1、油田化学研究新成果、新技术、新工艺油田化学研究新成果、新技术、新工艺 油田化学堵水调剖技术油田化学堵水调剖技术中国石油勘探开发研究院油田化学所中国石油勘探开发研究院油田化学所2003年年2月月报告人：王洪关报告人：王洪关堵水调剖技术的概述堵水调剖技术的概述油田化学堵水调剖剂油田化学堵水调剖剂油田化学堵水调剖的新进展油田化学堵水调剖的新进展油田化学堵水调剖的发展重点、方向油田化学堵水调剖的发展重点、方向堵水调剖技术的概述堵水调剖技术的概述我国东部油田大都进入我国东部油田大都进入“双高双高“（高含水、高采出程度）开发阶（高含水、高采出程度）开发阶段，段，集团公司总体也已进入集团公司总体也已进入“双
2、高双高”和稳产临界阶段，老油区多年和稳产临界阶段，老油区多年强化开采，地下剩余油高度分散，多年综合治理使得层间、平面等强化开采，地下剩余油高度分散，多年综合治理使得层间、平面等差异逐渐变小，调整余地越来越小，以大庆为代表的高含水老油田，差异逐渐变小，调整余地越来越小，以大庆为代表的高含水老油田，经过多年的开发调整和高产稳产，目前面临着经过多年的开发调整和高产稳产，目前面临着“一失衡、三高、三一失衡、三高、三差、三个加快、三个基本到位差、三个加快、三个基本到位”的开发形式，稳产难度大的开发形式，稳产难度大大量低渗透未动用储量（约大量低渗透未动用储量（约4040亿吨）和新探明石油储量中，低品亿吨）
3、和新探明石油储量中，低品质储量比例增加（目前已达质储量比例增加（目前已达60%60%），措施工作量（压裂、酸化等），措施工作量（压裂、酸化等）加大；稠油蒸汽吞吐进入高轮次（加大；稠油蒸汽吞吐进入高轮次（5 57 7）轮次，蒸汽驱效果不理想，）轮次，蒸汽驱效果不理想，稠油稳产困难等稠油稳产困难等稳油控水技术的研究和发展是进一步提高二、三次采油效率的重稳油控水技术的研究和发展是进一步提高二、三次采油效率的重要技术手段要技术手段我国目前油田注水开发的现状我国目前油田注水开发的现状 可采储量采出程度大于可采储量采出程度大于60%60%、综合含水大于、综合含水大于80%80%的双的双高油田，地质储量和年
4、产量分别为高油田，地质储量和年产量分别为74.5%74.5%、73%73%； 可采储量采出程度可采储量采出程度404060%60%、综合含水大于、综合含水大于60 60 80%80%的油田，地质储量和年产量分别为的油田，地质储量和年产量分别为9%9%、8%8%； 可采储量采出程度小于可采储量采出程度小于40%40%、综合含水小于、综合含水小于60%60%的油的油田，地质储量和年产量分别为田，地质储量和年产量分别为16.5%16.5%、19%19%； 集团公司中高渗透注水砂岩油藏集团公司中高渗透注水砂岩油藏110110个，地质储量个，地质储量52.1652.1610108 8吨，可采储量吨，可采
5、储量23.523.510108 8吨，年产油占总吨，年产油占总产量的产量的57.2%57.2%，平均含水，平均含水83.7%83.7%，可采储量采出程度，可采储量采出程度70.71%70.71%油井含水的原因油井含水的原因油井含水原因油井含水原因工艺工艺地质地质技术技术底水（油水界面锥进）底水（油水界面锥进）块状地质块状地质采用各种化学剂、采用各种化学剂、建立人造隔层（建立人造隔层（压裂或不压裂），压裂或不压裂），化学剂可分为固化学剂可分为固体、液体、起泡体、液体、起泡剂等剂等边水边水注入水注入水下部水下部水上部水上部水沿低质水泥环沿低质水泥环的底水窜入的底水窜入低质固井低质固井经现有或专门经
6、现有或专门孔眼（用封隔孔眼（用封隔器或不用）注器或不用）注水泥浆、合成水泥浆、合成树脂，修补水树脂，修补水泥环缺陷泥环缺陷套管密封性被破坏套管密封性被破坏非均质地层非均质地层封堵：封隔器，水泥封堵：封隔器，水泥柱塞，注液体、固体柱塞，注液体、固体和非固体材料和非固体材料调整注水井吸水剖面调整注水井吸水剖面往套管外注水泥浆，往套管外注水泥浆，合成树脂等。合成树脂等。油井产水的危害油井产水的危害 高产井变成无工业价值的井高产井变成无工业价值的井 地层中可能出现水圈闭的死油区地层中可能出现水圈闭的死油区 储层结构破坏，油井出砂储层结构破坏，油井出砂 增加液体相对密度，增大井底压力，使自增加液体相对密
