调剖剂种类

3.2 化学堵水调剖剂的品种

目前国内外的堵水调剖剂发展很快，品种较多。

3.2.1 非选择性堵剂

3.2.1.1 水泥类堵水剂

这是最早使用的堵水剂，利用它凝固后的不透水性进行封堵，通常用于打水泥塞封下层水;挤人窜槽井段封堵窜植水，或挤人水层挤水。由于价格便宜.强度大，可以用于各种温度，至今仍在研究和使用。主要产品有水基水泥、油基水泥、活化水泥及微粒水泥。由于水泥颗粒大，不易进人中低渗透性地层，因而用挤人水嫉的方法堵水时，封堵强度不高，成功率低，有效期短，长时问以来这类堵剂的应用范围受到限制: 最近研制成功的微粒水泥和新水沉添加刘给水泥类堵剂带来了新的活力。

3.2.1.2 树脂型堵剂树脂恻堵剂是指由低分子物质通过缩聚反应产生的具有体型结构、不溶不熔的高分子物质。树脂按受热后性质的变化分为热固性树脂和热塑性树脂两种。非选择性堵剂常采用热固性树脂，如酚醛树脂、环氧树脂、腮醛树脂、糖醉树脂、三聚氰胺一甲醛树脂等。

（一）酚醛树脂

将酚醛树脂按一定比例加人固化剂混合均匀，加热到预定温度使草酸完全溶解树脂，呈淡黄色为止。然后挤人水层，形成坚固的不透水屏降，树脂与固化剂比例及加热温度需要通过实验加以确定。

（二）脲醛树脂脲与甲醛在碱性催化剂作用下缩聚成体型高分子化合物，称为脲醛树脂。

（三）环氧树脂

常用的环氧树脂有环氧树脂、环氧苯酚树脂和二烯烃环气树脂。施[--. 时，在泵注前可向液态环氧树脂中添加几种硬化剂，硬化剂和环氧树脂反应后使只聚合成坚硬惰性的固体。

（四）糠醇树脂

糠醇是一种唬琅色液体，酸存在时，糠醇本身进行聚合反应。生成坚固的热固性树脂。糠醇树脂堵水是先将酸液打人欲封堵的水层，后泵人糠醇溶液，中问

加隔离液（柴油）以防止酸与糠醇在井筒内接触。当酸在地层与糠醉接触混合后，便产生剧烈的放热反应，生成坚硬的热固性树脂，堵塞岩石孔隙。

综上所述。树脂类堵剂具有如下优点: 可以注人地层孔隙并且具有足够高的强

度，可封堵孔隙、裂缝、孔洞、窜槽和炮眼; 树脂固化后呈中性，与井下液体不反应，因而有效期长。据报道，每消耗1t 商品树脂堵剂，可增产原油18t ，经济效益显著。其缺点是: 成本较高，无选择性，使用时通常仅限静底周围径向30 Cm以内，使用前必须检剑处理层位并加以隔离，树脂固化前对水、表面活性剂、碱和酸的污染敏感，使用时必须注意。

3.2.1.3 无机盐沉淀型调剖堵水剂

该堵剂土要是硅酸钙堵剂。利用相对密度 1.50 —1.61 的水玻璃和相对密度 1.3-1.5 的氯化钙溶液，中间以柴油隔离，依次挤人地层，使水玻璃与氯化钙在地层内相遇，则生成白色硅酸钙沉淀，堵塞地层孔隙。总用量可根据水层厚度、孔隙度及挤入半径确定。一般挤入半径取 1.5—2m 即可见效。挤人程序为1/2 氯化钙溶液（含量为70%-80%→柴油隔离液→水玻璃→柴油隔离液→氯化钙溶液→柴油隔离液→水玻璃→顶替清水。顶替完后需大排量洗井到井口不再返出封堵剂为止，上提油管至油层以上40m关井反应40h即可开井。

