堵水调剖培训
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15
RD冻胶系列的温度适应性评价
两性离 子 /% 0.2
0.4
0.6
交联剂 A /% 0.2
0.2
0.2
交联剂 B /% 0.8
0.6
0.4
温度 /℃
室温 40 55 65 80 室温 40 55 65 80 室温 40 55 65 80
成胶强度 /mPa.s
25300 49300 65700 28100 7100 32100 54200 78700 60000 48200 48200 50100 27800 32200 20600
成胶机理 ：在60℃左右时，发生以下氧化还原反应： 6S2O32-→3S4O62-+6e
Cr2O72-+14H++6e→2Cr3++7H2O Cr3+再与HPAM的羧钠基发生交联反应，使聚合物成网状结构的冻胶。
在上述配方中，如果用亚硫酸钠代替硫代硫酸钠做还原剂，用甲酸乙酯在地 下缓慢水解产生的甲酸代替盐酸调节pH值，可延长成胶时间，延长堵水有效期。
c）链终止阶段――活性链浓度达到一定值时，彼此碰撞机会增加，因而自 由基消失，链不再增长。
2M.→ M-M RMn-1.+ RMn.→ RMn-1-MnR
27
二、堵水调剖技术胶。此配方属 地下聚合型，地面粘度极低（类似于清水），因此泵注性能优异，地下聚合 成胶后，凝胶体强度大，且具有一定的吸水膨胀性，吸附性好，封堵能力强。
20
二、堵水调剖技术
2. 凝胶类（jel）堵剂
通过化学键作用使大分子间产生交联而形成的堵剂。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。液体被包围在其中固 定不动，该类堵剂强度较大。
目前较常用的该类堵剂有丙凝堵剂、氰凝堵剂、硅酸凝胶堵剂等。
7
二、堵水调剖技术
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。
8
二、堵水调剖技术
东部其他油田： 上世纪60至 70 年代：以油井堵水为主。堵剂材料主要是水泥、树脂、活性 稠油、水玻璃/氯化钙等。 80年代初：注水井调剖技术迅速发展。该阶段，不论是堵水还是调剖，均 以高强度堵剂（无机类堵剂）为主，作用机理多为物理屏障式堵塞，以调整近 井地层吸水剖面及产液剖面为目的。 90年代：油田进入高含水期，调剖堵水技术也进入发展的鼎盛期。由单井 处理发展到以调剖堵水措施为主的区块综合治理。 21世纪后：油田普遍高含水，加深了对油藏原生非均质及长期水驱使非均 质性进一步加剧现象的理论认识，深部堵水调剖技术快速发展。改善水驱的理 论认识及技术发展进入了一个新阶段。（技术方向：深部液流转向技术）
21
二、堵水调剖技术
有机凝胶性质 ：需要满足抗剪切、抗盐性、抗热性、具有一强度 ❖弱凝胶
22
二、堵水调剖技术
❖强凝胶
23
二、堵水调剖技术
温度对成胶的影响实验结果
温度（℃）
40
45
50
55
60
65
70
成胶状态 成胶时间
不成胶 -
不成胶
良好
-
8
良好
良好
良好 良好
8
8
8
6
矿化度（mg/L）
抗盐性能评价数据表(实验温度64 ℃)
2) 碱性硅酸凝胶：将盐酸加到水玻璃中制得，因反应在硅酸过剩的情况下发 生，所生成的凝胶表面带负电。
该堵剂作业时要求绝对无水，又需要使用大量的有机溶剂，使用条 件较为苛刻，不宜现场大面积推广使用。
29
二、堵水调剖技术
（C) 硅酸凝胶堵剂
现场常用Na2SiO3(分子通式xSiO2.yNa2O，简称水玻璃，x/y值代表水玻 璃模数)来制备硅酸凝胶，凝胶的强度可用模数来控制。
1) 酸性硅酸凝胶：将水玻璃加到盐酸中制得，因反应在H+过剩的情况下发生， 所生成的凝胶表面带正电，该体系胶凝时间长，凝胶强度小。
日产油能力（t）
含水（%）
刘75-13井生产曲线（裂缝孔隙性特征）
5
120
4
100
3
80
60
2
40
1
20
0
日期
11.18
12.05
日产液
1.22
日产油
2.24
4.06
含水
0
5.22
5
一、技术背景
开发中所占比例高,，约70-80%后 期调堵的主要对象
开发中所占比例低，约20-30%早 期主要调堵对象，但同时也是处 理难度最大的。
堵水调剖技术培训
采油工艺研究所 二○一四年八月
1
前言
近十年来，长庆油田堵水调剖工艺技术发展很快，迄今为止，现场累 计应用已超过2000多口，在新老油提高采出程度方面发挥了重要作用。 特别在近几年来，随着水平井在特低渗油藏中的广泛应用，油井见水对油 田生产的影响问题更加突出，使得调堵技术的应用前景显的更加重要。
静态成 胶时间
