凝胶类调剖体系

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凝胶微球深部调剖体系研究综述

中国石油大学（北京）研究生考试答题纸姓名：赵胜绪学号： 2015212184考试课程：油气田开发工程系统导论课程编号： 1302053装订线第1页（共 8 页）凝胶微球深部调剖体系研究综述摘要随着常规堵水调剖的效果日渐式微，凝胶微球深部调剖体系作为一项有效的稳油控水技术，得到了国内外油田的广泛应用。

本文从发展现状、注入封堵性能评价、与储层孔喉尺度的匹配关系、深部调剖机理以及现场应用5个方面对国内外凝胶微球深部调剖体系研究的最新进展进行了总结和分析，系统梳理了凝胶微球注入封堵性能的基本要求、表征参数、影响因素、存在的问题及对策，并对凝胶微球的发展前景进行展望，以期为凝胶微球更进一步的研究和应用提供参考。

关键词：提高采收率；油藏深部调剖；凝胶微球；综述1 引言近些年，针对水驱低效或无效循环的问题，国内外在深部调剖体系的研究与应用方面取得了许多新进展。

凝胶微球深部调剖体系，以其良好的注入封堵性能和调剖效果，被国内外油田广泛地用于研究和现场应用，为高含水油田改善水驱开发效果，提高采收率发挥着至关重要的作用[1]。

“微球”指的是纳/微米级的聚合物凝胶颗粒，在溶剂中有一定的膨胀性，受力易变形，广泛用于涂料、制药、水净化等多个领域。

1949年Baker首先引入了凝胶微球的概念，1999年Saunders B R和Vincent B从凝胶微球的合成理论、性能和应用方面做了系统总结，此阶段的合成工艺通常采用的是无皂乳液聚合，可形成空间上稳定的无胶核凝胶颗粒，颗粒具有窄尺寸分选[2]。

此后，分散聚合、乳液聚合、悬浮聚合等多种聚合方式都成功合成出了单分散的聚合物微球[3]。

2凝胶微球的发展现状凝胶微球随水注入油层，通过孔喉向油层深部运移，有效封堵高渗层或大孔道，不断改变注入水流向，从而实现深部调剖。

基于这种思路，研究人员相继开展了很多该方面的研究工作。

1997年BP，Mobil，Chevron-Texaco和Ondeo Nalco能源服务公司进行技术合作，率先研发了一种具有延时性、膨胀性和热敏性的磺化聚丙烯酰胺凝胶微球用于深部调剖，该技术被命名为“Bright Water”，而且经十多年不断完善，被证明是一种成功的深部调剖技术。

无机微粒聚合物凝胶深部调剖体系研制及应用

飞雁滩油田埕１６区块为上第三系馆陶组构２
胶；同时，溶液中加人无机微粒，些微粒在在这
造岩性油藏，储层为曲流河沉积相，岩性为粉细砂岩。油藏埋深１５０～１５平均有效厚度２０ｍ，３５０ｍ，．地质储量２５× ０ｔ平均孔隙度３％，６１，４空气渗透率３０７× １ｍ，下原油黏度１０地５．ｍａＳ地层水为ＮＨＯ型，始矿化度４７Ｐ・，ａＣ。原４９０ｍ／，０ｇＬ油藏温度５６＝原始地层压力８～３ｃ，Ｉｌ．６ＭＰ，和压力８８ａ２８ａ饱．５ＭＰ。试验区块油层厚度大，连通性好，由于地层局部高渗条带和大孔道的存在，注入水发生绕流进入水窜通道，加上油层非均质性的存在，注入水推
Ａ
石
油
化
工
ＥＩ１ＮＥＥＴＲＯＣＨＥＣＳＮ７１ＰＩＡ
ＭＬＳ
展
第２卷第６期
无机微粒用量２０，．％交联剂用量０４％，．５分
２４温度．
别将配制好的凝胶溶液放在６恒温箱中恒温，５ｑＣ考察聚丙烯酰胺用量对成胶强度的影响，结果见
应用效果。
１实验
２无机微粒聚合物凝胶体成胶强度的影响因素
２１聚丙烯酰胺用量．
ｏ．０１
１１原料．
垒ｏ０．８
嘿嫠００．６餐
０Ｏ．４
聚丙烯酰胺，山东宝膜生产，工业品；交联剂，