这种封堵剂来源广。成本低，施工安全简便，封堵效果好，解堵容易（高压酸化、碱液压裂），但在施工时必须采取有效保护的措施，否则会堵塞油层，污染地层。

3.2.1.4 凝胶型堵剂

凝胶是固态或半固态的胶体体系，由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相连接形成的空间网决结构，结构空隙中充满了液体，液体被包在其中固定不动，使本系失去流动性，其性质介于固体和液体之间。凝胶分为刚性凝胶和弹性凝胶两类。

（一）硅酸凝胶

硅酸凝胶是常用的凝胶之一。在稀的硅酸溶液中加电解质或适当含量的硅酸盐络液加酸，则生成硅酸凝胶，该凝胶软而透明，有弹性，其强度足以阻止通过地层的水流。其堵水机理如下: 溶液遇酸后，先形成单硅胶，后缩合成多硅胶。它由长链结构形成的一种空间网状结构，在其网格结构的今隙中充满了液体，故成凝胶状，主要靠这种凝胶物封堵油层出水部位或出水层。

硅酸凝胶的优点在于价廉且能处理并径周围半径 1.2-3.0m 的地层，能进人地层小空隙，在高温下稳定。其缺点是硅酸钠完全反应后微溶于流动的水中，强度较低，需要加固体增强或用水泥封。此外，硅酸钠｝能和很多普通离子反应，处理层必须验证清楚并在其上下隔开。

（二）氰凝堵剂

氰凝堵剂由主剂（聚氨醋）、溶剂（丙酮）和增塑剂（邻苯二甲酸二丁酯）

组成，当氰凝材料挤人地层后，聚氨酯分子两端所含的异氰酸根与水反应生成坚硬的固体，将地层孔隙堵死。该堵剂作业时要求绝对无水，又要使用大量有机溶剂，因此尚需进一步的研究。

（三）丙凝堵剂

丙凝堵剂是丙烯酞胺和甲撑双丙烯酞胺（MBAM的混合物，在过硫酸钱的引发和

铁氛化钾的缓凝作用下，聚合生成不溶于水的凝胶而堵塞地层孔隙，该剂可用于油、水井的堵水。

3.2.1.5 冻胶型凝胶

冻胶型凝胶是由高分子溶液在交联剂作用下形成的具有网状结构的物质，因其含液量很高（体积分数通常大于98%）,胶凝后类似于冻胶而得名。该类堵剂很

多，如铝冻胶, 锆冻胶、钛冻胶、醛冻胶、铬木质素冻胶、硅木冻胶、酚醛树脂冻胶等都属此类。

综上所述，在油气井非选择性堵剂中，树脂堵剂强度最好，冻胶、沉淀型堵剂次之，凝胶最差; 而成本则是凝胶、沉淀型堵剂最低，冻胶次之，树脂型最高。由此可看出，沉淀型堵剂是一种强度较好而价廉的堵剂，加之它耐温、耐盐、耐剪切，是较理想的一类非选择性堵剂。在油气井非选择性堵剂中，凝胶、冻胶和沉淀型堵剂都是水基堵剂，都有优先进人出水层的特点，因此在施工条件较好的油气选择性堵水中同样也可使用。

3.2.2 选择性堵剂

选择性堵水适用于不易用封隔器将油层与待封堵水层分开的施工作业。目前选择堵水的方法发展很快，选择性堵剂的种类也很多。尽管选择性堵剂的作用机理有很大不同，但它们都是利用油和水，出油层和出水层之问的性质差异进行选择性堵水的。这类堵剂按分散介质的不同可分为 3 类:水基堵剂、油基堵剂和醇

基堵剂。它们分别以水、油和醇作溶剂配制而成。

3.2.2.1 水基堵荆

水基堵剂是选择性堵剂中应用最广，品种最多、成本较低的一种堵剂。它包括各类水络性聚合物、泡沫、水包油型乳状液及某些皂类等。其中最常用的是水溶性聚合物。

（一）聚丙烯酞胺（PAM）

以聚丙烯此胺为代表的水溶性聚合物是目前国外使用最广泛和最有效的堵水材料二这种堵剂溶于水而不溶于油，注人地层后可以限制井内出水而又不影响油气