7、度，增大井底压力，使自喷井变为抽油井喷井变为抽油井 腐蚀地下设备，引发事故腐蚀地下设备，引发事故 增加地面拖水和水处理的费用增加地面拖水和水处理的费用 堵水调剖的概念堵水调剖的概念 =ED EV 调剖措施：注入井调剖措施：注入井 堵水措施：油井堵水措施：油井 堵水调剖的作用堵水调剖的作用 基本作用是提高注入水的波及体积，提高产油量，减少产基本作用是提高注入水的波及体积，提高产油量，减少产水量，提高油田开发的采收率水量，提高油田开发的采收率 封堵多层开采的高渗透，高含水，或注入井的高吸水层，封堵多层开采的高渗透，高含水，或注入井的高吸水层，减少层间干扰，改善产液剖面或吸水剖面减少层间干扰，改善产
8、液剖面或吸水剖面 封堵单层采油井的高渗透段和水流大通道或注水井的高吸封堵单层采油井的高渗透段和水流大通道或注水井的高吸水井段水井段 封堵水窜的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率封堵水窜的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率堵水调剖的作用堵水调剖的作用n化学遮挡控制底水锥进速度，提高底水油化学遮挡控制底水锥进速度，提高底水油藏的无水和低含水期采油量藏的无水和低含水期采油量n封堵窜槽水，封死窜槽段，达到堵水目的封堵窜槽水，封死窜槽段，达到堵水目的n按油田区块整体进行调剖、堵水控制含水按油田区块整体进行调剖、堵水控制含水上升，提高波及体积，提高开发采收率上升，提高波及体积，提高开发采收率n
9、深部液流转向，提高波及体积，改善驱替深部液流转向，提高波及体积，改善驱替效果，提高采收率效果，提高采收率 堵水调剖技术的发展历史堵水调剖技术的发展历史 探索研究阶段（探索研究阶段（50506060年代）：年代）： 原油、松香皂、水泥，提出证明封堵水层是增加原油产量和提高油原油、松香皂、水泥，提出证明封堵水层是增加原油产量和提高油井采收率的好方法井采收率的好方法 机械堵水为主的阶段（机械堵水为主的阶段（70708080年代）年代） 封隔机械堵水技术和悬浮也堵水调剖技术封隔机械堵水技术和悬浮也堵水调剖技术 化学堵水、调剖大发展阶段（化学堵水、调剖大发展阶段（80809090年代初）年代初） 797
10、9年成立全国油田堵水技术协调小组，从单井堵水转为注水井调剖，年成立全国油田堵水技术协调小组，从单井堵水转为注水井调剖，发展为油水井综合治理发展为油水井综合治理 油田区块整体堵水调剖阶段（油田区块整体堵水调剖阶段（9090年代）年代） 提出堵水调剖是三次采油不可逾越的一步，形成配套技术，以区块提出堵水调剖是三次采油不可逾越的一步，形成配套技术，以区块为整体的堵水调剖技术为整体的堵水调剖技术 深部调剖堵水、调驱阶段（现阶段深部调剖堵水、调驱阶段（现阶段）堵水调剖综合技术堵水调剖综合技术 找水技术找水技术 吸水剖面、产液剖面的测试 注水指示曲线、压降法 示踪剂、电位法技术 堵水调剖化学剂技术堵水调剖
11、化学剂技术 堵水调剖机理研究技术堵水调剖机理研究技术 岩心堵塞评价 核磁共振技术 CT成像技术 注入工艺技术：笼统挤入、卡封挤入注入工艺技术：笼统挤入、卡封挤入 撬装式 泵车、配液装置 在线工艺 井组注入 效果预测与综合评价技术效果预测与综合评价技术 数值模拟软件 示踪剂、电位法技术 生产动态法19792002年全国油田化学堵水调剖效果年全国油田化学堵水调剖效果 化学堵水调剖剂化学堵水调剖剂 堵水调剖机理堵水调剖机理v 吸附作用吸附作用v 化学剂吸附于岩石表面，对水流产生较大的阻力，降低高渗透层的渗化学剂吸附于岩石表面，对水流产生较大的阻力，降低高渗透层的渗透性透性v 动力捕集作用动力捕集作用
12、v 聚合物类堵水调剖剂为线性大分子结构，其结构柔软，泵送过程中分聚合物类堵水调剖剂为线性大分子结构，其结构柔软，泵送过程中分子链伸展，具有较好的流动性，便于注入，当径向注入地层后流速降子链伸展，具有较好的流动性，便于注入，当径向注入地层后流速降低，分子链将松弛并形成无规线团堵塞孔隙喉道，阻止水的流动，起低，分子链将松弛并形成无规线团堵塞孔隙喉道，阻止水的流动，起到堵水作用到堵水作用v 物理堵塞作用物理堵塞作用v 通过架桥堆积、交联、固化作用，对多孔介质中的喉道物理堵塞通过架桥堆积、交联、固化作用，对多孔介质中的喉道物理堵塞v 润湿性的转变润湿性的转变堵水调剖剂的分类堵水调剖剂的分类 基本分类法