凝胶复合调剖工艺技术研究与应用

粒之间的流窜和提高段塞在渗流过程中的整体运移性能，延长增油有效期和扩大注入水波及系数。
关键词：剖；面；合物；果调剖聚效
中图分类号：３７４ＴＥ５．６
文献标识码：Ａ
文章编号：ｏ６７８（０１１～０９一ｏ１０— ９１２１）３０５２
注入水容易在预交联颗粒之间窜流，一方面注入另的预交联颗粒段塞在渗流过程中段塞式移动性能变差：在高渗透带中的预交联颗粒移动较快，导致注入水过早突破堵剂段塞而影响波及效果。凝胶复合调剖技术就是在注入预交联颗粒过程中，据油藏渗根透性等不同情况，同时或交替注入交联聚合物、化硫橡胶颗粒、石灰泥段塞，防止注入水过早突破堵剂段塞，高注入段塞的整体移动性能和波及效果。提２改进与完善
堵塞效应：水溶胀的预交联颗粒在地层孔隙遇
近井地带
过渡地带
１５２５～
５５０
５～约ｔ２距Ｏ／井
空间延迟膨胀，对大孔道或高渗透带造成堵塞，高提注水压力，启动较低渗透性储层，到调整层间矛盾达的目的。流动波及效应：续注入的调剖剂在地层中形连成一个可移动的段塞或柔性集团，在后续注入水的作用下，一方面沿注入井向油井渗流移动，产生流动波及效应，另一方面在段塞移动沿程，注入水沿段塞外围绕流，高注入水的波及系数。提由于预交联颗粒堵剂在地面已经发生交联，注入地层中的预交联颗粒之间互相独立渗流，方面一

凝胶调剖调驱体系评价研究

凝胶调剖调驱体系评价研究凝胶调剖调驱体系评价研究摘要：沈84-安12块和沈67块是沈阳油田砂岩开发主力区块，地层油藏经过多年开采，油水井之间形成水流优势通道，注水形成无效循环，水驱动用程度低。

从2010年开始，两个区块均开始进行深部调剖调驱。

该文针对两个区块地质和施工工艺特征，从水质、地温、搅拌时间等不同影响因素进行考虑，对铬交联凝胶的配方进行优选，寻求一种最适宜凝胶体系，使其成胶时间可控、强度可调、稳定性好，成本低廉。

为现有的调剖调驱现场施工提供性能较高的凝胶体系。

关键词：调剖调驱有机凝胶引言铬凝胶体系能够提高注入水的粘度、改善不利的流度比、调整吸水剖面，提高波及效率从而达到最大限度提高原油采收率的目的，是一项很有吸引力的三次采油方法。

铬凝胶具有成胶时间可控、增粘性大、易脱水，适合于现场注入水配制等特点而且铬凝胶有很好的流动性，能够大量注入油藏深部，在多孔介质中以微凝胶状态运移，不易受油藏中。

一、室内实验沈84-安12块和沈67块调剖调驱地层平均深度1900米，地温70℃左右，调剖调驱用水分别采用沈四注来水和沈三联来水。

该研究针对两个区块用水不同，对铬交联体系交联体系分别进行正交评价。

实验分别采用沈84-安12块注入水，实验温度70℃，聚丙烯酰胺浓度0.15%。

1.沈84-安12块成胶评价铬交联以分子间交联为主、分子内交联为辅，形成三维网状结构的凝胶体系，强度大。

所以铬交联体系主要采用超高分子量的聚丙烯酰胺进行，该实验选用聚丙烯酰胺分子量2600万，水解度12%，溶解速度较慢。

结合早期有机交联实验经验，选取0.2%左右浓度聚丙烯酰胺与三个系列铬交联体系进行实验。

0.2%聚丙烯酰胺初始粘度在410mpa.s左右，采用0.15%浓度交联剂，成胶时间在24h以内，强度均在10000mpa.s以上，成胶时间快，强度大，所以有必要优选较低浓度体系，以降低施工成本。

可以看出，交联剂浓度0.12%时，成胶顺序为1#大于2#大于3#。

凝胶型含油污泥调剖体系的制备及调剖效果评价

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曹
毅等：凝胶型含油污泥调剖体系的制备及调剖效果评价
７９
加量为０．８％～１．０％时，体系的ｐＨ值为１１不再增大，开始分层时间和颗粒沉降时间延长，沉降层厚度最小为１．２ｅｍ；当Ｎａ：Ｃ０３加量超过１．０％时，开始分层时间和颗粒全部沉降时间均降低，分散性变差，过量的纯碱会导致黏土颗粒发生聚结。故Ｎａ，ＣＯ，的适宜加量应控制在０．８０／ｏ～１．０％。加入Ｎａ２ＣＯ，改变了污泥颗粒表面电性，加强了离子交换作用，使污泥颗粒表面带正电，形成极性吸附层，增大了颗粒间空间位阻效应，使污泥颗粒更分散稳定。
第３４卷第２期
２０１２年３月
石
油
钻
采
工
艺
Ｖ０１．３４Ｎｏ．２Ｍａｒｃｈ２０１２
ＯＩＬＤＲＩＬＵＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
文章编号：１０００—７３９３（２０１２）０２—００７７—０４
凝胶型含油污泥调剖体系的制２郝丽丽４
（１．ＭＯＥＫｅｙ
ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎ
ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｆｉｎｇ
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２ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｃｕＩｔｙ。ＣｈｍａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｌｔｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ；
作者筒介：■段．１９８３年生。中田石油大学（北京）石油．ｒ－，ｔｌ学院在读博士研究生。主要从事油气渗流机理和化学法提高油气采收率研
究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊａｃｋｙｃａ００３ｌ！＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究聚合物凝胶是一种由交联网络结构组成的高分子材料，具有多种优良的性能，比如具有弹性，可塑性，可挤出性，制备简便，价格低廉等特点。