/h 10 8 5 1.5 0.8 10 7 6 1.5 1 10 5 5 2 1
稳定 性/d
>1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1
粘度（mPa.s）
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
调堵工艺技术是伴随着长庆油田注水开发形势的需要孕育而生，目前 总体上工艺技术仍处于发展阶段。储层物性差、开采区块多 且差异大，裂 缝发育复杂，造成油井见水情况各不相同，与国内东部油田较好的地质条 件相比，有着很大不同，因此长庆油田调堵工艺技术发展应有着自身的特 点，调堵工艺应具有针对性和多样，以满足不同区块储层调堵的需要。
10
二、堵水调剖技术
浅调 示意 图
注入水
油
调后水驱 注注入入调水剖主剂要 进对入高低渗渗水油层层 进行浅层封堵
调剖剂
低渗油层 夹层
高渗水层
夹层
11
二、堵水调剖技术 深部调剖
注入水
注调入后水调驱驱剂 凝调胶驱在注剂入选水择的性作地用下 发生运进移入，高扩渗大透了层注入
水的波及体积
低渗油层
高渗水层
油
但该配方成本高，且由于地层环境复杂，成胶存在一定的不确定性，影 响了该堵剂在现场的推广应用。
28
二、堵水调剖技术
（B) 氰凝堵剂
氰凝堵剂是由主剂（聚氨酯）、溶剂（丙酮）和增塑剂（邻苯二甲 酸二丁酯）组成。当氰凝堵剂挤入地层后，聚氨酯分子两端的异氰酸根与 水反应生成坚硬的固体，将地层空隙堵死。
堵剂配方（质量比）为：聚氨酯：丙酮：邻苯二甲酸二丁酯=1： 0.2：0.05。
4
一、技术背景
实际窜流通道类型可归纳为四类，但总体上主要油井见水仍是受裂缝影响。
注水方向 裂缝型
孔渗型 注水方向
注水方向 孔渗＋裂 缝型
裂缝＋孔 注水方向 渗型
刘51-16井生产曲线（裂缝性特征）
6
100
5
80
4
60
3
2
40
1
20
0
0
7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5
日产液能力（m3）
6
二、堵水调剖技术
堵水（Water Control）是指采用机械或化学的方法，限制或降低生产井 出水层/段的产水能力，以发挥含油层/段的产油潜力，从而达到降低油井 含水，提高原油产量的目的，其工作对象是油井。 调剖（Profile Control）是指采用机械或化学的方法，限制或降低注水井 高渗透层/段的吸水能力，以达到改善注水井吸水剖面，进而改善水驱波及 体积、提高注水效率的目的，其工作对象是注水井。
9
二、堵水调剖技术
长庆油田： 上世纪八十年代末：开展油井堵水，研究院带头攻关开发出丙凝堵剂，研究对象 为侏罗系底水油藏。（引进底水封堵模型试验+岩心模拟堵水试验，理论研究，堵 水工艺）（开采层系简单，机械卡堵水工艺应用少） 九十年代中后期：开发HPAM高分子堵剂，油井堵底水工艺逐渐成熟，同时开展 以膨润土为主的水井调剖试验。（但调剖仍以无机堵剂为主，采三王家场）（当时 的部研究院在长庆油田无机堵剂油井堵水不成功） 本世纪初：形成针对低渗油田的初步堵水调剖技术体系（油井以堵底水为主兼顾 管外串堵水，水井段塞式、大剂量调剖，均以化学堵剂为主） 目前：堵水调剖工艺发展迅速。油井堵水发展到深部选择性堵水，水井调剖以深 部封堵、液流转向为主；区块整体堵水调剖工艺提出并实施。
0
5000
10000
50000
100000
150000
200000
成胶状态
良好
良好
良好
良好
良好
良好
良好
成胶时间（hour）
8
8
8
8
8
8
8
24
二、堵水调剖技术
(A) 丙凝堵剂 丙凝堵剂是丙烯酰胺单体（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 的凝胶来堵塞地层空隙，该堵剂配方可用于油、水井堵水。
0 0
0.2%两性离子 0.4%两性离子 0.6%脸型离子
20
40
60
80
100
温度（℃）
成胶前原液 0.2%两性离子
0.4%两性离子 55℃：
0.6%两性路子
16
二、堵水调剖技术
抗剪切
抗盐性
0.8%两性离子+ 0.2%交联剂A+0.6%交联剂B，成胶后加污水浸 泡
RD冻胶系列的温度适应性评价
两性离 子 /% 0.2
0.4
0.6
交联剂 A /% 0.2
0.2
0.2
交联剂 B /% 0.8
0.6
0.4
温度 /℃
室温 40 55 65 80 室温 40 55 65 80 室温 40 55 65 80
成胶强度 /mPa.s
25300 49300 65700 28100 7100 32100 54200 78700 60000 48200 48200 50100 27800 32200 20600