13、：基本分类法：化学组成分类化学组成分类无机、有机、复合或选择性和非选择性无机、有机、复合或选择性和非选择性油藏特征分类油藏特征分类高渗透、稠油热采、低渗透高渗透、稠油热采、低渗透施工工艺分类施工工艺分类近井、深部、调驱近井、深部、调驱堵水调剖剂类型堵水调剖剂类型国外主要品种国外主要品种国内情况国内情况水泥类水泥类水基、油基、活化、超细水泥水基、油基、活化、超细水泥基本齐全基本齐全树脂类树脂类酚醛、氨基热固性树脂酚醛、氨基热固性树脂聚乙烯、聚丙烯热塑性树脂聚乙烯、聚丙烯热塑性树脂基本齐全基本齐全无机沉淀类无机沉淀类水玻璃氯化钙水玻璃氯化钙基本齐全基本齐全聚合物凝胶类（合成、天聚合物凝胶类（合成、
14、天然、生物聚合物）然、生物聚合物）HPAMHPAM甲醛、甲醛、CrCr3+3+、柠檬酸铝、柠檬酸铝、ZrZr4+4+凝胶；凝胶；AMAM双丙凝胶、溶胶；木质素磺酸盐双丙凝胶、溶胶；木质素磺酸盐CrCr3 3凝胶；黄原胶凝胶；黄原胶CrCr3 3凝胶凝胶基本齐全基本齐全颗粒类颗粒类体膨型聚合物、石灰乳、膨润土体膨型聚合物、石灰乳、膨润土基本齐全基本齐全泡沫类泡沫类二相泡沫、三相泡沫、泡沫凝胶二相泡沫、三相泡沫、泡沫凝胶基本齐全基本齐全选堵类选堵类活性稠油、表面活性剂、阳离子聚合物活性稠油、表面活性剂、阳离子聚合物基本齐全基本齐全复合类复合类聚合物树脂、般土聚合物聚合物树脂、般土聚合物基本齐全基本
15、齐全工业副产品类工业副产品类有机硅、碱性油、酸渣有机硅、碱性油、酸渣基本齐全基本齐全 无机类无机类 石灰乳复合堵水剂石灰乳复合堵水剂 微粒水泥硬性堵水剂微粒水泥硬性堵水剂 硅系单双液法调剖剂硅系单双液法调剖剂 钠土絮凝堵水剂钠土絮凝堵水剂 铝盐铝盐- -尿素无机凝胶体尿素无机凝胶体系系 有机类有机类 聚合物凝胶堵水调剖剂聚合物凝胶堵水调剖剂 热固性树脂堵水剂热固性树脂堵水剂 聚合物聚合物- -树脂堵水调剖剂树脂堵水调剖剂 有机氯硅烷堵水剂有机氯硅烷堵水剂 泡沫凝胶调剖剂泡沫凝胶调剖剂 天然有机物堵水剂天然有机物堵水剂 炼厂油渣转向剂炼厂油渣转向剂类型类型名称名称组成组成特性特性用途用途地层深部
16、地层深部堵调剂堵调剂胶体分散胶体分散凝胶凝胶聚合物：分子量聚合物：分子量12001200万、水万、水解度解度25-35%25-35%交联剂：柠檬酸铝交联剂：柠檬酸铝 羧酸铬（羧酸铬（）凝胶、可流凝胶、可流动、分子内动、分子内交联交联地层深部（地层深部（1/2-1/31/2-1/3井距）调、驱井距）调、驱地层渗透率变异系地层渗透率变异系数数0.75-0.850.75-0.85防窜剂防窜剂阴离子聚合物：分子量阴离子聚合物：分子量10001000万、水解度万、水解度25-35%25-35%；阳离子；阳离子聚合物：分子量聚合物：分子量400400万，阳离万，阳离子度子度30-50%30-50%凝胶、絮
17、凝、凝胶、絮凝、沉淀沉淀地层深部堵、调、地层深部堵、调、驱驱高温堵调高温堵调剂剂矿渣水泥矿渣水泥水泥：粒度水泥：粒度5-30m5-30m共聚物：共聚物：甲基丙烯酸甲脂甲基丙烯酸甲脂甲基丙烯酸钠甲基丙烯酸钠甲基丙烯酸乙醇胺甲基丙烯酸乙醇胺凝结固体凝结固体300300、缓、缓凝、凝、高强度高强度40MPa40MPa堵漏堵漏泡沫凝胶泡沫凝胶表面活性剂：表面活性剂：聚氧乙烯硫酸盐聚氧乙烯硫酸盐聚氧乙烯硫酸铵盐聚氧乙烯硫酸铵盐泡沫凝胶泡沫凝胶205205蒸汽驱、吞吐蒸汽驱、吞吐树脂选堵树脂选堵剂剂聚合物：分子量聚合物：分子量200-200- 2000 2000万万三聚氰胺、甲醛、三聚氰胺、甲醛、高碳醇表
18、面活性剂高碳醇表面活性剂凝固体凝固体300300高渗透层高渗透层大孔道高大孔道高渗透渗透堵调堵调剂剂石灰乳石灰乳石灰：粒度石灰：粒度30-150m30-150m膨润土、石棉膨润土、石棉凝固体凝固体封裂缝封裂缝（100m100m）、）、高渗透层高渗透层微粒水泥微粒水泥水泥：平均粒度水泥：平均粒度10m10m分散剂：非离子表面活分散剂：非离子表面活 性剂性剂烃类：油、烃烃类：油、烃凝固体凝固体封裂缝、窜槽封裂缝、窜槽聚合物本聚合物本体凝体凝胶胶季铵盐、磺酸盐与季铵盐、磺酸盐与AMAM共共聚物、有机、无机交聚物、有机、无机交联剂或树脂联剂或树脂硬凝胶硬凝胶5 5万万-10-10万万mPamPas s
19、封堵高渗透层封堵高渗透层低渗透堵低渗透堵调剂调剂聚合物弱聚合物弱凝胶凝胶AMAM共聚物：分子量共聚物：分子量300-300-800800万、水解度万、水解度5-20%5-20%、用量用量0.3-0.5%0.3-0.5%交联剂：无机、有机交联剂：无机、有机弱凝胶弱凝胶5000-5000-10000 10000 mPamPas s微裂缝填充微裂缝填充聚合物类堵水调剖剂聚合物类堵水调剖剂 基本组成基本组成 聚合物聚合物 交联剂交联剂 助剂助剂 基本原理基本原理 聚合物与交联剂（引发剂）和聚合物与交联剂（引发剂）和( (或或) )助剂在一定的助剂在一定的油藏条件下（温度、水质）发生化学反应，聚合油藏条
