油田化学堵水调剖剂开发和应用现状分析

我国油田化学堵水调剖剂开发和应用现状一、引言油田堵水包括在生产井堵水和在注水井调整吸水剖面两种措施。

堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂, 调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂, 两种剂有共性, 也有特性,但以共性为主, 多数情况两剂可以互相通用。

为方便起见, 有时把两种剂统称为堵剂。

可以通用的堵剂, 在使用时性能上需作适当调整。

一般情况下, 用于堵水时用量较少, 相应的可泵时间较短, 要求强度较高。

用于调剖时用量较大, 可泵时间则要求较长, 有些剂需用延迟凝胶技术或双液法注入工艺才能满足大剂量注入的要求。

当然也有一些剂不能或不宜通用。

堵水调剖技术要在油田应用中获得成功、产生效益，除有好的堵剂外，还必须深入研究油藏及处理工艺，三者互相配合，不可偏废。

二、油田化学堵水调剖开发研究1.堵水调剖物理模拟由于油田在开采过程中，无法预知地底的实际情况，仅能够依据地面影像、超声波、附近区域地质等情况预测地层下实际的油层情况，因此通过微观模拟技术和核磁共振成像技术研究了聚合物冻胶在多孔介质中的充填、运移和堵塞规律，从而初步模拟化学堵水调剖剂在深入地层之后的具体情况，例如：聚合物冻胶提高注入水的波及体积、调整吸水剖面、改善水驱采收率的微观机理。

从整个研究表面，冻胶类的调剖剂能够对高渗透的大孔道实现堵塞，强迫注入水向低渗透层进行挤压，这扩大了注入水的波和体积，从而提高了注入水的利用率。

注入水进入低渗透层后使原来未驱动到的原油被驱替出来，提高了产油量和阶段采出程度。

同时，试验对层内堵水调剖时的堵剂用量、调剖时机、段塞个数等因素对堵水调剖效果的影响进行了研究，结果表明：多段塞效果好于单段塞；调剖时机越早越好；堵剂用量越大越好，但从经济效益考虑，认为0.2PV较为合适。

影响冻胶类堵荆封堵效果因素分析从冻胶类堵水效果进行分析表明了，冻胶类堵剂随着堵后注水速度的增加封堵率下降，且两者具有较好的双对数直线关系；弱冻胶随着渗透率的增加封堵率下降，强冻胶可使不同渗透率的岩心的渗透率减少到近似同一个值，同时对冻胶类堵剂堵水不堵油的机理进行了探讨。

油田化学堵水剂的开发研究与应用摘要：近年来，油田化学堵水剂得到了一定程度的发展，它的作用越来越受到重视。

本文介绍了化学堵水剂的国内外研究及应用开发情况,并对堵水剂的研究及发展提出了建议。

关键词：化学堵水剂；研究概况；应用1 油田堵水剂概述从50年代起，我国油田化学[1]堵水技术得到了应用，逐渐发展到60年代的树脂，再到70年代的水溶性聚合物,使得油田堵水技术取得了很大的进展。

经济的飞速发展带来了油田的过度开采, 在所开采的石油当中，占了绝大部分是水。

在这种情况下，油井出水将直接导致石油的产量越来越低。

另外，地还有各种各样的原因，比如设备的腐蚀加剧等，也会带来巨大的经济损失，最终使得石油的开发受到抑制。

由此可见，在油田开采的过程中，油田堵水的作用是不容忽视的。

堵水剂主要是指从油、水井注入地层，能减少地层产出水的物质。

堵水又包括水井调剖和油井堵水。

从油井注入地层的堵水剂称油井堵水剂（或简称堵水剂），至于从水井注入地层的我们常称之为调剖剂。

堵水也好，调剖也好，在当今使用得最多的以及最有效的还是化学试剂，因此，应用于油井堵水的化学试剂常被人称为油井堵水剂。

这种堵水剂不但能够从油井渗入，还能够减少油井的产水量，经过各方面的考验，堵水剂的发展已经全面系列化了，这对于油田的合理开发与应用具有重要意义。

2 油田堵水剂的种类2.1 冻胶型堵水剂由高分子（如HPAM）溶液转变而来的，我们称之为冻胶，而交联剂可以使高分子间发生交联，从而形成网络结构，这样可以把液体包在其中，那么高分子溶液将会失去流动性，转变为冻胶。