这些特性使得聚合物凝胶在医药领域、化工领域、生物领域等多个领域得到了广泛的应用。

聚合物凝胶在生物材料领域的应用尤为突出，比如用于组织工程、药物传递、生物传感器等方面，取得了显著的成果。

聚合物凝胶在实际应用中还存在一些不足之处，比如其力学性能和生物相容性有待改进，凝胶调剖体系的优化应用研究就是为了解决这些问题。

本文将从聚合物凝胶调剖体系的基本原理、优化方法和应用研究等方面展开讨论。

一、聚合物凝胶调剖体系的基本原理聚合物凝胶调剖体系是指一种将聚合物凝胶与其他辅助物质相结合，形成一种能够在特定条件下调节凝胶性能的体系。

常见的聚合物凝胶调剖体系包括温度敏感型凝胶、PH敏感型凝胶、离子敏感型凝胶等。

这些凝胶在受到外界刺激后会发生结构的改变，从而改变其力学性能和生物相容性。

温度敏感型凝胶是最常见的一种调剖体系，其原理是通过温度的变化来改变凝胶的溶胀度和网络结构，从而控制凝胶的力学性能。

PH敏感型凝胶则是通过溶液的PH值对凝胶进行调控，从而改变其溶胀度和分子链的交联密度。

离子敏感型凝胶则是通过溶液中离子的浓度变化来改变凝胶的结构和性能。

1. 材料选择优化聚合物凝胶的性能取决于其材料的选择，因此通过优化材料选择，可以改善凝胶的力学性能和生物相容性。

比如可以选择弹性模量高、生物相容性良好的聚合物作为凝胶的基体材料，同时利用添加剂来增加其溶胀度、降低水解性等。

2. 交联结构优化凝胶的交联结构直接影响其力学性能和生物相容性，因此可以通过优化交联结构来改善凝胶的性能。

比如可以调节交联密度、交联方式，或者通过引入交联增强剂来改善凝胶的力学性能。

3. 制备工艺优化凝胶的制备工艺对其结构和性能有很大影响，因此可以通过优化制备工艺来改善凝胶的性能。

比如可以通过调节反应温度、反应时间、溶剂选择等条件来控制凝胶的结构和性能。

凝胶类调剖体系解读

转换压力（KPa）
53.3
54.2
53.5
47.0
45.7
矿化度对CDG体系成胶的影响
4)PH值的影响
将浓度为1000mg/l聚合物的放置第7天时，测定转换压力与 PH 值的关系。实验中所用的聚合物是 3630S ，聚合物／交联剂的质量比为10∶1，温度为75℃。
PH值对体系成胶情况的影响
PH值转换压力（Kpa）
按聚合物（主要是部分水解聚丙烯酰胺HPAM）分子发生交联
反应官能团，制备胶态分散凝胶的交联剂分为3类：① 与水溶性聚合物分子中酰胺基团作用的有机醛类交联剂；② 能与聚合物
分子中羧酸基团作用的有机金属交联剂；③ 与聚合物分子中羟
基起作用的有机金属交联剂和有机硼交联剂。使用不同的交联体系形成聚合物凝胶的机理就不一样。
醋酸铬溶液中醋酸根-铬键接方式及结构
醋酸铬结构
Ac H2O
Ac
Ac
Ac OH
Cr OH Cr OH Cr OH OH
图2.6 环状的醋酸铬三聚体
图2.7 线型的醋酸铬三聚体
对于醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联机理，到目前仍没有较明确的解释。更多的研究人员，把醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联反应看作是聚丙烯酰胺
CDG发展概况
Mack和Smith认为，柠檬酸铝与聚丙烯酰胺形成
胶态分散凝胶的机理是分子内交联。由于聚合物和交
联剂的浓度很低，分子间碰撞机会少，不能形成分子间交联的三维结构。
胶态分散凝胶存在一个临界压力（即转变压力，
Transition Pressure），低于此压力时，胶态分
散凝胶能有效地封堵多孔介质；高于此压力时，胶态
可动凝胶
柠檬酸铝等高分子量HPAM 600-1500mg/l 醋酸铬，有机体系等成本低，成胶时间长、强度可调、可用污水配制；可设计为组合段塞而具备调驱功能；适合深部调剖。

可动凝胶深部调剖调驱技术研究与应用解析

269CPCI中国石油和化工石油工程技术可动凝胶深部调剖调驱技术研究与应用解析赵　蕊（北京华油科隆开发公司　北京　100028）摘要：本篇文章首先对可动凝胶深部调剖调驱机理进行详细的阐述，其次对可动凝胶深部调剖调驱配方的研制进行探讨，最后对可动凝胶深部调剖调驱技术的应用方面进行全面的解析。

