有机凝胶堵水调驱技术
凝胶颗粒调驱工艺技术7.15
提纲一、凝胶颗粒调驱技术机理二、凝胶颗粒性能评价〔一〕凝胶颗粒的根本特征〔二〕颗粒的膨胀倍数评价〔三〕膨胀速度〔四〕耐冲刷能力评价〔五〕凝胶颗粒的粘弹性〔六〕PH值影响〔七〕矿化度的影响三、凝胶颗粒工艺技术〔一〕选井原那么〔二〕施工工艺〔三〕施工步骤四、现场应用五、效果分析〔一〕效果分析〔二〕典型井例〔三〕经济效益六、认识与建议一、凝胶颗粒调驱技术机理为解决预交联硬颗粒破碎后〔如泵的剪切、炮眼的剪切等〕，易沿油层大孔道产出的问题，以及提高预交联颗粒段塞的整体运移性能，针对文、卫、马油田砂岩油藏渗透率高、孔隙大的特点，我们应用了耐温抗盐凝胶新型颗粒调驱剂，它是一种具有多种吸水性官能团的耐温、抗盐型超强吸水树脂，主要由阴离子单体、非离子单体、阳离子单体、无机溶胶、外表活性剂等在引发剂、交联剂存在下采用聚合、交联、共混淆步合成，经洗涤、造粒、烘干、粉碎、筛分等工艺过程加工而成。
当凝胶颗粒与水接触时，水分子进入凝胶网络结构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凝胶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，并产生聚力，当这种作用力到达相对平衡时，吸水膨胀到达饱和状态。
凝胶颗粒调驱机理是将凝胶颗粒调剖剂注入地层,由于渗透率差异和微裂缝存在,调剖剂优先进入高渗透层和裂缝地带,在地层温度条件下,生成凝胶,形成低渗透屏障,增大渗流阻力,控制主要吸水层的吸水能力,使注入水进入中、低吸水层,实现油藏平面矛盾和纵向层间矛盾的调整(即调整注水剖面),增大注水涉及系数,提高注入水利用率,控制油井含水上升,改善驱油效果,提高油田最终采收率。
凝胶颗粒调驱技术它克制了预交联硬颗粒缺乏，通过现场实验调剖效果明显，凝胶颗粒具有的以下优点：(1)凝胶颗粒属地面交联产物,解决了常规地下交联调剖剂进入地层后,因稀释、降解、吸咐等各种复杂原因造成的不成胶问题;并且该技术配制简单,施工方便,无毒平安。
凝胶实现选择性堵水的机理探讨
恒定压降 100 lb/ in2* , 注入油( 流向 1# ) 驱替盐 水, 测定残余 4 水饱和度 S w r 下油的流度
恒定压降 100 lb/ in2* , 油示 踪( 流向 1# ) 测定原 始孔隙 体积 5 保留率( Vp / Vpo) 和岩心相对分选性( A/ Ao)
6
恒定压降 100 lb/ in2* , 注入盐水( 流向 1# ) 驱替 油, 测定残余 油饱和度下( S or ) 盐水流度
主题词 生产井 渗透率 凝胶 机理解释 试验
一、试验过程
1, 胶凝剂制备
凝胶主要有间苯二酚- 甲醛、醋酸铬- 部分水解
聚丙烯酰胺 ( H PAM ) 、乙二醛- 阳离子聚丙烯酰胺
( CPAM ) 、12- 羟基硬脂酸 ( 油基凝胶) 。表 1 列出
了这些凝胶的组成, 其中 HPAM 分子量约为 200 万
0. 24 ? 0. 02 561 ? 5
0. 24 ? 0. 02 537 ? 9
So r
k
b w
(
m
d)
0. 34 ? 0. 01 112 ? 3
S wr *
kbo( md) *
0. 26 ? 0. 00 522 ? 17
0. 23 ? 0. 01 588 ? 16
0. 23 ? 0. 01 561 ? 19
* 凝胶是间苯二酚- 甲醛时, 应施加 30 lb/ in2 压力
二、两相渗透率下降机理探讨
1, 重力影响
油水密度差引起凝胶颗粒在两相流中运行状态改
变, 造成孔喉处不同程度的堵塞, 使油水相渗透率下
降存在差异, 因为岩心中有大量自由取向的孔隙, 所
以凝胶颗粒受重力影响的理论假设并不充分。水包油
有机凝胶堵水调驱技术
有机凝胶堵水调驱技术有机凝胶堵水调驱技术是高含水油田控水稳油、增油发展起来的一项高科技新技术，该化学剂水溶性好，单液粘度小，穿透力强。
它在地层内，可以在预定时间、深度发生化学反应，形成具有弹性且不溶于水达到高分子有机凝胶。
既可以实现水井深部调剖驱油目的又可以进行油水井的选择性堵水。
二、作用机理（一）调剖机理：该化学剂按设计所需时间可以在预定时间、深度发生化学反应，形成具有弹性且不溶于水达到高分子有机凝胶。
在一定压力下，流体首先向高渗透层和高渗透带突进，利用地层渗透率的差异，吸水启动压力的不同，在工艺上以较低的压力挤入单体调剖剂，抢先进入高渗透层。
调剖剂在地层孔道中生成高分子有机凝胶，封堵了高渗透吸水层使注入水转向，避免了“舌进”现象，注入水转向进入中，低渗透层，达到提高吸水剖面均匀程度的目的。
