yhj437-调剖剂调研简述

调剖剂调研简述目录一、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 (19)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；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：①HPAM （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，HP AM 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HPA M 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。

②阴阳非三元共聚物（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。

③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。

④活性调油（油基）：这是一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。

⑤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+H2O→Ca(OH)2解堵：Ca(OH)2+HCl→CaCl2+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+, Mg2+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Na2O·mSiO2，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。

Na2O·mSiO2+2HCl→H2O·mSiO2+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。

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，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。