20、件下（温度、水质）发生化学反应，聚合物线性结构变为体型结构，封堵高渗层带、大孔物线性结构变为体型结构，封堵高渗层带、大孔道、裂缝道、裂缝 基本特征基本特征 配置液流变性好、可优先进入高渗透层或孔道配置液流变性好、可优先进入高渗透层或孔道 生成凝胶有好的粘弹性、整体性生成凝胶有好的粘弹性、整体性 具有延缓交联特性，适用于近井、深部调剖具有延缓交联特性，适用于近井、深部调剖 凝胶体吸附性和滞留性好凝胶体吸附性和滞留性好 适用条件：温度：30120PH值：410矿化度：300000ppm岩性：砂岩、碳酸盐岩 主要性能地面粘度：3050mPas成胶时间：3小时十几天凝胶粘度：200080000mpas
21、 聚合物聚合物 合成聚合物：阴离子聚合物、阳离子聚合合成聚合物：阴离子聚合物、阳离子聚合物、两性离子聚合物物、两性离子聚合物 天然聚合物：木质素磺酸盐、栲胶天然聚合物：木质素磺酸盐、栲胶 生物聚合物：黄原胶生物聚合物：黄原胶 聚合单体：丙烯酰胺聚合单体：丙烯酰胺 交联剂体系交联剂体系 氧化还原体系：重铬酸盐氧化还原体系：重铬酸盐+ +硫代硫酸盐（亚硫酸盐）硫代硫酸盐（亚硫酸盐） 有机醛：甲醛、糠醛等有机醛：甲醛、糠醛等 树脂：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂树脂：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂 醛醛+ +酚酚 乌洛托品乌洛托品+ +酚酚+ +酸酸 羧酸铬羧酸铬 柠檬酸铝柠檬酸铝 堵水调剖剂名称堵水调
22、剖剂名称成功率成功率 （）（）每吨聚合物增油量每吨聚合物增油量（吨）（吨）PHPPHP761761凝胶凝胶727218001800PHPPHP771771凝胶凝胶787820002000PRPR82018201凝胶凝胶808011761176PAMPAM水膨体水膨体87.587.5560560PAMPAM306306树脂凝胶树脂凝胶66.766.7385385PAMPAM甲醛凝胶甲醛凝胶7373678678TPTP9109108080800800FT-213FT-213两性离子两性离子888811001100BDBD910910787810001000树脂类堵水调剖剂树脂类堵水调剖剂酚醛树脂堵
23、水剂酚醛树脂堵水剂 典型配方典型配方 羟甲基酚水溶液含量羟甲基酚水溶液含量505070%70%； 草酸催化剂用量草酸催化剂用量4 46%6%或氯化铵催化剂或氯化铵催化剂1 12%2%；O H+ H C H OO HC H2O HO HC H2O HC H2O HO HO HC H2C H2C H2C H2C H2O H 性能与适用条件性能与适用条件 堵剂配制液地面粘度小于堵剂配制液地面粘度小于30mpa.s30mpa.s，凝固时间可，凝固时间可在在0.50.53h3h之间控制，固化后强度大，耐温性好，之间控制，固化后强度大，耐温性好，堵水效率大于堵水效率大于99%99%。 该堵剂适用于出水层位
24、清楚的砂岩或碳酸盐岩油该堵剂适用于出水层位清楚的砂岩或碳酸盐岩油井堵水，也可用于堵底水、封窜和防砂，使用井井堵水，也可用于堵底水、封窜和防砂，使用井温温4040170170 油田应用油田应用 胜利油田与中原油田用酚醛树脂堵水共计为胜利油田与中原油田用酚醛树脂堵水共计为3333井井次，成功率达到次，成功率达到85%85%，其中中原油田采油三厂文，其中中原油田采油三厂文72725 5井注堵剂井注堵剂7m7m3 3，见到明显效果，该井堵前产，见到明显效果，该井堵前产液量液量5.6 m35.6 m3，产油量，产油量0.5t0.5t，含水，含水92%92%，堵后日产油，堵后日产油猛增到猛增到20t20t
25、，不含水。，不含水。树脂类堵水调剖剂树脂类堵水调剖剂树脂类堵水调剖剂树脂类堵水调剖剂 脲醛树脂堵水剂脲醛树脂堵水剂 NH2CNH2 + HCHOCNHCH2OH HOCH2NHNHCH2OHCONH2O+OCONCH2+ CONHCH2CH2CONCH2CONCH2CH2OHC O N C H2C H2O HC O N C H2C H2O H+C O N C H2OC H2C H2C O N C H2 典型配方典型配方 原料尿素为工业品含量原料尿素为工业品含量98%，甲醛工业品含量为，甲醛工业品含量为36%，制备羟甲基脲的甲醛与脲摩尔比为，制备羟甲基脲的甲醛与脲摩尔比为2：1。 羟甲基脲水溶液
