 mg/L；交联剂（PRIM-3）：100250 mg/L。高
42、温高盐条件下成胶稳定；耐温 90，矿化度 100000mg/L。11 辽河油田 LH-1HPAM（M：11001500104）：1000 mg/L；交联剂（LH-1 ）：8001200 mg/L。交联时间 150 小时；pH 值控制在 45 之间。弱冻胶的作用机理：弱冻胶从注水井注入目的层后，在近井地带形成冻胶体。由于弱冻胶具有可运移性，在继续注水的过程中，可在注水压差的作用下，进入油层深部，形成堵塞，迫使液流转向，提高波及效率。同时，在其运移过程中发生驱替作用，提高驱油效率。 即具有调驱双重作用。表 11 常用弱冻胶的调驱机理序号 单位 弱冻胶名称 主要调驱机理概述1大庆采油工艺研究所聚合物
43、弱冻胶深部调剖体系调剖剂在地层温度作用下缓慢交联形成弱冻胶，具有一定流动性。开井注水后在水驱作用下，冻胶仍会随注入水前行。2 石油大学（华东） HPAM多价金属离子多价金属离子在溶液中一次进行络合、水解、羟桥作用、与聚合物之间的配位反应。研究了反应动力学，提出了反应速率方程与 Cr3、COOH、H浓度有关。3 石油大学（北京） HPAM柠檬酸铝研究了 CDG 的微观形态，粒度分布和在多孔介质中的吸附和滞留。4渗流流体力学研究所HPAMXL-1（Cr3）交联聚合物在多孔介质中的渗流机理与聚合物不同，注入水在冻胶中以指紧形式流动，依靠交联聚合物改变注入水的残余阻力系数，打到流体改向的目的。5大港油
44、田地质勘探院AT420微凝胶通过在地层孔隙中运移，在地层深部依靠凝胶颗粒的堵塞改变流体流向。156胜利采油工艺研究院XL-2交联聚合物增大了滞留量，提高了注入水的渗流阻力。7 勘探院采收率所 HPAM有机铬可动凝胶对高渗层的渗透率进行调节，但并不完全封死高渗层。8 勘探院采油所 GL、KL弱冻胶封堵地层的流体不符合达西定律，渗透率促怎奈流速依赖性。凝胶对水油的残余阻力系数不同，凝胶在地层中能发生“漂移”，“漂移”后的凝胶以凝胶团形式存在，能改边微观受力分布。9 吉林油田部分水解聚丙烯酰胺体系地下交联后对注入水产生分流，依靠凝胶的可动性对剩余油产生驱替作用。弱冻胶的性能特点：1）弱冻胶有很好的选
45、择性进入能力。在并联双管岩心驱替试验中，90以上的弱冻胶进入高渗透岩心管，进入低渗透岩心管的弱冻胶则不足 10。2）在注弱冻胶调驱剂的过程中，生产井含水和产液下降而产油上升，并延续一段时间。说明弱冻胶有调剖和驱油双重作用。 （三）其他深部调剖技术 多种类型调剖剂组合的多段塞深部调剖技术，是针对油藏选用不同类型、性能有所差异的多种调剖剂，分成几个不同段塞注入地层，起到深部堵塞的效果。多段塞多轮次深部堵调技术，是指在第一次调剖进行一段时间后，再进行第二次调剖（有的井也许还要进行第三次、第四次施工，这要视具体情况而定），后来注入的调剖剂将前面注入的调剖剂推向地层深部，达到深部堵调目的，提高深部堵调效
46、果。 较常见的多种堵剂组合使用技术大孔道高渗井：弱冻胶强冻胶低度固化体高度固化体封口剂。1）高渗区：弱冻胶强冻胶低度固化体系高度固化体系；2）较高渗透区：弱冻胶强冻胶低度固化体系；3）中低渗区：弱冻胶强冻胶；粉煤灰超细水泥：应用范围较广。PMN-PER+粘土（粉煤灰）：适用于较高温度地层使用。水玻璃CaCl2木钙：主要用于封堵底水。粘土双液法调剖剂：粘土HPAM、粘土HPAM 冻胶、粘土水泥等。16十、地层因素选择调剖剂时，要考虑的技术因素有地层水的矿化度、地层温度、调剖剂与地层渗透性等因素的匹配性。注水井 PI 值与地层的渗透性、孔隙度等密切相关，调剖剂与地层渗透性的匹配性可以通过调剖剂的适
47、用 PI 值来反映。除上述因素外，要考虑的因素还有价格等。十一、化学堵剂筛选方法1. 专家系统推理法利用专家系统和常用调剖剂性能的数据库确定调剖剂类型。调剖剂的选择主要考虑调剖剂与地层和地层水的配伍性（地层水矿化度、地层温度）、注水井的吸水能力和调剖类型（深调还是浅调）等。WI 为强吸水层位每米油层吸水指数；KI 为每米油层视吸水指数；PI 为井口压降曲线平均值。2. 孔喉尺寸决策法以地层孔喉尺寸的大小为主要决策因素，参照堵剂化学性质与地层水的配伍性，堵剂的热稳定性与地层温度及堵剂的稳定性与地层流体的 pH 值等关系。主要选择堵剂颗粒直径为 1913 地层孔喉直径的化学堵剂。3. 多参数对比法
48、将化学剂对地层温度、地层水矿化度和注水井的 PI 值的适用范围分类列出。编成数据库进入筛选软件系统。堵剂筛选的第一步是根据以上三项指标筛选出一种或数种可用的化学剂。第二步是对初选的化学剂进行成本对比，选择优质廉价的化学剂。十二、化学堵剂用量的确定方法1. 多参数调剖效果优化法用多种参数对不同量的堵剂调剖效果进行对比优化，确定其最佳的调剖剂用量。考虑的主要参数为：注水井日注入量，调剖地层的渗透率变异系数、厚度和 Ky/Kh 值周围油井的日产液量，综合含水比，调剖层的相对渗透率曲线，原油粘度，调剖剂的封堵能力，井网及井距等。利用堵剂用量优化模型进行优化决策，求得最佳化学堵剂用量。堵剂用量优化模型框图。2.吸水指数对比法3.化学剂用量系数法十三、效果评价技术对于油藏整体深度调剖，评价的内容有三个方面：1、 调剖井的吸水剖面、注水压力、注水量、吸水指示曲线、压降曲线( PI值) 等; 2、 对应油井的产液量、产油量、含水率变化; 3、 油藏的产油量、含水率、自然递减、综合递减、可采储量、水驱特征曲线等。17十四、调剖堵水发展阶段调剖堵水大体可以划分为 5 个发展阶段：第一阶段是 油井单井堵水阶段；第二阶段是 水井单井调剖阶段；第三阶段是 井组的油水井对应调剖堵