此外，被处理层在注水过程中，注入水沿高分子有机凝胶边沿流动，与注入水接触的凝胶边缘逐渐地溶胀、溶解，增加了水的黏度，改善了流度比，扩大了处理后的影响半径，从而达到提高注入水的利用率，提高波及体积和驱油效率。
（二）、选择性堵水机理油田开发过程中，边水、底水和注入水是油田开发的能量来源。
由于地层渗透率的不均质或微缝隙存在（生产工艺措施造成裂缝、层间窜槽），这些水常沿高渗透层、微缝隙过早侵入油井，造成水驱波及系数低，利用率低，中低渗层的生产潜力得不到发挥。
使油井含水率上升和产油量下降。
目前常用的堵水技术大都是非选择性堵剂，对出水层明确，隔层大，井况好的油井，其效果比较好。
而对于隔层小，井况差，找水难度大的油井，特别是边水、底水和注入水层内突进，采用非选择性堵水，在堵水的同时也将油层堵死，对油层产生很大伤害。
有机凝胶堵水调驱剂是一种高分子有机凝胶，具有堵水不堵油的特点，选择性好，现场应用简便，抗高矿化度，热稳定性好，耐地层水冲刷，有效期长，能堵易解。
由于该化学剂水溶性好，单液粘度小，穿透力强。
它在地层内，可以在预定时间、深度发生化学反应，形成具有弹性且不溶于水达到高分子有机凝胶。
油水井耐剪切高强度凝胶封窜堵水技术(长庆用)
耐剪切高强度凝胶的性能研究
确定浓度下，选不同交联体系聚合物凝胶做20 ℃初期交联实验，指导 现场施工
交联时间（h）
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
1
260 260 260 260 260 260 260 265 275 296 331
交联体系 2 260 260 260 260 260 260 260 276 293 324 365
290
290
290
290
297
309
337
373
2000 340 340 340 340 340 340 340 350 369 395 437
粘 500 度 450 （
400 350
20℃不同分子量的初期交联实验
实验条件为20℃，实验中，可以看出 不同分子量的聚合物开始交联的时间均在
） 300
250
耐剪切高强度凝胶的性能研究
0.2%的交联剂与同等浓度的聚合物常温下粘度很低，在40℃以上，发生交联反应，72h内粘 度达到90000mPa.s以上，形成具有一定流动性的高强度交联体系，满足油井堵水、水井调驱要求 。可根据现场需要，通过调整配方，获得不同粘度的耐剪切高强度凝胶。
耐剪切高强度凝胶的性能研究
交联体系 2
260 260 260 671 1120 2340 4153 6170 9126 12303 17210
3
260 260 260 531 2354 4452 7783 11450 15214 21457 29654
目录
一、前言 二、耐剪切高强度凝胶的性能研究 三、现场应用效果分析 四、结论与认识
有机凝胶调堵体系的研究
图 １ 聚 合物 浓度对成 胶强 度的影 响
收稿 日期 ：０７０ ．０ ２０－４３。 作者简介 ： 肖传 敏 ， 程 师 ，０４年 毕 业 于 长 江 大 学 油 气 工 ２０ 田开 发 工 程 专 业 ， 从 事 三次 采 油 研究 工 作 。 现
维普资讯
２ ２ 成 胶行 为影 响因素 ． ２ ２ １ 聚合 物浓 度 ．．
综合含水均为高含水阶段 ， 了改善 油 田的开发效 为 果， 进一步提高采 收率 ， 者 主要针 对 兴 隆 台采 油 笔 厂兴 ５ 块开 展凝胶 调剖堵 水 研究 ， 区块 渗 透率 ８ 该 差异 大 ， 合 含 水 已 达 ９ ％ 以上 ， 藏 平 均 温 度 综 ０ 油 ６ ５℃ ， 地层水 矿 化度 在５００ｍ ／ 左 右 ， Ｎ Ｈ Ｏ ０ ｇ Ｌ 为 ａＣ３ 型， 在此条件下研 制 出了一种 有 机凝 胶 调堵 体 系， 可 以有效地改善注水开发效果 ， 高采 收率。 提
聚 合 物 浓 度 分 别 为 ６０ ０ ，１ ０ ， ０ ，１００ ０ ２ １ ０ ｇＬ 交联 剂 浓度 均 为５０ｍ ／ ， 系 静 置 ０ｍ ／ ， ５ ０ ｇＬ 体
于６ ５℃烘 箱 内成胶 ， 实验结果 如 图 １ 示 。 所
５ ０ ００
４０ ０ ０ ３ ０ ００
ｌ ％以 上 。 Ｏ
关 键 词 注 水 开 发 有 机 凝胶 调 堵剂 性 能 评 价
油 田注水 开发 中经 常发 生 水驱 指进 现 象 ， 水 驱指 进 的发生 主要是 由于储油 岩层 结构 的不均 质
体 系放 入 具 塞 广 口瓶 中 ， ５ ｃ 烘 箱 内 静 置 成 在６ Ｉ ＝ 胶， 一定 时 间后 取 出 ， 在布 氏粘度计 上测定 粘度 。