希望通过本文的阐述，可以给相关领域提供一些参考意见。

关键词：可动凝胶　深部调驱　研究　应用　解析可动凝胶深部调剖调驱技术是我国自主研发的一种先进技术，主要的工作原理是在三次采油过程中通过改善地层液流流动方向，从而提高波及系数的方式来提高采收率的，该项技术得到了国内外各油田的广泛应用。

为了进一步加强三次采油特别是深部调剖调驱技术从而提高采收率，目前加强对可动凝胶深部调剖调驱技术研究力度是非常必要的。

我们通过室内试验与矿场试验相结合的方式来对可动凝胶深部调剖调驱技术进行研究，进而提高该项技术对提高采收率所做的贡献。

下面，我们将进一步对可动凝胶深部调剖调驱技术研究与应用方面进行全面的解析。

1 可动凝胶深部调剖调驱机理可动凝胶技术最初的发明和应用在国外，是由Mack 与Smith 共同开发研制的。

他们将可动凝胶技术统称为“HPAM 胶态分散凝胶（CDG ）”。

为了提高HPAM 胶态分散凝胶的成胶性，在研制的过程中需要添加两种聚合物，一种是高分子量聚合物，另一种是高水解度聚合物。

同时还要对可动凝胶的浓度进行合理优化，聚合物浓度范围通常介于100mg/L 与1200mg/L 之间。

HPAM 胶态分散凝胶在国内应用时，通常被称为弱凝胶、交联聚合物或是深部调剖剂。

通常情况下，应用在堵水调剖的HPAM 胶态分散凝胶都属于可流动性凝胶，也叫做可动凝胶。

2 配方的研制2.1 主要试验材料水解聚丙烯酰胺、分子量控制在1100~1500万之间、水解度控制在21%~26%之间、树脂交联剂（SZ-1）、pH 值调节剂以及促凝剂。

2.2 制备方法根据配置实验所要求的浓度标准量取HPAM ，并通过不断搅拌的方式加入到水里，缓慢搅拌两个小时，确保HPAM 可以完全被溶解。

调剖用聚合物凝胶体系

增加而缩短。他们还发现凝胶速率受剪切速率和剪切历史影响。根据后来研究得出的结论是：从黏度计测量得到的凝胶时间外推得到可比剪切速率下深部凝胶的凝胶时问。
（）凝胶脱水收缩作用３
一
二、凝胶体系简介
如果能设法堵上已波及高渗透区域，让注人流体转向未波及地带或未波及地层，就能采出原来未能采出的油，这正是凝胶调剖技术的目标。该技术的原理是凝胶注入已经过二次采油的油藏中，选择性地流人已波及地带；凝胶后，阻止注入液进一步
国外油田工程第２２卷第１Ｏ期（０６１）２０．０
凝胶处在高压力梯度下会发生脱水，脱水是由
凝胶体积收缩欠去结构水而引起的。Ｋｎａ大学ａｓｓ三次采油项目利用图１示的特制凝胶池进行了凝所
理，举出了聚合物凝胶体系的现场试验及应用情况。
后的黏度性质，发现凝胶在零剪切速率下示残余
应力，在稳定剪切下表现为类似Ｂｎｈｍ塑性。ｉｇａ他们还注意到，凝胶黏度性质取决于其形成时的剪
经济。
若在近井地带进行凝胶处理，凝胶时问没有限制，但为减少层问窜流而进行的深部凝胶处理则需
要考虑凝胶时问。不同的凝胶体系，控制凝胶时间
方法不同。例如，铬／化还原凝胶体系可通过控氧

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究聚合物凝胶调剖技术是一种通过注入聚合物凝胶来调控油藏渗透能力和改善油水分离的工艺。