联系实际，锆冻胶就是目前油田常用的冻胶型堵水剂。

2.2 凝胶型堵水剂溶胶转变既产生凝胶。

这种转变的原因有很多，比如电解质的加入引起部分溶胶粒子的稳定性下降而产生的有限度聚结的网络结构，通过包裹液体使整个体系失去流动性，在这种情况下即转变为凝胶。

而硅酸凝胶就是目前油田堵水中常用的凝胶。

同理，硅酸凝胶也是由硅酸溶胶转化而来的，而硅酸溶胶又是由水玻璃（又名硅酸钠）与活化剂（常用盐酸）反应生成。

堵水调剖的发展与应用现状发布时间：2021-04-14T14:12:01.720Z 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：刘秀凤吴晓东卞兴红[导读] 当前我国现代油田存在含水量较高的现象，为了保障我国石油开发开采能力，加快对油田化学堵水调剖技术的研究十分重要。

本文概述了国内油田应用的堵水调剖技术与各类堵水调剖剂的性能、作用机理研究以及在油田的应用现状，重点介绍了化学堵水调剖剂，对今后堵水调剖剂的研究及发展提出了建议。

山东东营中石化胜利油田分公司孤东采油厂采油管理三区刘秀凤吴晓东卞兴红 257237摘要：当前我国现代油田存在含水量较高的现象，为了保障我国石油开发开采能力，加快对油田化学堵水调剖技术的研究十分重要。

本文概述了国内油田应用的堵水调剖技术与各类堵水调剖剂的性能、作用机理研究以及在油田的应用现状，重点介绍了化学堵水调剖剂，对今后堵水调剖剂的研究及发展提出了建议。

关键词：堵水调剖；堵水剂；调剖剂；研究；应用引言我国油田堵水调剖技术经过50多年的发展历程积累了丰富的经验，堵水调剖技术得到良好发展。

油田堵水可通过生产井堵水及注水井调整吸水剖面两种方式进行，且这两种措施能够互相通用。

当前将这两种剂统称为堵剂。

要想实现堵水调剖技术在油田中良好应用，不仅要拥有良好的堵剂，还需要深入探究油藏及处理工艺，实现三者的相互配合。

本文对油田化学中堵水调剖的开发及应用深入探讨。

一、堵水调剖技术基础概述油田堵水调剖技术是对油田注水后以防止过早水淹而采取一种技术，其对改善油田注水效果十分显著，对油田开采的质量有着重要作用。

从当前我国油田开采的现状来看，其中还存在着一些问题，高含水、特高含水是最突出内容。

对于油田水驱问题的日益复杂化，油田堵水调剖控水稳油技术提出更高的要求。

因此，油田化学中堵水调剖的开发及应用是当前的主要任务。

在当前市场化经济的驱动下，新的堵水调剖产品、技术得到良好发展，其对促进我国油田开采有着重要意义。

油田增产措施中堵水调剖技术的开发及应用石油工业作为我国经济的支柱产业，对经济的快速发展做出巨大贡献，我国石油勘探开发的步伐愈来愈快。

现在，中国的大部分油矿有含水度较高的问题，加速采油工程中堵水调剖技术的科学研究具有重大的实际意义。

标签：油田增产;堵水调剖技术;开发应用化学堵水调剖对中国石油开采的进展起着十分重大的效用。

在这些年调剖堵水剂和原油增产技术进展的基础上，有关企业和研究机构要研究调剖堵水增产的新技术新方法，并将它们应用在我国油田的开发上，以增强自己的实力为重要事项，以适应新的社会发展时期石油开采的需要，保证中国新社会发展时期建设的一次能源供给。