有机凝胶控水及堵水技术研究
ｄ ｅ ｍｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｇ ｅ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ．Ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｉ ｍｉ ｎ ｅ （ Ｐ ＥＩ ） ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ — ｌ ｉ ｎ ｋ ｉ ｎ ｇ ｇ ｅ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ
ｖ０ １ ．３ ５ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｃ ． ２０１ ３
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ８ ６ ３ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ —５ ０ ８ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ２ ０ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ —５ ０ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ —０ １ ４ １ —１ ２ 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ３ ９
趋 势来看 ， 合成孔 喉尺度 匹配的各种功 能性 聚合物微球将 是未来深部调 驱技 术 的重点发展方 向。在 有机凝胶调剖 堵
水 方面取得 了一 定的研 究进展 ， 将对今后相 关研 究工作和现场应 用具有参考价值和指导 意义。 关键词 ：有机凝胶 ； 聚 乙烯 亚胺 ； 聚合物微球 ； 调剖ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｇ ｉ ｖ ｅ ｓ ａ ｎ ｕ ｐ ｄ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ｏ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ — ｇ ｅ ｌ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｕ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ — ｍａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ． Ｆｉ ｖ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｂ ｕ ｌ ｋ ｇ ｅ ｌ ， ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｏ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｇ ｅ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ／ ｓ ａ ｌ ｔ — ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ／ ｐ Ｈ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｇ ｅ ｌ ， ｉ ｎ — ｓ ｉ ｔ ｕ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｉ ｒ ｃ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ， ｍｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ
堵水调剖技术及发展现状（3）
堵水调剖技术及发展现状（3）堵水调剖技术及发展现状交联聚合物弱凝胶是目前国内外应用最广泛的深部调剖改善水驱技术,但影响其性能的因素多,针对性强,且多不抗盐,一般不适宜矿化度100000mg/l以上、温度90℃以上的低渗地层的深部调剖作业。