该技术在油田开发中具有重要的应用价值，然而目前存在一些问题和挑战。

为了解决这些问题并优化应用研究，本文将对聚合物凝胶调剖体系的优化应用进行深入探讨。

一、聚合物凝胶调剖技术的原理和应用聚合物凝胶调剖技术是一种通过将聚合物凝胶注入到油藏中，改善油藏的渗透性和提高油水分离效果的技术。

该技术可以有效地减小油藏的有效渗透能力，减轻油藏的水通量，提高油水分离效率，从而提高油田的产量和提高油田的采收率。

目前，聚合物凝胶调剖技术已经在国内外油田开发中得到了广泛的应用和推广，取得了显著的经济效益和社会效益。

二、聚合物凝胶调剖技术存在的问题和挑战目前聚合物凝胶调剖技术在应用中还存在着一些问题和挑战。

由于地质条件和油藏特性的差异，不同的油田在聚合物凝胶调剖技术的应用效果存在着较大的差异性。

由于聚合物凝胶的稳定性和性能存在着一定的局限性，导致在长期注入后会出现聚合物凝胶的破坏和失效现象。

由于聚合物凝胶调剖技术的操作和管理存在一定的难度，需要更多的经验和技术支持。

三、聚合物凝胶调剖体系优化应用研究为了解决上述问题并优化聚合物凝胶调剖技术的应用，有必要对聚合物凝胶调剖体系进行深入的研究和优化应用。

需要对不同地质条件和油藏特性下的聚合物凝胶调剖技术进行深入的研究和优化设计，以提高其适用性和适应性。

需要对聚合物凝胶的稳定性和性能进行深入的研究和优化设计，以提高其长期注入后的稳定性和效果。

需要对聚合物凝胶调剖技术的操作和管理进行深入的研究和优化设计，以提高其操作的简便性和管理的精细化。

调剖剂的分类

国外调剖技术发展现状
国外调剖技术的研究和应用己有近六十年的历史，注水井调剖技术是在油井封堵水层技术的基础上发展起来的。早期利用水基水泥和封隔器进行分层卡堵水。 20 世纪 50 年代在油田应用原油、粘性油、憎水的油水乳化液，固态烃溶液和油基水泥等作堵水剂。前苏联试验了叔丁基酚和甲醛合成树脂，环烷酸皂尿素甲醛树脂等化学剂。 20 世纪 60 年代开始使用聚丙烯酰胺类高分子聚合物凝胶技术，这为化学调剖堵水技术打开了新局面。 20 世纪 70 年代以来， Needham 等人指出利用聚丙烯酰胺在多孔介质中的吸附和机械捕集效应可有效地封堵高含水层，从而使化学堵水调剖技术的发展上了一个台阶。 20 世纪 80 年代末，美国和前苏联都推出一批新型化学剂，归纳起来，大致可分为水溶性聚合物凝胶类调剖技术，水玻璃技术等新方法。经过几十年的发展，目前化学调剖堵水技术的发展进入了崭新的阶段。 20 世纪 90 年代初，C S Mccooi 等对聚丙烯酰胺/Cr3+凝胶体系引起的渗透率下降机理进行了室内研究。 NAMum all ah 给出了一种评价弱凝胶的实用方法。通过试验证明弱凝胶作为调驱剂，其封堵强度高，堵水效率可达 99%以上。逐渐地，凝胶地层流体转向技术受到广泛
水 80%)、鲁 2-6 (含水 74%)方向；调驱后，主要水流突进方向得到控制，该方向上油井含水均下降，油量上升，有效期超过 10 个月，累计增油 2821t。而且鲁 2-5 井调剖后，一油组吸水明显加强，剖面变化均匀。因此，参考鲁克沁中区的开发方案，结合东区的油藏特征和地质特征，通过本次课题的研究，以满足鲁克沁东区增产的生产需求。对类似油田实现增产稳产，提高原油采收率具有重要意义，应用前景广阔。
-3
西区稠油具有高密度、高粘度、高凝固点、高非烃含量和中等含蜡量的 “四高一中” 的特点，属典型的芳香型稠油， 50℃时的地面原油粘度 10200~25570mPa∙s，东区为超稠油油藏， 50℃ 时的地面原油粘度 53000~72150mPa∙s 左右。目前国内外稠油油藏采用注蒸汽开发的深度界限在 1600m 以内，超过这一深度被认为难以进行注蒸汽开采。中区油藏采用注水开发,注入水方向性突进,对应油井含水上升快,整体需深部调剖。油藏开发要求调剖调驱剂成胶时间长, 能够深入地层深部,并具有足够的强度,能有效封堵高渗透层和微裂缝。针对鲁克泌油田非均质严重，注水易发生指进的特点，鲁克沁中区采用化学调剖改变液流方向，增大波及体积。对个别含水上升较快井组实施水井调剖试验，目前已实施 8 个井组， 4 个井组见到明显效果，3 个有待观察，1 个未见效。表明调剖对稠油提高水驱波及体积具有积极作用。以鲁 2-5 井为例，调驱前，主要水流突进方向为鲁 3-5 (含水 91%)、鲁 22-5 (含

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。

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究【摘要】本文主要介绍了聚合物凝胶在油藏调剖中的优化应用研究。

在通过分析研究背景、确定研究目的和探讨研究意义，阐明了本研究的重要性。

在详细论述了聚合物凝胶在油藏调剖中的应用、调剖体系优化研究方法、效果评价、优化策略以及应用实例。

结合实例分析，揭示了聚合物凝胶调剖体系的潜力和重要性。

在总结了聚合物凝胶调剖体系的优化潜力和提出了未来研究的方向。

本研究为聚合物凝胶在油藏调剖中的应用提供了重要参考，对于提高油藏开发效率和产量具有积极意义。

【关键词】聚合物凝胶、调剖体系、优化、应用研究、油藏、效果评价、策略、应用实例、优化潜力、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景聚合物凝胶调剖技术是一种在油田开发中广泛应用的改造方法。