1堵水调剖技术概念简述堵水调剖技术主要是为了改善油田在注水后，出现过早过快水淹的现象，通过堵水调剖技术能够极大的改善油田注水的效果，也能够保证油田在开采量上稳产、增产。

堵水调剖技术中堵水气的效果是控制有水或者是控制产水，本质上是改变地下水在油井附近的渗透规律。

堵水工艺根据工艺的不同和施工条件的不同，可以分为油井堵水和水井调剖两种，目的是为了降低地下水的渗透率，提高油井的开采率。

在一般的使用过程中，堵水使用的是生产井堵水处理剂，而调剖剂使用的是注水井调整吸水剖面的处理经。

常用的油田堵水法两种，一种是机械堵水法，一种是化学堵水法。

2堵水调剖剂的种类2.1水泥类堵水剂我国原有的堵水剂是水泥堵水剂。

该堵塞剂具有采购成本低、使用强度高、不受温度限制等诸多优点。

所以，该堵水剂得以被大范围使用。

该堵水剂种类繁多，有活性水泥、油基水泥等。

由于水泥颗粒体积大，密封性好，国内开发的微型水泥和新型水泥添加剂使水泥堵塞剂得到了大范围的使用。

2.2树脂类堵水剂有很多种类的树脂堵塞剂，例如酚醛树脂和尿醛。

在成形过程中，这种树脂在催化剂作用的影响下由液体变为固体形状，对堵上小孔和裂纹有很好的作用。

通常来说，在石油井中，堵塞小孔、堵塞缝隙、堵塞夹层水是较为合适的。

然而，因为成本相对较高，可选择范围较小，现场操作难，风险大，这些年来这类堵塞剂的使用变得愈来愈少。

油井堵水技术调研报告目录1国内外油井堵水技术的发展现状 (2)1.1技术现状分析 (3)1.2国内外现状分析及发展趋势 (7)1.3与国内外技术对比、存在差距及发展目标 (9)2国内外化学堵水剂的发展现状 (10)2.1水泥类堵水剂 (13)2.2树脂型堵剂 (14)2.3无机盐沉淀型调剖堵水剂 (15)2.4凝胶型堵剂 (15)2.5冻胶型凝胶 (16)3油井裂缝性堵水技术在国内的应用 (17)3.1国内外裂缝堵水技术的发展概况 (17)3.2油井出水机理研究 (18)3.3堵剂及室内物理模拟实验研究 (19)3.4现场堵水实践 (20)3.5结论与建议 (21)5对堵水技术发展的一些建议 (21)5.1堵水工艺 (21)5.2堵水材料 (22)“稳油控水”是高含水后期控制油气生产成本、提高油田开发效益的必由之路。

堵水是从生产井实施的一项“稳油控水”的重要工艺技术措施。

本文检索了国内外相关文献和资料，对现有的堵水技术和堵水化学产品进行分类，希望能够对裂缝性水淹油井堵水技术的发展提供一些参照。

1国内外油井堵水技术的发展现状我国自20世纪50年代起即开始进行堵水技术的探索研究，1957年-1959年在老君庙油田实施堵水66井次，所用堵剂主要是原油、松香皂、火油水泥和水泥等，成功率61.7%。