应用时应重点考虑交联聚合物体系与地层流体、配液用水、油藏温度和油藏地层特征的配伍性。
最早应用弱凝胶深部调驱技术的是胜利油田,1992年采用hpam/乙酸铬体系在孤东油田西区进行了3 个井组处理,共注入调剖剂 15.5 万m3,采用3000mg/l hpam和500mg/l 乙酸铬体系,调剖后注水井的注水压力平均上升了3mpa左右,累计增油9800t。
辽河茨榆坨龙11区块是弱凝胶整体深部调剖效果最好的区块,油藏埋深1550～1700m,温度50～60℃,矿化度2200mg/l ,平均孔隙度20%,渗透率为1.13d。
1999年采用1000～1500mg/l 的hpam、400～500mg/l 的酚醛复合交联体系进行了6个井组的整体调剖作业,共注入调剖剂12000m3,处理后注水压力上升0.6～2mpa左右,累计增油30 000t ,水驱开发效果显著改善 ,有效期长达3年多。
1.2.2胶态分散凝胶调驱技术90年代初由美国tiorco公司提出的胶态分散凝胶(亦称cdg)为聚合物和交联剂形成的非网络结构的分子内交联凝胶体系,交联反应主要发生在分子内的各交联活性点之间,以分子内交联为主,几个至十几个分子发生交联,形成分散的凝胶线团。
cdg体系中聚合物浓度可低至100mg/l ,交联剂一般是多价金属离子,如柠檬酸铝、乙酸铬等。
国外只有 tiorco 公司主张 cdg调驱体系,该公司曾在美国落矶山地区对29个油藏采用 cdg进行了深部处理,其中 22个项目获得了增产。
尽管tiorco声称是cdg处理,但从各段塞hpam浓度看,tiorco公司做的这些试验仍然是弱凝胶处理。
国内对cdg也曾有过广泛重视,尤其“九五”期间,许多从事聚合物驱的研究人员开始转向该技术领域,人们希望用极低浓度的聚合物和交联剂交联形成较大分子的凝胶颗粒,在高渗透层形成比较大的流动阻力和残余阻力,改善水驱开发效果。
调驱、调剖、堵水
调驱和调剖1、注水井综合调驱技术注水井综合调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。
它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。
其结果，就可封堵注水井的高渗透层，均衡其吸水剖面，降低油水的流度比，进一步驱出地层中的残余油，并可在地层中形成一面活动的“油墙”，产生“活塞式”驱油作用，以降低油井含水提高原油采收率。
其中的驱油剂可与原油产生混相作用，有效地驱出残余油，在地层中形成向油井运移的类似于活动的“油墙”的原油富集带，具有较长期的远井地带调剖作用。
堵水剂可对地层的高渗透大孔道产生封堵作用，均衡其吸水剖面，使驱油剂更有效地驱油。
调剖剂可不断地调整地层的吸水剖面，并可更有效地驱油。
它对低渗透地层的渗透率无伤害，用它对注水井进行处理后，在同样的注水量下，注水压力下降或上升的幅度不大。
2、注水井综合调剖技术调剖措施：注入井堵水措施：油井堵水调剖的作用：（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）封堵水窜的天然裂缝和人工裂缝，控制采油井含水上升率。
从概念上很好区分这两个概念：调驱是调剖和驱油双重作用；调剖就是调整吸水剖面。
从注水井封堵高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面，这称为调剖。
为了调整注水井吸水剖面，改善水驱效果，向地层中、高渗透层吸水能力较强的部位或层段注入化学剂，降低中、高渗透层的渗透率，提高低渗透油层的吸水能力，这种工艺措施叫注水井调剖。
主要作用：为了调整吸水剖面，缓解层间矛盾调驱技术，就是将由稠化剂、驱油剂、降阻剂和堵水剂等组成的综合调驱剂，通过注水井注入地层。
它可在地层中产生注入水增粘，原油降阻，油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。
多功能复合凝胶调堵、调驱技术(20100504) (1)
多功能复合凝胶调堵、调驱技术（一）、“多功能复合凝胶”调驱作用机理通常聚合物凝胶类堵剂或颗粒沉淀类堵剂，其调堵作用机理都是基于对地层孔隙流动通道的封堵来实现剖面调整及流体转向目的，“多功能复合凝胶”调剖剂的调剖作用机理则完全不同于常规的堵塞调剖机理，而是基于岩石骨架以吸附方式在岩石表面形成凝胶覆层，使流动通道逐渐变窄，形成流动阻力而限制或阻止流体通过，从而使后续注入水转向来实现地层深部液流转向提高水驱效率目的。