成胶机理 ：在60℃左右时，发生以下氧化还原反应： 6S2O32-→3S4O62-+6e
Cr2O72-+14H++6e→2Cr3++7H2O Cr3+再与HPAM的羧钠基发生交联反应，使聚合物成网状结构的冻胶。
在上述配方中，如果用亚硫酸钠代替硫代硫酸钠做还原剂，用甲酸乙酯在地 下缓慢水解产生的甲酸代替盐酸调节pH值，可延长成胶时间，延长堵水有效期。
c）链终止阶段――活性链浓度达到一定值时，彼此碰撞机会增加，因而自 由基消失，链不再增长。
2M.→ M-M RMn-1.+ RMn.→ RMn-1-MnR
27
二、堵水调剖技术胶。此配方属 地下聚合型，地面粘度极低（类似于清水），因此泵注性能优异，地下聚合 成胶后，凝胶体强度大，且具有一定的吸水膨胀性，吸附性好，封堵能力强。
20
二、堵水调剖技术
2. 凝胶类（jel）堵剂
通过化学键作用使大分子间产生交联而形成的堵剂。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。液体被包围在其中固 定不动，该类堵剂强度较大。
目前较常用的该类堵剂有丙凝堵剂、氰凝堵剂、硅酸凝胶堵剂等。
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二、堵水调剖技术
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。
8
二、堵水调剖技术
东部其他油田： 上世纪60至 70 年代：以油井堵水为主。堵剂材料主要是水泥、树脂、活性 稠油、水玻璃/氯化钙等。 80年代初：注水井调剖技术迅速发展。该阶段，不论是堵水还是调剖，均 以高强度堵剂（无机类堵剂）为主，作用机理多为物理屏障式堵塞，以调整近 井地层吸水剖面及产液剖面为目的。 90年代：油田进入高含水期，调剖堵水技术也进入发展的鼎盛期。由单井 处理发展到以调剖堵水措施为主的区块综合治理。 21世纪后：油田普遍高含水，加深了对油藏原生非均质及长期水驱使非均 质性进一步加剧现象的理论认识，深部堵水调剖技术快速发展。改善水驱的理 论认识及技术发展进入了一个新阶段。（技术方向：深部液流转向技术）
21
二、堵水调剖技术
有机凝胶性质 ：需要满足抗剪切、抗盐性、抗热性、具有一强度 ❖弱凝胶
22
二、堵水调剖技术
❖强凝胶
23
二、堵水调剖技术
温度对成胶的影响实验结果
温度（℃）
40
45
50
55
60
65
70
成胶状态 成胶时间
不成胶 -
不成胶
良好
-
8
良好
良好
良好 良好
8
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矿化度（mg/L）
抗盐性能评价数据表(实验温度64 ℃)
2) 碱性硅酸凝胶：将盐酸加到水玻璃中制得，因反应在硅酸过剩的情况下发 生，所生成的凝胶表面带负电。
该堵剂作业时要求绝对无水，又需要使用大量的有机溶剂，使用条 件较为苛刻，不宜现场大面积推广使用。
29
二、堵水调剖技术
（C) 硅酸凝胶堵剂
现场常用Na2SiO3(分子通式xSiO2.yNa2O，简称水玻璃，x/y值代表水玻 璃模数)来制备硅酸凝胶，凝胶的强度可用模数来控制。
1) 酸性硅酸凝胶：将水玻璃加到盐酸中制得，因反应在H+过剩的情况下发生， 所生成的凝胶表面带正电，该体系胶凝时间长，凝胶强度小。
日产油能力（t）
含水（%）
刘75-13井生产曲线（裂缝孔隙性特征）
5
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60
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日期
11.18
12.05
日产液
1.22
日产油
2.24
4.06
含水
0
5.22
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一、技术背景
开发中所占比例高,，约70-80%后 期调堵的主要对象
开发中所占比例低，约20-30%早 期主要调堵对象，但同时也是处 理难度最大的。
堵水调剖技术培训
采油工艺研究所 二○一四年八月
1
前言
近十年来，长庆油田堵水调剖工艺技术发展很快，迄今为止，现场累 计应用已超过2000多口，在新老油提高采出程度方面发挥了重要作用。 特别在近几年来，随着水平井在特低渗油藏中的广泛应用，油井见水对油 田生产的影响问题更加突出，使得调堵技术的应用前景显的更加重要。
静态成 胶时间
/h 10 8 5 1.5 0.8 10 7 6 1.5 1 10 5 5 2 1
稳定 性/d
>1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1