1979年原石油部在玉门组织了6大学科12项配套技术的攻关，成立了全国油田堵水技术协调小组，在全国全面展开了油田堵水调剖的研究和应用。

20世纪80年代初、中期，油田堵调技术得到了大发展，从单纯油井堵水转为注水井调剖，进而发展到油水井对应封堵，大幅度地提高了堵水调剖效果。

20世纪80年代后期和20世纪90年代，各油田普遍加大堵调研究与推广力度，使其发展形成配套技术和以区块或油田为对象的堵调综合治理。

有的（如胜利油田）已发展到工业化推广应用的规模。

概括地讲，我国堵水调剖技术的发展大致可分为四个阶段：（1）单纯油井堵水阶段；（2）单纯注水井调剖阶段；（3）油水井对应堵调阶段；（4）区块整体堵调阶段。

调剖技术的发展状况1．国外调剖技术的发展状况国外堵水技术的研究和应用已有近四十年的历史，注水井调剖技术是在油井堵水技术的基础上发展起来的。

50年代在油田应用原油、粘性油、憎水的油水乳化液，固态烃溶液和油基水泥等作堵水剂。

前苏联还做了叔丁基酚和甲醛合成树脂，环烷酸皂，尿素甲醛树脂等化学剂的实验。

60年代开始使用聚丙烯酰胺类高分子聚合物凝胶技术，为化学调剖堵水技术打开了新局面。

70年代以来，Needham等人指出，利用聚丙烯酰胺在多孔介质中的吸附和机械捕集效应可有效地封堵高含水层，从而使化学堵水调剖技术的发展上了一个台阶。

80年代末，美国和前苏联都推出一批新型化学剂，归纳起来，大致可分为水溶性聚合物凝胶类调剖技术，水玻璃类调剖技术和颗粒调剖剂等。

近年来还发展了深部流体改向技术等新方法。

经过几十年的发展，目前化学调剖堵水技术的发展进入了崭新的阶段。

目前，在国外，据统计有应用前景的调剖剂有长延缓交联型凝胶(如美国Phillip石油公司的调剖—堵水剂系列和Marathon石油公司推出的聚合物—Cr3+凝胶体系)和弱凝胶体(如美国TioReo公司提出的胶态分散凝胶和法国石油研究院提出的弱凝胶)。

而弱凝胶体中运用较多的延缓交联体系是聚合物—柠檬酸铝延缓交联体系，有关该体系性质较全面的研究是由Ghazali等人报告的，他们对凝胶形成条件作了初步探讨。

2．我国调剖技术的发展状况我国油田化学堵水调剖技术从50年代开始在现场应用，至今已有近50年的历史。

开始时使用水泥浆堵水，而后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等，60年代以树脂为主，70年代水溶性聚合物及其凝胶开始在油田应用，从此，油田堵水技术进入了一个新的发展阶段，堵水调剖剂品种迅速增加，处理井次增多，经济效果也明显提高。

我国油田普遍采用注水开发方式，在开发中后期含水上升速度加快，目前油井生产平均含水已达80％以上，东部地区的一些老油田含水已达90％以上，单井含水率上升到98％以上。

调剖堵水的发展现状与趋势展望摘要：油田注水开发注水不合理等情况造成层间和层内矛盾，严重影响产量，且导致油田最终采收率降低，调剖堵水成为重要的水害治理方式之一，因此开展调剖堵水技术研究，从油藏工程、化学剂、物理模拟、施工工艺等全方位着手，择选经济效益高调剖技术。

关键词：调剖；堵水；油田注水物理模拟1油井调剖技术路线及技术关键1.1技术路线利用调剖剂的阻力最小进入原则，控制堵剂有选择地进入高含水层，并采用过顶替堵剂的作法，在油井中远井地带建立封堵屏障，“半封堵”高含水层，扩大波及体积，提高油层生产压差，改善油井生产和油层开采状况，达到控水稳油的目的。

稠油井调剖技术主要有两种实施方式：①单井油井调剖；②同井组多井调剖。

水井调剖主要作用与水井的中近井地带，其扩大的波及面积很难作用到油藏深部，否则，注入剂量很大。

油井调剖主要作用于油井的中远井地带，其相当于油藏深部（相对水井而言），其剂量远小于水井深部调剖的剂量。

同井组多井油井调剖在某种程度上，可看作水井深部调剖在油井上的分井点实施，其总剂量亦少于水井深部调剖剂量。

2技术关键2.1堵剂的选择性注入稠油井调剖技术的关键就在于使堵剂有选择性进入高含水层，其选择性主要有以下几种方式：①、由地层渗透率差异产生的选择性注入因高含水层一般为高渗透层，堵剂必然优先进入高渗透层。