26、含量羟甲基脲水溶液含量5154%； 羟甲基脲：氯化铵羟甲基脲：氯化铵=1：0.005 性能与适用条件性能与适用条件 堵基配制液地面粘度堵基配制液地面粘度1015mpa.s,，凝固时间，凝固时间324h可调，固化物堵塞率大于可调，固化物堵塞率大于98%，使用温度，使用温度小于小于95。 该堵剂适用砂岩或碳酸盐岩堵水，亦可堵底水、该堵剂适用砂岩或碳酸盐岩堵水，亦可堵底水、窜槽水，也可防砂窜槽水，也可防砂 环氧树脂堵水剂环氧树脂堵水剂树脂类堵水调剖剂树脂类堵水调剖剂R N H2C H2OC HR -N -C H2-C HO HHC H2OC H+C H2-C HC H2-C HO HO HR NO
27、HC H2OC HC H+C H2-C HO HOC H典型配方典型配方配方一：配方一：a a、E E4444环氧树脂环氧树脂100100份；份；b b、702#702#环氧树脂环氧树脂10102020份；份；c c、生石灰（、生石灰（160160）2020份；份；d d、二乙烯三胺固化剂、二乙烯三胺固化剂1010份；份；e e、稀释剂甲基丙烯酸酯、稀释剂甲基丙烯酸酯3030份份 配方二：配方二：A A组分组分a a、环氧树脂、环氧树脂E44E44701#701#；b b、不饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂191#191#；c c、甲基丙烯酸甲酯；、甲基丙烯酸甲酯；B B组分组分a a、促进剂、促
28、进剂DMDM；b b、甲基丙烯酸；、甲基丙烯酸；c c、二乙基苯胺；、二乙基苯胺；d d、过氧化环乙、过氧化环乙酮酮 性能与适用条件性能与适用条件 配制堵液地面粘度配制堵液地面粘度303050mpa.s,50mpa.s,，用于，用于30306060地层温度，固化时间地层温度，固化时间1 110h10h可调，耐压可调，耐压12.512.520MPa20MPa。 油田应用油田应用 已在油田应用已在油田应用2525井次，配方井次，配方A A成功率成功率91%91%，施工的，施工的1616井次有效，平均单井日增油井次有效，平均单井日增油1.83t1.83t，日降水，日降水41.4 41.4 m m3
29、3，含水平均下降，含水平均下降6.3%6.3%。配方。配方B B施工施工8 8井次，堵水井次，堵水成功率成功率83.3%83.3%，堵后单井日增油，堵后单井日增油2.1t2.1t，日降水，日降水67 67 m3m3，有效期最长的已达一年。，有效期最长的已达一年。 热塑性树脂堵水剂热塑性树脂堵水剂 软化剂、乙烯醋酸乙烯酯和石蜡组成，使用前将各组分混软化剂、乙烯醋酸乙烯酯和石蜡组成，使用前将各组分混合共熔，制成一定规格的球体，在温度作用下球体能熔溶合共熔，制成一定规格的球体，在温度作用下球体能熔溶生成高粘弹物体，溶于油不溶于水可选择性堵水生成高粘弹物体，溶于油不溶于水可选择性堵水 典型配方典型配方
30、a a、乙烯醋酸乙烯酯共聚物用量、乙烯醋酸乙烯酯共聚物用量5 515%15%，熔溶指数，熔溶指数2 258/10min58/10min；b b、石蜡熔点、石蜡熔点55557979，用量，用量707085%85%；c c、软化剂脂肪二酰胺用量、软化剂脂肪二酰胺用量5 510%10%； 树脂类堵水调剖剂树脂类堵水调剖剂 性能与适用条件 堵剂配制液为颗粒悬浮液，在120下完全熔溶时间小于3h，熔溶液粘度大于5000mpa.s，堵水效率大于75%，该堵剂适用于120160深井堵水，也可用于封堵炮眼或封窜。无机盐沉淀型堵水调剖剂无机盐沉淀型堵水调剖剂 水玻璃氯化钙堵水剂水玻璃氯化钙堵水剂化学反应原理化学
31、反应原理 CaClCaCl2 2+Na+Na2 2O OnSiOnSiO2 2-NaCl+CamSiO-NaCl+CamSiO2 2典型配方：典型配方： 单液法：水玻璃：氯化钙：氢氧化钠：水单液法：水玻璃：氯化钙：氢氧化钠：水=1:0.06:0.04:0.5=1:0.06:0.04:0.5 双液法：双液法：A A液水玻璃含量液水玻璃含量20%20%，B B液氯化钙含量液氯化钙含量101015%15% A:B=1.1 A:B=1.1主要性能：主要性能： 单液法固化时间单液法固化时间0.5 0.5 3h3h，堵塞效率大于，堵塞效率大于98%98%，适用于，适用于40 40 8080的的砂岩油井堵水