随着油田开发的不断深入，传统的水驱采收方法已经难以满足需求，因此需要引入新的技术手段来提高采收率。

聚合物凝胶调剖技术就是其中之一，它通过注入具有一定浓度的聚合物凝胶溶液来改变油藏的渗透性分布，从而达到提高采收率的目的。

研究背景部分主要是对聚合物凝胶调剖技术的发展历程进行描述，从早期的实验研究到现代化的应用实践，展现出该技术在油田开发中的重要性和潜力。

还可以介绍一些国内外相关研究的最新进展，以及在不同油藏条件下的应用效果和所面临的挑战。

通过对研究背景的深入了解，可以更好地把握本文的研究方向和意义，为后续内容的阐述提供必要的前奏。

1.2 研究目的本研究旨在探讨聚合物凝胶在油藏调剖中的优化应用研究，通过分析聚合物凝胶的性质和特点，结合调剖体系的实际应用情况，寻求更有效的调剖方法和体系优化策略。

具体目的包括：1. 研究不同类型聚合物凝胶在油藏调剖中的应用效果，探讨其吸水性能、膨胀性能等对调剖效果的影响；2. 探讨聚合物凝胶调剖体系的优化研究方法，包括调剖体系组成、注入参数、调剖方案等方面的优化策略；3. 评价聚合物凝胶在调剖中的效果以及优化策略的实际应用效果，为油田调剖实践提供技术支持和指导；4. 提出聚合物凝胶调剖体系的优化潜力和未来研究方向，为进一步研究和实践提供参考和指导。

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究1. 引言1.1 背景介绍聚合物凝胶调剖技术是一种常用于油田地质调剖的技术手段，其原理是利用聚合物凝胶在孔隙中形成一定的网络结构，使得原本具有高渗透性的油层变得具有选择性地减小水的渗透能力，从而提高了油层的有效压力差及油水驱替效率。

随着油田勘探开发的深入，油层的开发难度也越来越大，传统的采油方法已经难以满足对于高效开采的需求。

研究聚合物凝胶调剖体系的优化应用对于提高油田开发效率、降低生产成本具有十分重要的意义。

随着科技的不断进步，聚合物凝胶调剖技术在油田开发中得到了广泛应用。

目前尚存在许多问题需要解决，比如如何有效地提高聚合物凝胶调剖体系的稳定性、降低生产操作成本等。

本研究旨在通过优化聚合物凝胶调剖体系，提高其在油田开发中的应用效果，从而为油田灌注新的活力。

1.2 研究意义本研究的意义在于优化聚合物凝胶调剖体系的应用，提高油田开发效率和资源利用率。

目前，聚合物凝胶调剖体系在油田开发中具有重要作用，但存在着一些问题和局限性，如调剖剂的选择、注入方式、体系稳定性等方面需要进一步优化。

通过对聚合物凝胶调剖体系的深入研究，探索优化调剖体系的方法，可以提高调剖效果，减少注入量，降低成本，延长油田生产周期，实现可持续发展目标。

本研究还可以为聚合物凝胶调剖体系在其他领域的应用提供参考和借鉴，推动相关技术的进步和发展。

本研究具有重要的科学和实践意义，可以有效促进油田开发和资源利用的可持续发展。

1.3 研究目的研究目的是通过优化聚合物凝胶调剖体系，提高油田开发中的调剖效果，降低开采难度和成本，进一步推动油田生产的提高和优化。

具体包括以下几个方面的目的：1. 分析不同条件下聚合物凝胶调剖体系的特性，找出影响调剖效果的关键因素；2. 探索优化调剖体系的方法，提高聚合物凝胶在地层中的分布均匀性和长期稳定性；3. 设计合理的实验方案，验证优化调剖体系的效果，并进行结果分析；4. 探讨聚合物凝胶调剖体系在油田开发中的应用，尤其是在提高油区采收率和减少地面设备投入方面发挥的作用；5. 探讨优化调剖体系的经济效益，分析成本与收益的关系，为油田决策提供理论依据。

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究聚合物凝胶调剖体系是一种用于改善油田采油效率的技术手段，通过在油层中注入聚合物凝胶，可以有效地提高原油的采收率。

要实现聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究，需要综合考虑材料选择、注入工艺、油水分离等多个方面的问题。