粘度（mPa.s）
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
调堵工艺技术是伴随着长庆油田注水开发形势的需要孕育而生，目前 总体上工艺技术仍处于发展阶段。储层物性差、开采区块多 且差异大，裂 缝发育复杂，造成油井见水情况各不相同，与国内东部油田较好的地质条 件相比，有着很大不同，因此长庆油田调堵工艺技术发展应有着自身的特 点，调堵工艺应具有针对性和多样，以满足不同区块储层调堵的需要。
10
二、堵水调剖技术
浅调 示意 图
注入水
油
调后水驱 注注入入调水剖主剂要 进对入高低渗渗水油层层 进行浅层封堵
调剖剂
低渗油层 夹层
高渗水层
夹层
11
二、堵水调剖技术 深部调剖
注入水
注调入后水调驱驱剂 凝调胶驱在注剂入选水择的性作地用下 发生运进移入，高扩渗大透了层注入
水的波及体积
低渗油层
高渗水层
油
但该配方成本高，且由于地层环境复杂，成胶存在一定的不确定性，影 响了该堵剂在现场的推广应用。
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二、堵水调剖技术
（B) 氰凝堵剂
氰凝堵剂是由主剂（聚氨酯）、溶剂（丙酮）和增塑剂（邻苯二甲 酸二丁酯）组成。当氰凝堵剂挤入地层后，聚氨酯分子两端的异氰酸根与 水反应生成坚硬的固体，将地层空隙堵死。
堵剂配方（质量比）为：聚氨酯：丙酮：邻苯二甲酸二丁酯=1： 0.2：0.05。
4
一、技术背景
实际窜流通道类型可归纳为四类，但总体上主要油井见水仍是受裂缝影响。
注水方向 裂缝型
孔渗型 注水方向
注水方向 孔渗＋裂 缝型
裂缝＋孔 注水方向 渗型
刘51-16井生产曲线（裂缝性特征）
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3
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7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5
日产液能力（m3）
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二、堵水调剖技术
堵水（Water Control）是指采用机械或化学的方法，限制或降低生产井 出水层/段的产水能力，以发挥含油层/段的产油潜力，从而达到降低油井 含水，提高原油产量的目的，其工作对象是油井。 调剖（Profile Control）是指采用机械或化学的方法，限制或降低注水井 高渗透层/段的吸水能力，以达到改善注水井吸水剖面，进而改善水驱波及 体积、提高注水效率的目的，其工作对象是注水井。
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二、堵水调剖技术
长庆油田： 上世纪八十年代末：开展油井堵水，研究院带头攻关开发出丙凝堵剂，研究对象 为侏罗系底水油藏。（引进底水封堵模型试验+岩心模拟堵水试验，理论研究，堵 水工艺）（开采层系简单，机械卡堵水工艺应用少） 九十年代中后期：开发HPAM高分子堵剂，油井堵底水工艺逐渐成熟，同时开展 以膨润土为主的水井调剖试验。（但调剖仍以无机堵剂为主，采三王家场）（当时 的部研究院在长庆油田无机堵剂油井堵水不成功） 本世纪初：形成针对低渗油田的初步堵水调剖技术体系（油井以堵底水为主兼顾 管外串堵水，水井段塞式、大剂量调剖，均以化学堵剂为主） 目前：堵水调剖工艺发展迅速。油井堵水发展到深部选择性堵水，水井调剖以深 部封堵、液流转向为主；区块整体堵水调剖工艺提出并实施。
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100000
150000
200000
成胶状态
良好
良好
良好
良好
良好
良好
良好
成胶时间（hour）
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二、堵水调剖技术
(A) 丙凝堵剂 丙凝堵剂是丙烯酰胺单体（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 的凝胶来堵塞地层空隙，该堵剂配方可用于油、水井堵水。
0 0
0.2%两性离子 0.4%两性离子 0.6%脸型离子
20
40
60
80
100
温度（℃）
成胶前原液 0.2%两性离子
0.4%两性离子 55℃：
0.6%两性路子
16
二、堵水调剖技术
抗剪切
抗盐性
0.8%两性离子+ 0.2%交联剂A+0.6%交联剂B，成胶后加污水浸 泡