32、、封窜砂岩油井堵水、封窜应用：应用： 胜利进行胜利进行3737井次应用，成功率井次应用，成功率90%90%，大庆，大庆91-9691-96年施工年施工314314井次，单液井次，单液法堵水法堵水4444井次，成功率井次，成功率82%82%，平均单井日增油，平均单井日增油3.43.4吨，降水吨，降水3333方，双液方，双液法施工法施工270270井次，成功率井次，成功率88%88%，单井日增有，单井日增有3.23.2吨，降水吨，降水5656方。方。无机盐沉淀型堵水调剖剂无机盐沉淀型堵水调剖剂 硅酸凝胶调剖剂硅酸凝胶调剖剂化学反应原理化学反应原理 HCl+NaHCl+Na2 2O OnSiOnSi
33、O2 2+mH+mH2 2O-NaCl+nSiOO-NaCl+nSiO2 2(m+1) H(m+1) H2 2O O Na Na2 2O OnSiOnSiO2 2+H+H2 2SiFSiF6 6-Na-Na2 2SiFSiF6 6+nSiO+nSiO2 2(m+1) H(m+1) H2 2O O典型配方：典型配方： 单液法：水玻璃（单液法：水玻璃（5 515%15%） ：盐酸（：盐酸（10%10%）=4=4：1 1 双液法：双液法：A A液氟硅酸含量液氟硅酸含量8 813%13%，甲醛，甲醛1 15% 5% B B液水玻璃含量液水玻璃含量101024% B:A=(0.524% B:A=(0.5
34、1.2%1.2%）：）：1 1主要性能：主要性能： 单液法固化时间单液法固化时间9 910h10h，凝胶粘度大于，凝胶粘度大于2 2万万mPamPas s，堵塞效率大于，堵塞效率大于90%90%，适用于适用于30 30 9090的砂岩油井堵水、封窜的砂岩油井堵水、封窜应用：应用： 胜利进行胜利进行1313井次应用，成功率井次应用，成功率70%70%无机盐沉淀型堵水调剖剂无机盐沉淀型堵水调剖剂 硅酸钠硅酸钠硫酸亚铁调剖剂硫酸亚铁调剖剂化学反应原理化学反应原理 NaNa2 2O OnSiOnSiO2 2+FeSO+FeSO4 4-FeO-FeOSiOSiO2 2+ Na+ Na2 2SiOSiO4
35、 4典型配方：典型配方： 双液法：双液法：A A液硅酸钠含量液硅酸钠含量23% 23% B B液硫酸亚铁含量液硫酸亚铁含量13% A:B=1.613% A:B=1.6：1 1主要性能：主要性能： 沉淀物生成时间沉淀物生成时间40min40min24h24h，堵塞效率大于，堵塞效率大于85%85%，适用于，适用于40408080的的地层深部剖面调整地层深部剖面调整 国外硅酸盐产品主要由哈利伯顿公司的国外硅酸盐产品主要由哈利伯顿公司的InjectrolG.H.LInjectrolG.H.L系列，道威尔公系列，道威尔公司的司的Zonelock100Zonelock100、150150、155155系
36、列，系列，BJ-1BJ-1休斯公司的休斯公司的SilgeiSilgei系列。系列。但以硅酸盐为堵剂的不足之处是反应后的产物微溶于流动的水，强度较但以硅酸盐为堵剂的不足之处是反应后的产物微溶于流动的水，强度较低，此外能与很多离子发生反应，故对所处层段必须验证清楚低，此外能与很多离子发生反应，故对所处层段必须验证清楚水泥类堵水调剖剂水泥类堵水调剖剂 水基水泥调剖剂水基水泥调剖剂 作用原理作用原理 水基水泥也称水泥浆，为早期油井封窜、堵漏材水基水泥也称水泥浆，为早期油井封窜、堵漏材料，近些年来在注水井高渗透层深调使用也见到料，近些年来在注水井高渗透层深调使用也见到好的效果。挤水泥是压力（好的效果。挤
37、水泥是压力（5 570Mpa70Mpa）下，将一）下，将一定配方水泥浆注入地层，使其在地下压差作用下定配方水泥浆注入地层，使其在地下压差作用下失水，生成的滤饼，附着在岩石表面上，经固化失水，生成的滤饼，附着在岩石表面上，经固化后就可有效堵塞孔道和渗透层。后就可有效堵塞孔道和渗透层。 典型配方典型配方 a a，水灰比，水灰比 80%80% b b，外加剂，外加剂 10%10% 性能与适用条件性能与适用条件 水泥浆密度为水泥浆密度为1.6g/cm3，稠化时间，稠化时间80300min，API失水失水100（1000psi，cc/30min），），24小时抗小时抗压强度压强度14Mpa，水泥在渗透率
