淺析油田化學堵水劑研究及發展

摘 要:該文綜述了國內外油田應用的堵水調剖劑的種類，性能，作用機理和性能評價方法及應用開發情況，并對堵水調剖劑的研究及發展提出了建議。

關鍵詞:堵水劑;調剖劑;油田化學;應用

在油田生產活動中地層的不均質性經常導致注入水沿高滲透孔道突入油井。水對高滲透層的沖刷，大幅度提高了地層的不均質性，從而使水更容易沿高滲透層突入油井。為了提高水驅的采收效率，必須封堵這些高滲透層。從油井封堵這些高滲透層時，可減少油井產水，這種方法稱為堵水。我國油田化學堵水技術從20世紀50年代起在現場應用，至今已有50多年歷史。

一、關于油田化學堵水調剖劑

(一)油田堵水方法

油田中采用的堵水方法分為機械堵水和化學堵水兩類，化學法堵水是化學堵水劑的化學作用對出水層造成諸塞，機械法堵水是用分隔器將出水層位在井筒內卡開，以阻止水流入井內。就目前應用和發展情況看，主要是化學堵水。根據堵水劑對油層和水層的堵塞作用，化學堵水可分為非選擇性堵水和選摔性堵水;根據施工要求還有永久堵和暫堵。非選擇性堵水是指堵劑在油層中能同時封堵油層和水層的化學劑;選擇性堵水是指堵劑只與水起作用，而不與油起作用，故只在水層造成塔塞而對油層影響甚微。

(二)化學堵水劑概念及類型

根據施工對象的不同，堵水作業分為油井堵水和注水井調剖兩大類，無論是堵水還是調剖，目前行之有效的方法都是使用化學劑，即通過化學手段對水層造成堵塞，這類化學劑品種多，發展快，效果顯著。按其對油層和水層的堵塞作用，化學堵水劑分為選擇性堵水劑和非選擇性堵水劑;按工藝分為單液法堵水劑和雙液法堵水劑;按形式分為凍膠型、凝膠型、沉淀型和膠體分散型;按苛刻條件可分為高溫、大孔道、低滲地層、高礦化度地層等類型。

二、現有油田化學堵水劑

(一)非選擇性堵水劑

主要包括:水泥類堵水劑、樹脂型堵劑、無機鹽沉淀型調剖堵水劑、凝膠型堵劑等。

(二)選擇性堵水劑

油田化學選擇性堵水劑是利用油和水、出油層和出水層之間的性質差異達到選擇性堵水目的。根據分散介質的不同，可分為3類:水基堵水劑、油基堵水劑、醇基堵水劑。

三、化學堵水劑的性能研究

堵水劑的性能主要表現在形成堵水劑的流變性、熱穩定性和對不同巖心的封堵性能等。

(一)堵水劑的流變性

研究流體的流變性離不開其本構方程，即流體流變運動量與基本流動動力量之間的關系。堵水劑大部分是非牛頓流體，例如聚丙烯酰胺溶液、硬葡聚糖溶液、黃原膠溶液以及改性淀粉溶液等，都是聚電介質，屬于剪切變稀型溶液。目前對某些堵水劑的流變性和在多孔介質中的滲流機理還缺乏足夠的認識，大大影響了堵水調剖技術的應用效果。

(二)堵水劑的熱穩定性

不同的油藏有不同的地層溫度，這就需要不同的調剖劑。比如在低溫條件下，物質的活性低，聚合物與交聯劑反應慢，成膠時間長。這就要求針對不同的地層條件，選用不同的調剖劑。同時加強對低溫油藏的堵水劑劑的開發和研究。

(三)堵水劑的封堵評價指標

不同的堵水劑有不同的封堵特性的判斷標準，但大致相同。一般通過阻力系數、殘余阻力系數，封堵率等指標來評價。

四、油田化學堵水劑的研究現狀和發展趨勢

(一)化學堵水劑的研究現狀

油田化學劑的大量使用是在2O世紀3O年代以后，國外應用最廣、意義最大的是以不同水溶性聚合物為成膠劑，以無機或/和有機化合物為交聯劑形成的凝膠型堵水劑。其中，美國和俄羅斯是堵水劑應用較早、類型品種較多的國家，在美國，應用得最廣、效果最好的是聚合物凝膠堵水調剖劑，而俄羅斯應用最多的是水解聚丙烯腈，隨著多種聚合物分散體系、纖維分散體系和生物聚合物堵水調剖劑的開發應用，取得了明顯的經濟效益。

(二)化學堵水劑的發展趨勢

我國現有堵水劑基本上能滿足國內各類油藏條件下堵水調剖的需要，但能滿足某些特殊要求的品種較少。許多堵水劑的性能需要完善，品種需要實現系列化。我國大部分油田已處于高含水開采期，許多油層被水淹，或在長期注水后孔隙度發生很大變化，非均質性更嚴重。

1.推廣廉價原料及化工廢棄物堵劑新產品

近年來，深入研究和推廣應用上述堵劑已取得明顯的經濟效益，紙漿廢液和工業廢酸的應用取得了較好的效果。進一步加強廉價原料和工業廢棄物的研究和利用，是今后堵水研究的方向。

2.加快研究微生物調剖技術

微生物調剖技術是近年來國外迅速發展起來的一項提高原油采收率的技術。該技術的優點是工藝簡單，施工安全，不污染環境，同時降低了材料和施工的成木。

3.與其他施工連作的堵水技術

隨著注水開發的深人，油井出砂越來越嚴重，油井含水越來越高，防砂和堵水的井次愈來愈多。因此，研究將防砂堵水工藝合二為一的新型防砂堵水劑，既能有效防砂，又有選擇性堵水效果，對減少油井事故、降低生產成本、增加原油產量意義十分重大。

五、結束語

多種化學調剖堵水劑在礦場的試驗成功證明了在未來的幾年內化學堵劑仍然是堵水調剖研究的重點。隨著石油能源的緊缺，石油價格的不斷上漲，一些高成本的堵劑也可以逐步應用。另外，在注水開發的后期，油藏的地質結構變得更加復雜，這就需要研究針對性的堵劑。如今，堵水調剖技術已成為全國各主要油田的穩產增產、提高采收率的主導技術之一，隨著油田開發進人中后期，應用的數量還會增加。可以預計，我國不同油田堵水調剖市場的旺盛需求必將大大推動堵水調剖用化學品的進一步發展。

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