本文将从这些方面展开讨论，以期为聚合物凝胶调剖体系的优化应用提供一定的参考。

一、材料选择1. 聚合物凝胶的选择聚合物凝胶是聚合物经过交联后形成的一种网状结构，在油层中注入后可以阻挡水的通透性，从而提高原油的采收率。

在选择聚合物凝胶时，需要考虑其稳定性、渗透性、耐盐性等因素。

通常情况下，聚丙烯酰胺凝胶是比较常用的选择，但在不同的油藏条件下，可能需要选择不同的聚合物凝胶。

2. 胶凝剂的选择胶凝剂是用来促进聚合物凝胶形成的化学品，通常需要选择具有一定反应速度和适应不同地层条件的胶凝剂。

在实际应用中，常用的胶凝剂有氯化铝、硫酸铝等，不同的地层条件可能需要选择不同的胶凝剂进行配合使用，以达到最佳的效果。

二、注入工艺1. 注入浓度的确定聚合物凝胶的注入浓度对于调剖效果具有重要的影响，一般选用聚合物凝胶在0.1%~0.5%的浓度范围内进行注入。

在实际操作中，需要根据地层条件、油层渗透率等因素进行合理的确定。

2. 注入方式的选择在进行聚合物凝胶的注入时，需要选择合适的注入方式以确保其均匀分布在油藏中。

通常情况下，可以选择直接注入、间歇注入或者循环注入等方式，根据地层条件进行合理选择。

三、油水分离1. 分离效果的评估在进行聚合物凝胶调剖体系的应用后，需要对油水混合物进行分离处理，以确保原油的纯度和采收率。

通常可以采用沉淀法、过滤法等进行油水分离，需要根据实际情况选择合适的分离方法。

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究

聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究【摘要】本文主要围绕聚合物凝胶调剖体系的优化应用展开研究。

首先介绍了研究背景、意义和目的，明确了本研究的重要性和价值。

接着对聚合物凝胶的特性和在油田调剖中的应用进行了详细阐述，然后探讨了调剖体系优化的必要性和方法。

通过实验研究和数据分析，揭示了聚合物凝胶调剖体系优化的实际效果和作用机制。

对调剖体系的优化效果进行评价，展望未来研究方向，总结了本文的研究成果。

通过本文的研究，为聚合物凝胶调剖体系的应用提供了重要的理论支持和实践指导，具有一定的实用价值和参考意义。

【关键词】聚合物凝胶、调剖、体系优化、油田、研究、应用、实验、数据分析、效果评价、展望、总结。

1. 引言1.1 研究背景石油是世界上最重要的能源资源之一，而油田开发与生产过程中随着油田的逐渐老化和开采程度的不断提高，油井产量逐渐减少，剩余油藏中的原油难以有效采出。

此时，采用调剖技术可以提高油田开采效率，延长油田寿命，是目前广泛应用的一种提高油田采油率的方法。

在调剖技术中，聚合物凝胶作为常用的调剖剂，可以有效地提高油水相对渗透率差，从而优化油田的调剖效果。

随着油田调剖技术的应用不断深入，人们对聚合物凝胶调剖体系的优化研究需求也逐渐增加。

优化调剖体系可以提高调剖效果，减少调剖剂用量，降低调剖成本，进一步提高油田采油效率。

对聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究具有重要的理论和实际意义。

通过不断深化对聚合物凝胶调剖体系的优化研究，可以为油田的有效开发和利用提供技术支持，促进油田产业的持续发展。

部分的内容，能够全方位地介绍读者对于“聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究”的必要性和背景，提高读者对这一研究方向的兴趣和了解。

1.2 研究意义引言研究聚合物凝胶调剖体系的优化应用，对于提高油田采收率、减少开采成本、延长油田寿命具有重要的意义。

通过对聚合物凝胶的特性和应用进行研究，可以更好地了解其在油田调剖中的作用机制，为优化调剖体系提供理论基础。

常见交联剂体系

聚合物凝胶常用的交联体系主要有A13+体系、Cr3+体系和有机酚醛类体系三大类，其中A13+、Cr3+主要和聚丙烯酰胺分子的羧酸基团作用，有机酚醛类与聚合物分子的酰胺基团反应。

1）A13+交联剂凝胶的适用性柠檬酸铝是聚合物调剖中使用最广泛的A13+交联剂，铝离子与聚合物成胶具有强度适中、易控制的特点。

但是，有机铝交联剂在高温条件下水解生成沉淀，很不稳定，而且，常用的柠檬酸铝交联剂仅在低pH值下稳定，在碱性的油藏条件下不能有效地形成凝胶。

A13+在常温下与聚合物反应速度很快，因此认为，A13+交联体系只适合低温、酸性或中性油藏条件。

2）Cr3+交联剂凝胶的适用性由于注入的聚合物其耐水冲刷性能很差，而Cr3+是一种很强的络合剂，与聚合物形成的凝胶有很强的稳定性和冲刷性。

Cr3+交联剂是一种适应性较强、价格低廉的交联体系，它可以耐受较宽范围的温度和pH值条件，成胶时间可控。

但Cr3+体系在温度为60℃以上时，成胶很快，而且极易降解，Cr3+极强与聚合物的络合性，实际应用并不方便，因此需要通过添加还原剂使Cr6+还原成Cr3+。

适用于油藏的远井地带调剖，封堵大裂缝孔道。

有研究表明，在调剖处理前使用冲洗液冷却油藏的条件下，Cr3+可以应用于高达100℃的油藏条件，适用于高温油藏的近井地带调剖。

3）有机类交联剂凝胶的适用性有机酚醛类交联剂体系的基本组分是甲醛和苯酚，甲醛首先与水及聚丙烯酰胺的酰胺基团作用生成二醇和胺醇，后者在和苯酚作用生成主要以醚键交联的化合物，而且，该反应只在高温下才能实现。