38、为，水泥在渗透率为0.05X10-3md。适用适用5080井温使用，封堵半径井温使用，封堵半径0.51.5m。 油田应用油田应用 1994年以来，中原油田的五个采油厂用水泥浆共年以来，中原油田的五个采油厂用水泥浆共计施工计施工106口井，成功率达到口井，成功率达到81.6%，胜利油田施，胜利油田施工工21井次成功率为井次成功率为71.4%。 油基水泥堵水剂油基水泥堵水剂 作用原理作用原理 油基水泥是由原油或柴油与原油混合物加水泥干油基水泥是由原油或柴油与原油混合物加水泥干灰混合而成，堵剂被挤入地层出水段后，由于水灰混合而成，堵剂被挤入地层出水段后，由于水泥具有亲水性，使油相被水置换，水泥经水化
39、凝泥具有亲水性，使油相被水置换，水泥经水化凝固，将出水层堵死，因此油基水泥具有选堵效果。固，将出水层堵死，因此油基水泥具有选堵效果。 典型配方典型配方 a a，油：水泥干灰，油：水泥干灰= =（858590%90%）：（）：（151510%10%），）， b b，表面活性剂，表面活性剂 1%1%。水泥类堵水调剖剂水泥类堵水调剖剂 性能与适用条件性能与适用条件 制备的油基水泥比重制备的油基水泥比重1.51.8g/cm3，适用，适用4090，近井，近井0.51.5m堵水。堵水。 油田应用油田应用 胜利油田采用油基水泥和混油水泥浆，共胜利油田采用油基水泥和混油水泥浆，共计处理油井计处理油井30口成功
40、率达到口成功率达到70%，某油田，某油田注堵剂注堵剂16 m3，堵后含水下降，堵后含水下降20%，原油日，原油日产量增加产量增加4.7t。 泡沫水泥堵水剂泡沫水泥堵水剂 作用原理作用原理 泡沫水泥由水泥干灰，发泡剂，水和空气等三相泡沫水泥由水泥干灰，发泡剂，水和空气等三相组成，生成的结构物为可渗透的硬性材料，具有组成，生成的结构物为可渗透的硬性材料，具有一定堵水效果。一定堵水效果。 典型配方典型配方 a a，水泥浆配制，干水泥：，水泥浆配制，干水泥：H2O=10H2O=10：9090， b b，发泡剂，发泡剂ABSABS用量为水泥用量的用量为水泥用量的0.50.51.5%1.5%， c c，泡
41、沫稳定剂用量，泡沫稳定剂用量 3 35%5%。 水泥类堵水调剖剂水泥类堵水调剖剂 性能与适用条件性能与适用条件 水泥浆地面相对密度水泥浆地面相对密度1.71.71.8g/cm31.8g/cm3，适用，适用404060 60 温度，封堵滤失井水泥浆在地面高气化度，温度，封堵滤失井水泥浆在地面高气化度，封堵垂直裂缝井水泥浆在地面低气化度，该堵剂封堵垂直裂缝井水泥浆在地面低气化度，该堵剂适合近井堵水。适合近井堵水。 油田应用油田应用 玉门油田采用泡沫水泥堵水取得了一定效果，其玉门油田采用泡沫水泥堵水取得了一定效果，其中效果明显的中效果明显的4 4口井平均单井注剂量为口井平均单井注剂量为8.7 m38
42、.7 m3，堵，堵后平均含水下降了后平均含水下降了25%25%，单井平均增产原油，单井平均增产原油320320吨，吨，平均有效期为平均有效期为12.512.5个月。个月。 颗粒类堵水调剖剂颗粒类堵水调剖剂 有机水膨型颗粒堵水调剖剂有机水膨型颗粒堵水调剖剂作用原理作用原理 水膨型颗粒堵水调剖剂主要类型有聚丙烯酰胺水膨体，水膨型颗粒堵水调剖剂主要类型有聚丙烯酰胺水膨体，聚乙烯醇水膨体和淀粉水膨题。这一类高分子化合物的聚乙烯醇水膨体和淀粉水膨题。这一类高分子化合物的结构为网状或三维体型，由单体聚合、聚合同时交联或结构为网状或三维体型，由单体聚合、聚合同时交联或聚合物改性等方法制备。最大特点是不溶于水
43、，但遇水聚合物改性等方法制备。最大特点是不溶于水，但遇水高度膨胀，利用这一特点可进行堵水或调剖。高度膨胀，利用这一特点可进行堵水或调剖。典型配方典型配方 甲撑基聚丙烯酰胺粒径甲撑基聚丙烯酰胺粒径0.810mm，用量，用量0.52%； 分散剂：分散剂：0.10.2%； 添加剂：添加剂：0.51%； 性能与适用条件性能与适用条件 水中膨胀倍数水中膨胀倍数10300倍；倍； 适用温度适用温度3090； 完全膨胀时间完全膨胀时间1015h； 堵塞效率大于堵塞效率大于93%； 油田应用油田应用 吉林油田由吉林油田由87年到年到97年间采用聚合物颗粒堵剂共年间采用聚合物颗粒堵剂共施工施工62井次，距井次，
44、距52井次堵水调剖后的统计，累计井次堵水调剖后的统计，累计增产原油增产原油5594t，减少产水，减少产水3.79104m3。纸浆废液堵水剂纸浆废液堵水剂作用原理作用原理 纸浆废液中含有大量固体颗粒物，其中大部分为细长的纸浆废液中含有大量固体颗粒物，其中大部分为细长的植物短纤维，其余部分为有机物和无机物，混合物经高植物短纤维，其余部分为有机物和无机物，混合物经高速剪切泵入地层，植物纤维堆积在喉道并通过缠绕形成速剪切泵入地层，植物纤维堆积在喉道并通过缠绕形成堵塞物起到堵水作用。纸浆中含有的多种活性基团还具堵塞物起到堵水作用。纸浆中含有的多种活性基团还具有降低岩石界面张力的作用。有降低岩石界面张力的