凝胶覆层调剖重在降低高渗地层的流动通道渗透能力，实现堵而不死。
此外，由于该调驱剂采用吸附作用原理，使得常规调堵作业中敏感的成胶时间、调驱剂浓度等在施工作业过程中不再是主要的敏感因素。
（二）、多功能复合凝胶调驱剂性能指标外观灰白色固体粉末水溶性与水互溶5%水溶液密度 1.15g/cm3适应地层耐温（℃） 30-200抗盐（×104mg/l） 30凝胶热稳定性 200天岩心封堵率 90%（三）、文13西块多功能复合凝胶调驱先导试验1、区块基本情况文13西块油藏是文东油田主力区块之一，具有埋藏深（3150-3550m)、异常高温(120-150℃)、高压(压力系数 1.71-1.88)、高饱和压力(29.5-35MPa)、高气油比(250-400m3/t)、地层原油密度（0.82g/cm3）和粘度（0.62-0.969mPa.s）低，地层水矿化度 (31-34×104mg/L) 高的特点。
含油层位为沙三中5-9，含油面积 5.0km2，石油地质储量1089×104t，可采储量374×104t，标定采收率34.34%。
文13西块储层物性纵向上和平面上变化都很大，纵向上沙三中5至9砂组物性相差较大，主力层渗透率50-130×10-3μm2，非主力层渗透率5-50×10-3μm2。
为降低区块综合含水，提高区块采收绿。
2005年我们和西安石油学院在文13西块挑选6口井（13-167-366-364-256-65，文270），进行多功能复合凝胶调驱实验。
聚合物凝胶体系堵水调剖数值模拟
摘要我国东部油田经过几十年的注水开发，现已经进入高含水期，注水开发难度越来越大，其原因主要在于长期的注水开发加剧了地层非均质性，使得驱替流体在注采井之间形成高渗透水流通道，加之不利的油水流度比，使得注入水在高渗透区域注入采出形成无效循环，无法驱替低渗透区域的剩余油。
近年来注水已经不能更为有效地进行开发，油田依据提高洗油效率和增大波及系数两个思路，展开了一系列技术研究，发展了三次采油技术，其中堵水调剖技术通过封堵高渗透区域可以有效调节地层非均质性，增油降水效果明显，矿场试验证明聚合物凝胶体系堵水调剖技术可以有效地提高原油采收率。
本文在大量调研聚合物凝胶体系的堵调机理，在黑油模型的基础上进行修改和优化，建立了三维两相（油、水）多组分（聚合物，交联剂，凝胶/冻胶，矿化度）数学模型，综合考虑重力、毛管压力、流体和岩石压缩性、聚合物的不可入孔隙体积、吸附、滞留、扩散、阻力系数、残余阻力系数、交联反应、剪切对粘度影响。
模型使用有限体积法对数学方程进行离散，采用全隐式Newton-Raphson迭代方法求解数值模型，本文针对虚拟网格井技术对矩阵元素分布的影响，采用“矩阵预排序+预处理技术+双共轭梯度稳定法”的方法求解线性方程组，使用C++语言和MATLAB软件编制了聚合物凝胶体系堵水调剖数值模拟软件。
通过与商业软件和室内物理模拟实验的对比，验证了数值模拟软件的正确性和可靠性，该软件可以实现对水驱、聚合物驱、弱凝胶和冻胶驱的数值模拟。
同时利用所编制的数值模拟软件对比研究了水驱、聚合物驱、凝胶驱的驱油效果，证明其驱油能力从大到小的排序为：弱凝胶驱>冻胶驱>聚合物驱>水驱；利用该软件对影响聚合物凝胶体系堵调效果的因素进行了敏感性分析，结果符合其驱油规律；利用该软件对某油田的调堵模块进行了聚合物冻胶封堵调堵数值模拟，评价该区块的开发方案的优劣，通过实际应用证明该数值模拟软件具有很好的实用性，可以用于聚合物凝胶体系堵水调剖机理研究、开发方案的制定和优选和开发效果的预测。
一种新型堵水调剖凝胶体系
一种堵水调剖成胶技术摘要本文介绍了一种降低或堵塞水在注水井和生产井中的渗透率而又不会对地面环境造成伤害的新型堵剂。
该堵剂的作用原理是将低浓度单体水溶液分段注入地层, 然后单体在井温环境下生成聚合物凝胶堵塞孔隙空间和通道, 从而限制了水的流动。
单体在井温条件下所生成聚合物凝胶的相对溶解性直接由注入地层的单体的浓度控制。
该凝胶体系（EFS）不用金属作为交联剂，具有胶凝时间可延长，对环境无伤害，具有无毒、耐酸的特点。
本文所介绍的EFS凝胶体系能解决以下问题：①生产井中的水锥进问题；②高渗透率夹层问题；③井间通道大问题；④层外注水问题。
前言1. 生产井当含油层嵌在含水层中间或当油藏与岩层露头之间有液流通路时, 就会生成天然水驱油藏。
水具有很大的驱替能量, 但水驱费用较高。
影响油层水窜、水锥进的因素有：(1)完井层段的长度；(2)原油粘度；(3)垂直渗透率；(4)原油和水的粘度差；(5)射孔孔眼和水一油接触面之间的距离。
水最终会由于水窜或水锥进入井筒，从而降低原山产量。