②、由相渗透率差异产生的选择性注入油井调剖剂通常为水基堵剂，水基堵剂将优先进入含水饱和度高的高渗透层。

③、由高压注水产生的选择性注入调剖前，向油层注一定量的水，使中低渗透层升压，从而使堵剂优先进入难于升压的高渗透层。

④、由对应注水井关井泄压产生的选择性注入对应注水井关井后，高渗透层压力比中低渗透层压力下降快，堵剂将优先进入低压的高渗透层。

⑤、由低注入速度产生的选择性注入以低注入速度注入的堵剂将优先进入流动阻力最小的高渗透层。

其中，重点发展的是③、④、⑤，并且可和油井提液降压相结合。

堵剂的选择注入工艺最终是在不动管柱条件下的注入。

油田开发到中后期,地层能量降低，采收率降低，我国大部分油田开始通过注水补充地层能量以提高采收率。

但由于地层、油层的非均质性和复杂性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象。

随着注水量的增加，注水剖面的不均匀性增加，导致油井大量出水。

目前，油井平均含水已达80%以上，东部地区的一些老油田含水高达90%以上，甚至于超过了经济极限（含水率95%-98%）。

因此，堵水调剖的工作量逐年增大，工作难度增加，而增油潜力降低，这种形式促进了堵水调剖技术的不断发展[1]。

我国自上个世纪50年代开始进行堵水技术的探索和研究，至今已有50多年历史。

堵水就是控制水油比或控制产水，其实质是改变水在地层中的流动特性，即改变水在地层中的渗透规律[2]。

堵水作业根据施工对象的不同，分为油井（生产井）堵水和水井（注入井）调剖两类，其目的是补救油井的固井技术状况和降低水淹层的渗透率（调整流动剖面），提高油层的采收率。

一、我国油田堵水调剖技术经历的发展阶段上个世纪50-60年代我国处于探索研究阶段，探索研究堵水的一些方法和化学剂，开展了少量的油田应用实践，取得了一定成效。

60-70年代主要以油井堵水为主，大庆油田在机械堵水方法和井下工具、胜利油田在化学堵水方面发展较快，其他油田也有相应的发展。

80年代注水井调剖技术大为发展，为形成油田区块、井组为单元的整体措施奠定了基础。

80-90年代初期，堵水技术由单井处理发展到区块综合治理，大规模地开展了从油藏整体出发，以油田区块为单元的整体堵水调剖处理。

90年代中后期，提出了在油藏深部调整吸水剖面，促进了油藏深部调剖技术的发展[3]。

二、我国油田堵水调剖剂的利用现状调剖堵水技术对油田稳产增产有着重要的意义，随着高含水油藏水驱问题的日益复杂对该领域技术要求越来越高,推动着堵水调剖及相关技术的不断创新和发展,尤其近年来在深部调剖(调驱)液流转向剂研究与应用方面取得了许多新进展[4]。

油田中常用的堵水方法分为机械堵水和化学堵水两类，化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成堵塞，机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开，以阻止水流入井内。

国内外堵水调剖技术的现状与发展2006-5-5国内外堵水调剖技术的现状与发展我国陆上石油80％以上是靠注水开发的。

一个油藏往往由多个油层组成，由于各油田渗透性的差异，注人水将沿高渗透层突进，造成油井过早水淹。

因此对于注水开发的油田产水是一个普遍问题，及时弄清产水层和产水方向，采取合理有效的措施——即调剖、堵水措施是非常必要的。

一、国内外油井堵水工艺技术现状1、国外堵水、调剖技术研究和发展现状国外早期使用非选择性的水基水泥浆堵水，后来发展为应用原油、粘性油、憎水的油水乳化液、固态烃溶液和油基水泥等做为选择性堵剂。