45、作用。典型配方典型配方 颗粒类堵水调剖剂颗粒类堵水调剖剂 成分成分含量（含量（%）成分成分含量（含量（%）有机酸有机酸0.30.5木质素木质素510无机物无机物12单宁单宁45多糖多糖11.5纤维素纤维素12 性能与适用条件性能与适用条件 地面粘度地面粘度1.42.0mpa.s； 堵塞率堵塞率90%； 使用温度使用温度20130； 油田应用油田应用 1994年以来中原油田共用纸浆废液调剖年以来中原油田共用纸浆废液调剖131井次，累计增产原油井次，累计增产原油3.89104t，累计，累计降水降水7.15104m3，平均单井增产原油，平均单井增产原油297t，降水降水546 m3，投入产出比为，投
46、入产出比为1：6.5。 石灰乳堵水剂石灰乳堵水剂化学反应原理化学反应原理生石灰一氧化钙遇水后反应生成氢氧化钙，氢氧化钙在生石灰一氧化钙遇水后反应生成氢氧化钙，氢氧化钙在水中是以胶体分散颗粒存在，进入地层后分散颗粒和填水中是以胶体分散颗粒存在，进入地层后分散颗粒和填料一起凝聚并在出水孔道生成最终的凝固体起到堵水作料一起凝聚并在出水孔道生成最终的凝固体起到堵水作用。用。典型配方典型配方 氧化钙粒度氧化钙粒度4040150m150m，用量，用量28%28%； 油井水吸用量油井水吸用量13%13%； 膨润土膨润土3%3%； 石棉用量石棉用量2.5%2.5%； 蛭石用量蛭石用量2.2%2.2%； 降失水
47、剂用量降失水剂用量0.5%0.5%，余量为水；，余量为水；颗粒类堵水调剖剂颗粒类堵水调剖剂 性能与适用范围性能与适用范围 按配方配制的石灰乳稠化时间大于按配方配制的石灰乳稠化时间大于8 8小时，地面小时，地面配制液粘度配制液粘度151520mpa.s20mpa.s，适用井温，适用井温4040150150，堵塞率大于堵塞率大于95%95%，该堵剂适用碳酸盐岩和砂岩油井，该堵剂适用碳酸盐岩和砂岩油井堵水，封堵裂缝应大于堵水，封堵裂缝应大于100m100m。 油田应用油田应用 至至9797年底采用石灰乳堵水剂先后在胜利、华北年底采用石灰乳堵水剂先后在胜利、华北和中原油田共进行和中原油田共进行9898
48、井次油田堵水，累计增加原井次油田堵水，累计增加原油产量油产量42.2342.2310104 4t t，少产出水，少产出水59259210104 4m m3 3 泡沫堵水调剖剂泡沫堵水调剖剂 三相泡沫堵水调剖剂三相泡沫堵水调剖剂 作用原理作用原理 三相泡沫由气、液、固组分组成，进入渗透层的稳定泡沫三相泡沫由气、液、固组分组成，进入渗透层的稳定泡沫流体中的小气泡首先粘附在岩石孔隙表面上，阻碍水在流体中的小气泡首先粘附在岩石孔隙表面上，阻碍水在多孔介质的流动。然后由于贾敏效应和泡沫的膨胀加大多孔介质的流动。然后由于贾敏效应和泡沫的膨胀加大对水流动的阻力，流体的进一步乳化和可能的氧化作用对水流动的阻力
49、，流体的进一步乳化和可能的氧化作用改变岩石界面的性质，多孔介质成为憎水性更加限制水改变岩石界面的性质，多孔介质成为憎水性更加限制水的流动。的流动。 典型配方典型配方 a a，起泡剂，起泡剂 十二烷基磺酸钠，用量十二烷基磺酸钠，用量1 11.5%1.5%，或烷基苯磺，或烷基苯磺酸钠用量酸钠用量1.51.52.0%2.0%； b b，稳定剂羧甲基纤维素用量，稳定剂羧甲基纤维素用量0.50.51.0%1.0%，也可用相当量硅，也可用相当量硅酸钠；酸钠； c c，固相膨润土或水泥或氯化钙，用量，固相膨润土或水泥或氯化钙，用量2 26%6%； d d，余量为水和空气。，余量为水和空气。 性能与适用条件性
50、能与适用条件 a a，三相组分混合后密度，三相组分混合后密度 1.61.61.8g/ cm31.8g/ cm3 b b，发泡性，发泡性 半衰期半衰期5min5min c c，发泡量，发泡量 2.8ml/ml2.8ml/ml d d，堵塞率，堵塞率 97%97% e e，适用条件，适用条件 堵剂适用温度为堵剂适用温度为40406060，油，水井地下渗透率，油，水井地下渗透率小于小于0.050.05 m3 m3，非均质系数大于，非均质系数大于1.51.5。 油田应用油田应用 三相泡沫堵调剂已在新疆克拉玛依油田试验并推三相泡沫堵调剂已在新疆克拉玛依油田试验并推广应用，自广应用，自19851985至至