苯酚中苯环的引入，增长了交联后体系的“分子量”，也改善了分子线团尺寸，大大增强了凝胶的热稳定性，因此，这一类交联剂能很好地应用于高温油藏的深部调剖。

凝胶类调剖体系

高分子量HPAM
600-1500mg/l
醋酸铬，有机体系等
成本低，成胶时间长、强度可调、可用污水配制；可设计为组合段塞而具备调驱功能；适合深部调剖。
不适合裂缝和大孔道；温度极限 120℃；成胶性质受剪切、吸附的影响较大。
2 弱交联凝胶调驱体系
按聚合物（主要是部分水解聚丙烯酰胺HPAM）分子发生交联反应官能团，制备胶态分散凝胶的交联剂分为3类：① 与水溶性聚合物分子中酰胺基团作用的有机醛类交联剂；② 能与聚合物分子中羧酸基团作用的有机金属交联剂；③ 与聚合物分子中羟基起作用的有机金属交联剂和有机硼交联剂。使用不同的交联体系形成聚合物凝胶的机理就不一样。
首先考察聚合物性能（分子量、浓度和水解度）对胶态分散凝胶的形成及成胶强度的影响，筛选出实验聚合物浓度，在此基础上，再分别讨论温度、矿化度、PH 值、岩石物性、稳定剂等因素对胶态分散凝胶的影响。
1)聚合物的影响
⑴ 聚合物分子量的影响
表2.2 聚丙烯酰胺基本性能参数
聚合物名称
代号
分子量（× 104）
3.联作形式
各种凝胶可复合或组合使用；堵酸一体化：先堵后酸，提高酸化或堵水效果堵压联作：先堵后压的重复压裂技术
二、弱交联凝胶技术
1. 弱交联凝胶概况
弱交联凝胶调驱技术是油田提高水驱油藏采收率的有效方法之一，其机理是通过油藏深部剖面调整（或流体转向）和驱油双重作用达到控水增油目的。
1.1弱交联凝胶的定义
弱凝胶、胶态分散凝胶及本体凝胶特征比较
类型
不动凝胶
胶态分散凝可胶动凝胶
弱凝胶
典型配方
优点
缺点
主剂
浓度

凝胶深部调剖技术研究与发展趋势

凝胶深部调剖技术研究与发展趋势凝胶深部调剖技术研究与发展趋势张焘1 苏龙1 刘建东1 何利1 董志刚2(1.新疆油田陆梁油田作业区; 2.辽河油田勘探开发研究院)摘要:注水井调剖是一种十分有效的稳油控水技术,它是通过机械或化学方法,改变注入水在地下的流动方向,提高注入水波及效率,达到控制含水上升的目的。

随着油田开发水平的提高、调剖堵水技术的发展和化学工业的进步,目前的调剖堵水技术已向油层深部液流改向(深部调剖)方向发展,并已逐渐成为提高注入水波及体积、改善水驱效果、稳油控水的一项重要技术。

关键词:凝胶;深部调剖;稳油控水剂;聚合物1 注水井调剖技术概述自20世纪60年代以来,我国在玉门、胜利、新疆、大庆等油田开始采用硅土、搬土、石灰乳悬浮液等无机调剖剂进行注水井调剖技术的试验。

从20世纪80年代中期开始,根据我国油田开发的需要,兴起和发展了以聚合物凝胶为主的注水井调剖技术和油田区块综合治理技术。

T P-910调剖技术在辽河、胜利、河南等油田得到了广泛应用,在渤海石油公司也见到了明显的效果[1]。

在此期间内,各研究单位相继开发了PIA系列调剖技术、BD-861调剖技术和三相泡沫等。

进入20世纪90年代以来,我国东部油田的油井进入高含水期,调剖堵水技术得到了较快的发展。

作为封堵大孔道的颗粒搬土调剖剂,具有低成本易操作等特点,在胜利、江汉、中原等油田得到了广泛的应用。

同时聚合物凝胶调剖堵水技术也得到了较快的发展。

当前已经用于油田的注水井调剖技术大体上有以下几类: 无机沉淀型调剖技术; 聚合物凝胶调剖技术; 颗粒类调剖技术; 泡沫调剖技术。

2 深部调剖技术解决窜流和绕流现象必须进行油藏深部调剖,深部调剖主要用于解决存在大孔道的厚油层层内问题和裂缝问题,一般要求调剖剂强度较高,对大孔道或裂缝具有较强的封堵能力,其有效期的长短取决于调剖剂的热稳定性、地层窜流能力及调剖剂与大孔道的匹配能力。

八五期间我国深度调剖技术已初具规模,并形成了两种主要的工艺技术,即颗粒类大剂量深度调剖技术和延迟交联深度调剖技术。