2.注水井多年来, 注水一直是油藏的二次采油方法。
注水采油的机理是水被注入到水井周围, 将生产井外沿孔隙空间的原油推向井眼。
如果地层对注入水的阻力都是均匀的,原油就能被连续推向生产井井眼。
从而提高原油产量。
在下列情况下, 注水采油会失败：(1)高渗透夹层被水淹；(2)注入井和生产井之间通道直接连通；(3)注入水进入生产层外；(4)水锥阻止原油流进射孔孔眼。
对于注水采油无效果的油田,要采取措施封堵注入井与生产井之间对流体流动阻力最小的通道, 调整吸水剖面, 提高采收率。
调剖堵水技术的应用至少有四十年的历史。
这期间, 采用了各种方法来提高采收率。
但是, 在该技术中, 人们更关心的是化学剂。
特别是在近二十年, 人们越来越关注这些化学剂对自然的危害。
各国政府和企业开始调查这些化学物质对生态环境的危害性并制定了现场作用的安全规则以及化学药品的处理制度以保护人类健康。
文中油田驱油剂凝胶调驱技术应用
高一类层注水驱替效果 ，从而降低井组 自然递减 ，达到改善油藏开发
效果的 目的。 效果分析 ： 注水压 力上升 ，注水量下 降。文１ １侧６ ，该井实施 “ 油剂 ０一 井 驱
＋ 耐温抗 盐凝胶 ”调驱技 术 ，在施工前 ，由于注水层位连通较 好 ，同 时有２ 口大 电泵抽吸 ，造 成注入 水全部 向这 两 口井 推进， 成短路 循 形 环， 为有效 改善吸 水状 况 ，前期 注入大颗粒 凝胶对注水 通道实施预 处 理 ，有利于调驱剂能有效滞留 ，增加水驱波及面积 ，改善对 应油井生 产状 况。该井８ ４ ９１ 日施工 ，累计注入调￣ ： ２ ０ ，注水压力由 ． —． １ ８ １ ０方 ４ ９８ ａ ．Ｍｐ升至 １ ． ａ ９８ Ｍｐ ，日注水由２０ ０ 方下 降至１ ０ 。 ５方 吸水剖面 变化 。文１ １ 侧６ ０ 一 井调驱前后吸水 剖面对比资料看 ，调 前该井 ５ 个吸水 层矛盾 较大 ，最 高吸水 层 （ ２ ３ ＋ ）占５ ． ％， ｓ 下４ １ ２ ９５ ８ 而 （ ２ ４６ ｓ 下 ２ ）吸 水层 微 吸 ，通 过 调 驱 后 ，高吸 层 由５ ． ％降至 ９５ ８ １ ． ％，微 吸层上升至２ ． ％，其它３ ９７ ２ １９ ９ 个吸水层 液油了不同程度 的改 变 ，该井组基本解决 了层 间矛盾 。 油井见效 情况 。文 １ １ 侧６ 驱以后 ，对应 油井１ １ ４ 井９１ ０一 调 ０—５ ． １ ０ ３ 开始见效 ，油井生产 情 况发 生明显 改变 ，日 液基本不变 ， 日 产 产油 由 措 施前 ４ ｔ 上 升至５４ ｄ 。ｌ／ ｄ ． ，日增 油 １ 吨 ；含 水 由措 施前 的９ ．％下 Ｖ ． ３ ７４ 降至９ ． ６ ％，含水 下降 了０ ％。对 应的 另外２ ６ ． ８ 口油井也 出现 了 日产 油 稳 中有升 的良好势头 。 典 型井组二 。文 １一￣］井 ，该 井位于文 ｌ块 ，该块 属于断层发 ４ｆ ９ １ ｔ ４ 育 ，断块破碎 ， 水关 系复 杂，且 油井见效后 ，增油幅度小 ，含水上 油 升快 ，部分见效井 已高含水 。通过对文 １一 ｌ井实施 调驱 ，提高认 ４侧 ９ 识 ，同时为下步文 中调驱开拓思路 。 效果分析 ： 文 １一 ｌ 井 ，５ １ １ ～ 月 １ １施 工 ，累计 注 入 调驱 剂３ ｌ ４侧 ９ 月 ９ ７ ７ ３ ３ １０ 方 ，注水压 力 ８ ａ Ｍｐ 升￣ ２ Ｍｐ ，对 应的新 １ — ４ 井 １产油 由调前 ５ ａ ３ １３ ３
木质素凝胶堵水技术
３．２施 工工 艺选 择
（２）木 质素 凝 胶高温 堵 剂耐温 性 能 良好 ，能 满足 稠油 热采
蒸 汽吞 吐井 注汽 前油层 温度低 ，这 样为 了保证 堵剂 在地 下 井 现场应用要 求 ；
正常成 胶 ，起到封堵 作用 ，我们设 计 了两 条思路 ：
（３）高温堵 剂解决 了机 械无法 解决封 隔的分 层注蒸汽和 油
井组及对应井井号 ：
施 工 前 后 产 量 变 化
３现 场 试 验 部 分
曙 １７５－
３６０３３４ｃ井
措施前产量 ８注入 工艺 该堵 剂为 低粘 度 、无 毒 、单 液法注 入的堵 剂 ，现场 施工过 程
Ｉ３６０３３３ （注 汽 井 ）
３６Ｘ３３３井 ３６３３３井
高 温 堵剂 的耐 温 实验 包 括堵 剂本 身 在高 温 条件 下的 耐温 时 间和 封堵 后 岩心 封堵 率 经高 温 的下 降情 况 ，堵 剂在 ３３０℃高 温 条件 下恒 温 观察 １５天 无 明显变 化 ；封 堵 后 的岩 心经 高温 １５
