超分子堵水-防砂一体化评价及应用

摘
要 ： 松 砂 岩 油藏 在我 国分 布 范 围 广、 量大 。随 着 油 田进 入 高含 水 开发 期 ， 水 难度 日益加 疏 储 堵
大， 堵水 有 效期 缩 短 ， 不仅 严 重制 约 了油 田 的 高效 开发 ， 原 油稳 产 构 成 了威胁 ， 这 对 同时 ， 也造 成 巨大 的 作． 费用 。 制 出的超 分子 堵水 一防砂 剂对地层 水 具有 感应 性 ， 其对 地层 亲水 岩石 表 面作 用时 能够 自 业 研 使
通过 胶 凝等 一 系 列变 化 从 水溶 液 中析 出 、 附于 固 吸 体表 面并 形成 超分子 膜 。分 子侧 链功 能基 团与 所接 触 的固体 表面 的基 团发 生键 合作 用 。 过键 合作 用 ， 通 侧 链 功 能 基 团与 ＳＯ。 面 上 大 量 的羟 基 发 生化 学 ｉ 表 反应 形成 稳 定 的 氢键 ， 过 Ｓ—Ｏ—Ｓ 及 Ｃ—Ｏ—Ｃ 通 ｉ ｉ 的共 价化 学键 把二 氧化 硅无 机相 与超 分子 有机 相连 接起 来 。
成空 间网状结构 ， 而溶剂小分子 充满在网架 的空隙
中 ， 为失 去流 动性 的半 固体状 凝胶 。 胶 的特点 是 成 凝 具 有 网状结 构 ， 充填 在 网眼里 的溶 剂不 能 自由流 动 ， 而相互 交联 成 网架 的高 分子或 溶胶 粒子 仍有 一定 柔
顺性 ， 使凝 胶成 为弹性 半 固体 。凝 胶通过 失 水 ， 成 形 聚合 物高分 子 膜 。 水介 质 条 件 的变 化 ， 超 分子 堵 水 一防砂 材 料 使
田综 合含 水 高于 ９ 。随着油 田进 入高 含 水后期 开 ３ 采 阶段 ， 田的 层 间 、 内 和平 面 矛 盾 越 来越 突 出 ， 油 层 注 水 井纵 向上层 间渗 透率 差异 大 ， 吸水 剖面 不均 匀 ， 导 致 大量 的 注入 水沿 着 高渗透 层 无效 地循 环 、 消耗 ， 不 仅 驱 油 效 率 低 ， 费 了 大 量 能 源 ， 给 油 田 的注 浪 也 水、 脱水 、 水等 带来 了很 大 的 困难 。同时 随着 油 田 堵 的 高含 水 中后 期 开 发 ， 油水 井 出砂 愈 来 愈严 重 。其
动进 行且 吸 附 能 力强 ， 同时解 决 油 田防砂 和堵水 问题 ； 有 良好 的防砂 和选 择性 堵水 的 能 力。超分 子 堵 具
水 一 防砂 一 体化 现 场 施 工 工 艺 简单 、 风险 小、 效期 长 ， 国 内外 首 次 将超 分 子 应 用 在油 田堵水 、 有 是 防砂
中。
超分 子堵 水 一防砂 材料 的智 能化 表现 在 其对外
中， 最为严重且无法解决的是粉细砂的出砂问题 。 本文通过 对地层砂、 粘土矿物、 原油、 水等物质
的晶体结构、 分子结构、 聚集状态及表面、 界面 电性 的研究 ， 进行超分子骨架及功能团的设计 ； 通过分子 结 构 与作 用 性 能 的 定型 和 定 量 的理 论 计 算 ， 设计 对
关键 词 ： 松砂 岩 油藏 ； 疏 超分 子 ． Ｔ ５＋３
文 献 标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：Ｏ ６ ７ ８ （０１ １一Ｏ １— ０ １Ｏ— ９１２ １ ）８ Ｏ １ ３ 随着 溶液 质 子 浓 度 的变 化 ， 分 子 堵水 一 防砂 超 材 料溶 液 由溶液 转变 为胶 体 ， 进一 步形 成 凝胶 。 并 在
的 超分 子结 构 进行 再加 工直 至得 到 最理 想 的分 子结
构 并合 成之 。
界条 件 的感知 能 力 上 ， 当超 分 子 的溶 液 条 件 发 生改
研 制 的超 分子 堵水 一防砂剂 对 地层水 具 有感 应
性 ， 种 效 应使 其 对 地 层亲 水岩 石 表 面 作用 时 能 够 这
一
多 数油 田综合 含 水上 升 ， 以胜 利油 田为例 ， 低 除
渗、 特殊岩性油藏和滩海油 田含水低于８ 以外 ， ０ 其 它 类型 油 藏综 合 含水 都超 过 ８ 。其 中 ， 装 、 渗 Ｏ 整 高
定条 件下 ， 使超 分子 溶 质或胶 体粒 子相 互连 接 ， 形
断块、 低渗断块油藏产量占全油 区的９ ％， ６ 主力油层 相继接近或进入高含水、 特高含水期。 一些整装大油
变 时 ， 分子 在溶 液 中的存 在状 态发 生变 化 ， 以 自 超 可
溶 液 中迁 移 至 固体 界 面 上 ， 时 在 界 面 上 吸 附 、 同 沉
自动 进 行且 吸 附 能 力强 ， 国 内外 首 次 进行 超 分 子 是 在 油 田堵水 、 防砂 中 的应用 研 究 。
１ 作 用原 理
胜 利 油 田分 公 司 采 油 工 艺研 究 院 压 裂 酸 化 与 天 然 气所 ， 事 油 田开 发 工 作 。 从
１ ２
堵 油 同 时固结留 砂 的 目的 。
内 蒙古 石 油化 工
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２ １ 年第 １ 期 ０１ ８
积 ， 在固体 颗粒 之 间架桥 ， 多个 固体颗 粒 粘合 在 并 将
一
起， 在油层的水孔道 内产生胶凝并形成堵塞 ， 而在
油 孔道 内则 不存 在上述 作 用 ， 因此 ， 以起 到 堵水 不 可
收 稿 日期 ：Ｏ Ｉ ８ １ ２ Ｉ 一０ —１
作 者简介 ： 隋文（９７ ）女， １６一 ， 工程师 ， 本科 ，９８ 毕业于中国石 油大学（ 东）石 油工程专业 ， １８ 年 华 ， 就职于 中石化 有限公 司
２ １ 年第 １ 期 ０１ ８
内 蒙古 石 油 化 工
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超 分 子 堵 水 一防 砂 一 体 化 评 价 及 应 用
隋 文 ， 其 彬 ， 杨 陈 磊 ， 刘 霜
（ 国石 化 有 限公 司胜 利 油 田分 公 司 采 油 工 艺 研 究 院 ， 东 东 营 ２ ７ ｏ ） 中 山 ５０ ０