1974年，Needham 等人指出，利用聚丙烯酰胺在多孔介质中的吸附和机械捕集效应可有效地封堵高含水层，从而使化学堵水调剖、技术的发展进人了新的阶段。

70年代末到80年代初油田化学堵水技术得到了较好的应用和发展，后来发展成为注水井调剖技术、深部调剖技术。

1.1堵水调剖物理模拟研究国外许多学者对堵水调剖的机理、堵剂的封堵性能和堵剂的选择性进行了研究。

White利用岩心实验研究了水解聚丙烯酞胺的堵水作用机理，可归纳为：吸附理论即亲水膜理论；动力捕集理论；物理堵塞理论。

交联聚合物的封堵作用主要表现在物理堵塞L.Dawe、Liang等人分别利用微观模型和Berea砂岩岩心实验研究了聚合物冻胶堵水不堵油的原因，其结果认为油水流动通道的分离可能是造成冻胶对油水相渗透率不均衡减少的根本原因。

Seright利用Berea砂岩采用示踪剂等技术研究了渗透率、堵后注水速度、岩性、冻胶性能等因素对堵剂封堵性能的影响，结果认为强冻胶可使不同渗透率的岩心减少到近似同一个值，对于弱冻胶，渗透率越高，封堵率越大；堵后的残余阻力系数随注水速度的增大而减少，并具有较好的双对数关系。

总之，国外在堵水调剖物理模拟方面做了大量的研究工作，其中许多结论对实践具有较大的指导意义。

1.2堵剂研究和应用近20年来，水溶性聚合物类堵剂在油田得到了广泛的应用。

油田调剖堵水1.研究的目的和意义：油井出水是油田(特别是注水开发油田) 发过程中普遍存在的问题。

由于地层原生及后生的非均质性、流体流度差异以及其他原因(如作业失败、生产措施错误等),在地层中形成水流优势通道,导致水锥、水窜、水指进,使一些油井过早见水或水淹,水驱低效或无效循环。

堵水调剖技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。

我国堵水调剖技术已有几十年的研究与应用历史,在油田不同的开发阶段发挥着重要作用。

但油田进入高含水或特高含水开采期后,油田水驱问题越来越复杂,堵水调剖等控水稳油技术难度及要求越来越高,推动着该技术领域不断创新和发展,尤其在深部调剖(调驱)液流转向技术研究与应用方面取得了较多新的进展,在改善高含水油田注水发效果方面获得了显著效果。

油井出水会严重影响油田的经济效益,使经济效益好的井降为无工业价值的井。

这从两个方面表现出来,一方面降低油气产量,另一方面增加地面作业成本,由此可见,堵水工作是各个油田发中的紧迫任务,也是油田化学工作者研究的主要课题之一。

吸水剖面与调剖：对于注水井，由于地层的非均质性，地层的每一层的吸水量都是不平衡的，每一层的每一部分的吸水量都是不同的，这反映在吸水剖面上。

地层吸水的不均匀性，为了提高注入水的波及系数，需要封堵吸水能力强的高渗透层，称为调剖。

产液剖面与堵水。

对于油井，由于地层的非均质性，每一层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同，其产液剖面是不均匀的。

封堵高产水层，1改善产液剖面，称为堵水。

堵水能够提高注入水的波及系数。

堵水的成功率往往取决于找水的成功率。

除了直接测定产液剖面外，还可以利用井温测井等方法来确定出水层位。

化学驱是一类行之有效的提高采收率方法，其主要包括聚合物驱、碱/聚合物驱、碱/表面活性剂/聚合物驱等随着三次采油（三元复合驱）的不断开采，大庆油田在开发后期，由于储层的非均质性，特别是中高渗透油层已形成了注水特大孔道，其孔喉半径超过25μm，对这种特大孔道的封堵是非常困难的，注入液很容易突破封堵带，按照原本的注水通道流串到采油井，从而造成了调剖增油量低，调剖剂有效时间短等一系列不利于开采的现象出现。