油田堵水常用堵剂简介

1、凝胶类堵剂
凝胶是固态或半固态的胶体体系。

它是由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相连接形成的空间网状结构，结构空隙中充满了液体。

液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性，其性质介于固体和液体之间。

凝胶分为刚性凝胶(如无机凝胶TiO5、SiO2等)和弹性凝胶(如线型大分子凝胶)两类。

无机凝胶属非膨胀性凝胶，呈刚性；凝胶强度高，一般在5000mPa以上。

①丙凝堵剂
是丙烯酰胺(AM)和N,N-甲撑双丙烯酰胺(MBAM)的混合物，在过硫酸铵的引发和铁氰化钾的缓凝作用下，聚合生成不溶于水的凝胶来堵塞地层孔隙。

其胶凝时间受温度、过硫酸铵和铁氰化钾含量的影响。

在60℃下， AM:MBAM=95:5，总质量分数为10%，过硫酸铵占0.2%，铁氰化钾 0.001%～0.002%(质量分数)时，胶凝时间为 92～109分钟。

每口井用量 13～30m3。

②冻胶堵剂
是指由高分子溶液经交联剂作用而失去流动性形成的具有网状结构的物质。

能被交联的高分子主要有PAM、HPAM、羧甲基纤维(CMC)、羟乙基纤维 (HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基半乳甘露糖(CMGM)、羟乙基半乳甘露糖 (HEGM)、木质素磺酸钠(Na-Ls)、木质素磺酸钙(Ca-Ls)等。

交联剂多为由高价金属离子所形成的多核羟桥铬离子(Cr3+，Zr4+，Ti3+，Al3+)此外还有醛类(甲醛、乙二醛等)或醛与其他分子缩聚得到的低聚合度的树脂。

该类堵剂很多，诸如铝冻胶、铬冻胶、锆冻胶、钛冻胶及醛冻胶等。

油田常用的比较典型的冻胶堵剂就是用部分水解聚丙烯酰胺，重铬酸钠 (Na2 Cr2 O7 ·2H2 O)、硫代硫酸钠 (Na2 S2 O3 ·5H2 O)和盐酸组成。

其配方如下：HPAM：
0.4~0.8%。

重铬酸钠：0.05%~0.10%，硫代硫酸钠：0.05~0.15%，用HCl调节：pH=3.5~4.5（铬交联体系成胶pH环境：3~5，铝堵剂pH值环境：4~7），酚醛类堵剂pH环境：）。

在以上配方中，如果用亚硫酸钠代替硫代硫酸钠作还原剂，用甲酸乙酯在地下缓慢水解产生的甲酸代替HCl调节pH值，可延长成胶时间，延长堵水有效期。

国外使用一种延缓技术：交联剂为铝酸盐，做法：用碱调PH至10，可以抑制初始成胶，然后采用自生酸体系，使PH值逐步恢复。

甲醛和氯化铵反应如下：
③聚丙烯腈凝胶体系
HPAN结构中羧基与含有多价金属离子Ca2+、Mg2+、Fe3+的地层水(或人工配制的高矿化度水)作用，生成丙烯酸盐沉淀（絮状沉淀），封度地层孔道，控制水的流动。

油层中不含高价金属离子，HPAN不能生成沉淀，在油井生产时随油流带回地面，因而有选择性封堵作用。

可采用人工矿化的办法，即在注入HPAN溶液的前置液和后置液中交替补注一些多价金属盐溶液，例如氯化钙、氯化亚铁、硝酸铝等溶液。

地层水中多价离子含量要求大于30g/L。

其基本配方 1(质量%)为：甲液为浓度6.5%～8.5%的HPAN溶液，乙液为浓度 20%～30%的CaCl2 水溶液，隔离液为轻质原油或柴油，配比(体积) 为：甲液:乙液:隔离液=2:1:1。

该配方适用于砂岩油层堵水，处理层温度为40～90℃。

基本配方 2：HPAN-甲醛溶液+乌洛托品+氯化铵。

其配方(质量比)为：质量分数10% 的HPAN占70%~80%，质量分数37%的甲醛占14%~20%，乌洛托品占 1%~5%，NH4 Cl占1%~9%，由上述组分得到的混合体系凝胶
稳定性好，不失水，不收缩，封堵效率高。

2、水泥石灰堵剂
水泥类堵剂主要有：超细水泥、普通油井水泥、油基水泥等，价格适合，水化后强度高，属于永久性堵剂材料。

石灰主要靠颗粒堵塞地层，通常两者复合使用。

不能解堵。

HPAN-水泥：在HPAN溶液中加入适量水泥悬浮物，一方面可将水泥导入较深地层，还可增加封堵的强度。

前苏联用该法施工89口井，成功率 79%。

普通水泥的平均粒径约为25μm。

超细水泥的颗粒小于10μm，平均小于5μm。

选择性堵水作业(SWCP)仅用小于5μm的微细水泥很难成功，因为它很难进入深部，联合使用延迟交联的复合聚丙烯酰胺，可以进入油层深部，将近井地带通道封死并有助于防止聚合物返排出来。

可将超细水泥配成高浓度延迟反应油基水泥浆，进入高渗透或裂缝大通道封堵水层。

此溶液仅在遇到水后沉积形成堵塞。

3、水玻璃堵剂
硅酸钠xNa2 O.ySiO2 又名水玻璃、泡花碱，无色、青绿色或棕色的固体或粘稠液体，其物理性质随着成品内氧化钠和二氧化硅的比例不同而不同，是日用化工和化工工业的重要原料。

通常将水玻璃中SiO2 与Na2 O的摩尔比称为水玻璃的模数(M)。

模数增大，沉淀量也增大。

通常为 2.7~3.3。

为延缓反应，先使氯化钙与碱反应变为氢氧化钙，然后再与水玻璃缓慢作用，形成沉淀，其凝胶时间可达4.5h。

4、体膨剂
体膨性聚合物颗粒（交联聚丙烯酰胺颗粒等），目前，常用的体膨剂：由丙烯
酰胺在交联剂和膨润土作用下，形成的部分交联物，由于内部含有膨润土，因此遇水膨胀。

5、复合堵剂：
1)复合冻胶体体系（加入不同的交联剂，形成不同的东西）
2）为了提高沉淀型堵剂的封堵强度，采用一种复合型堵剂，其配方为：水玻璃:CaCl2 :PAM:HCl:甲醛=1~1.6:0.6:0.04:(0.5~0.78):0.04。

3）凝胶泡沫堵水剂
4）木钠-PAM复合冻胶
5）HPAN-水泥堵剂
6）醇基复合堵剂。