１５号 层 ，其 次为 １８号层 ，其它 层吸 汽较 少 ；调 剖后 井 口温度 为 ２９２．２℃，压力为 ７．２ＭＰａ；吸汽最 好层为 ２１号层 ，其次为 １８号层 ， 其 它层 吸汽较 少 ，井底干 度为 ５４％，从测试 结果 看出 ，化学调 剖
题 ，所 以决 定对 注汽 井组 高温 调剖 ，以改 善整 个井组 吸 汽不 均 的现象 ，提高 蒸汽的波及效率 ，提 高稠 油采收率 。
施 工用堵剂量 为 １５０ｍ ，施工后注汽 压力提高 ３．２ＭＰａ，注汽 温 度 提高 了 １４℃，从注 汽参 数的 变化 看 ，该 井组 调剖起 到 了应 有 的作 用 ，从 生产 效 果 看 ，该 井 组 有 ３口井 见到 了明显 效 果 ；
低渗透油藏凝胶堵水调剖技术研究和现场应用
低渗透油藏凝胶堵水调剖技术研究和现场应用1. 引言- 研究背景和意义- 凝胶堵水调剖技术的概述2. 低渗透油藏凝胶堵水调剖技术研究- 凝胶堵水原理分析- 实验室条件下凝胶堵水调剖实验设计和结果分析- 凝胶注入配方和注入工艺的优化研究3. 低渗透油藏凝胶堵水调剖技术现场应用- 矿场沉降分析和处理措施- 技术方案及现场施工实践- 凝胶堵水调剖技术应用效果分析4. 影响凝胶堵水调剖技术应用效果的因素分析- 地质因素- 工艺因素- 材料因素5. 结论和展望- 总结本文研究成果和应用经验- 分析凝胶堵水调剖技术的优势和局限性- 展望凝胶堵水调剖技术未来的发展方向1. 引言随着油田生产进入后期，低渗透油藏的开发变得越来越重要。
然而，低渗透油藏中的油水分布非常复杂，常常存在着水窜和油窜等现象，给采油操作带来了很大困难。
而传统的水调剖技术在低渗透油藏中的效果通常不理想，因此需要开发新的调剖技术。
凝胶堵水调剖技术作为一种新兴的调剖技术，具有其独特的优势，值得深入研究和应用。
本章将从研究背景和意义、凝胶堵水调剖技术的概述两个部分来介绍本文的研究内容。
1.1 研究背景和意义低渗透油藏的开发是当前油田开发工作的重点之一。
然而，低渗透油藏的开发难度较大，主要表现在以下几个方面：首先，低渗透油藏中的油水分布非常复杂，常常出现水窜和油窜等现象，使得采油效率低下。
其次，由于透水性较低，油水混合在一起，造成油、水、盐混合物的形成，不仅增加了采油的难度，而且还对管道、设备等造成腐蚀等问题。
传统的水调剖技术在低渗透油藏中的应用通常效果不理想，因此，需要寻找新的调剖技术来解决上述问题。
凝胶堵水调剖技术是近年来兴起的一种技术，其通过在地下水层中注入凝胶溶液，形成凝胶块，从而改变地下水层的渗透性质，从而达到控制水流方向、增加采油效率等目的。
该技术在低渗透油藏中的应用具有很大潜力，引起了国内外研究者的广泛关注。
本研究旨在探究低渗透油藏凝胶堵水调剖技术的原理、工艺和应用效果，并对其未来的研究方向进行展望，为低渗透油藏的开发提供参考。
对水驱开发油藏调剖、堵水与调驱的认识与实践
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对水驱开发油藏调剖的认识
调剖有4项组成技术： 1. 决策技术 2. 调剖剂技术 3. 调剖工艺技术 4. 调剖效果的评价技术
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调剖剂技术
1. 冻胶型调剖剂 冻胶是由聚合物与交联剂配成的失去流动性 体系。常用的聚合物是聚丙烯酰胺，常用的交联 剂有重铬酸钠+亚硫酸钠、醋酸铬、氧氯化锆、 酚醛树脂预聚物。冻胶按交联剂命名，因此有铬 冻胶、锆冻胶、酚醛树脂冻胶之称。
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我国调剖、堵水的过去和现在
我国十分重视调剖堵水工作。至今，这项工作的发展已 经历了6个阶段：
第一阶段是20世纪60年代，为油井单井堵水阶段。 第二阶段是20世纪70年代，为水井单井调剖阶段。 第三阶段是20世纪80年代前期，为井组的油水井对应调 剖堵水阶段。 第四阶段是20世纪80年代后期为区块整体调剖堵水阶段。 第五阶段是20世纪90年代前期为区块整体以调剖堵水为 中心的综合治理阶段。其中的综合治理包括注水井增注、油 井提液、改变注采井别、调整生产层系和打调整井等。 第六阶段是20世纪90年代后期至今为区块整体调剖堵水 与驱油的结合阶段，即调驱阶段。发展了单液法调驱技术和 双液法调驱技术。
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调剖堵水的发展趋势
从国内调剖堵水的发展史可以看到，调剖堵水 的发展趋势就是将调剖堵水与驱油结合起来。
这种结合简称为调驱。
14
下面介绍我们在调剖、堵水、调驱方面 的认识与实践。
15
目录
前言 一、对水驱开发油藏调剖的认识与实践 二、对水驱开发油藏堵水的认识与实践 三、对水驱开发油藏调驱的认识与实践 结束语
Na2O•mSiO2 + CaCl2 → CaO•mSiO2↓ + 2NaCl
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有机凝胶堵水调驱技术
有机凝胶堵水调驱技术是高含水油田控水稳油、增油发展起来的一项高科技新技术，该化学剂水溶性好，单液粘度小，穿透力强。
它在地层内，可以在预定时间、深度发生化学反应，形成具有弹性且不溶于水达到高分子有机凝胶。
既可以实现水井深部调剖驱油目的又可以进行油水井的选择性堵水。
二、作用机理
（一）调剖机理：
该化学剂按设计所需时间可以在预定时间、深度发生化学反应，形成具有弹性且不溶于水达到高分子有机凝胶。
在一定压力下，流体首先向高渗透层和高渗透带突进，利用地层渗透率的差异，吸水启动压力的不同，在工艺上以较低的压力挤入单体调剖剂，抢先进入高渗透层。
调剖剂在地层孔道中生成高分子有机凝胶，封堵了高渗透吸水层使注入水转向，避免了“舌进”现象，注入水转向进入中，低渗透层，达到提高吸水剖面均匀程度的目的。
此外，被处理层在注水过程中，注入水沿高分子有机凝胶边沿流动，与注入水接触的凝胶边缘逐渐地溶胀、溶解，增加了水的黏度，改善了流度比，扩大了处理后的影响半径，从而达到提高注入水的利用率，提高波及体积和驱油效率。
（二）、选择性堵水机理
油田开发过程中，边水、底水和注入水是油田开发的能量来源。
由于地层渗透率的不均质或微缝隙存在（生产工艺措施造成裂缝、层
间窜槽），这些水常沿高渗透层、微缝隙过早侵入油井，造成水驱波及系数低，利用率低，中低渗层的生产潜力得不到发挥。
使油井含水率上升和产油量下降。
目前常用的堵水技术大都是非选择性堵剂，对出水层明确，隔层大，井况好的油井，其效果比较好。
而对于隔层小，井况差，找水难度大的油井，特别是边水、底水和注入水层内突进，采用非选择性堵水，在堵水的同时也将油层堵死，对油层产生很大伤害。
有机凝胶堵水调驱剂是一种高分子有机凝胶，具有堵水不堵油的特点，选择性好，现场应用简便，抗高矿化度，热稳定性好，耐地层水冲刷，有效期长，能堵易解。
由于该化学剂水溶性好，单液粘度小，穿透力强。
它在地层内，可以在预定时间、深度发生化学反应，形成具有弹性且不溶于水达到高分子有机凝胶。
凝胶分子中的阳离子链可与带负电的岩石表面反应，产生牢固的化学吸附；非离子链节除有一定数量吸附外，遇水稀释时，其亲水基团与水形成氢键，表现出强的亲水能力，分子链充分舒展，伸展到水中，发生体积膨胀，对流经地层孔隙和毛管的水产生较高的摩擦阻力，使水相渗透率大大降低。
而它在油中发生收缩，分子链节蜷曲在岩心的毛管和孔喉中，对油的流动影响较小。
因此，有机凝胶堵水调驱剂对水流产生较大的阻力，而对油流产生较小的阻力，体现出了较好的选择性。
这样高产水层产出液得到抑制，低渗油层仍可继续生产，达到改善产液剖面和调整高渗层与低渗层渗流能力的目的。
三、主要技术指标
（1）耐温：20-170℃；
（2）耐盐：<30×104mg/l；
（3）成胶时间：8-110小时；
（4）具有易解堵性；
（5）与其它处理剂配伍性好，剪切稳定性、热稳定性、热化学稳定性好；
四、技术特点和选井条件
（一）、技术特点
该技术既可进行油井堵水又可进行水井调剖，对于隔层小，井况差，找水难度大的油井具有独到的优越性。
1、聚合交联反应均在地层中进行，地面施工工艺简单。
2、该化学剂地面黏度与水黏度接近，能向注入水一样优先进入高渗透层或裂缝，交联成胶形成堵塞。
具有良好的选择性。
3、化学剂的强度，通过调整添加剂极其用量加以控制。
4、处理半径大，可达50-100米，有效期长。
同时兼有纵向可调吸水剖面，平面上可提高水驱效果的双重功效。
（二）、选井条件
选井要求：
1、井况清楚，套管无漏失；
2、固井质量好，油水层无管外窜槽现象；
油井堵水选井条件：
1、油井出水层位不明确；
2、油、水层之间隔层小，不能下卡封管柱；
3、油层低水突进；
4、采出程度较低，油井具有一定的潜能；
5、具有一定的供液能力。
水井调驱选井条件：
1、层间或层内渗透率差异大，注入水在层间分布相差悬殊，而又难以用机械方法封堵的注水井。
2、注水压力的变化对油井产液影响明显，层内连通性好，而水驱效果差的井。
3、井组有足够的可采储量，而水驱动用储量低的井。