堵水调剖工艺技术
堵水、调剖技术概述
堵水、调剖技术概述堵水、调剖技术概述油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（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。
（二）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，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。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
注入时，这两种工作液用隔离波隔开，但随着工作液向外推移，隔离液越来越薄。
当外推至一定程度，即隔离液薄至一定程度，它将不起隔离作用，两种工作液相遇产生封堵地层的物质。
由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。
（2）选择性堵水工艺：利用产液剖面等测试资料，确定出水部位后，进行选择性堵水。
对于下部位出水，进行封上、中堵下，用封隔器将油井产油段的上、中部位隔开，然后对出水的下部位堵水。
深度调剖及堵水
深度调剖及堵水国内几十年来在治水方面积累了大量的经验教训。
关于水井深度调剖，开始采用高强度堵剂，挤死高吸水层段，这种工艺对全层水淹的井效果显著。
而我国油田属于陆相沉积，非均质性很强，在剖面上层内渗透率差异较大，如果深度调剖施工时将水淹层段堵死，这时注水井主要吸水层段被堵死，原来弱吸水段或不吸水段开始吸水，吸水剖面改变很理想。
但是，由于注入堵剂数量有限，2m 油层挤入500m3堵剂，挤入深度只有12．6m，当低渗透层水线推进到此处时，注入水又会窜入特高渗透层，造成深度调剖失效。
这种工艺每施工一口井增产油量一般不超过500t，个别有相对隔挡层的井或有相当好的潜力层的效果会好些。
根据这一情况发展了深度调剖，即加大堵剂用量，但是，深度调剖深度与堵剂用量是平方的关系，所以堵剂用量加大很多，深度调剖深度增加得并不多。
如2m 油层挤入1000m3堵剂进行深度调剖，深度也只有17．8m ，增产量和有效期改善仍不理想。
近年来深度调剖工艺发展成调驱工艺，即将深度调剖剂改进为可动的弱凝胶（调驱剂），使得深度调剖后调驱剂段塞推进速度稍快于低渗透层段水线推进速度，直到调驱剂段塞薄到一定程度后突破，再注第二个段塞，增产量和有效期都会大幅度提高。
下面只重点介绍调驱工艺。
值得注意的是调驱工艺有两个技术关键，一是必须根据渗透率，用岩心优选驱替剂的粘度，以保证调驱剂推进速度略快于新进水层段的水线推进速度；二是为了挤入调驱剂时尽量减少加强层的伤害，注入压力必须大于调剖层段的启动压差，小于加强层段的启动压差。
这两方面都可以用岩心（或人造模拟岩心）实测。
油井堵水也有类似问题，由于堵塞半径有限，增产量和有效期都很小，所以对孔隙性油藏来说，除非全层水淹否则对层内某层段出水不宜采用堵水措施。
而对块状裂缝性底水油藏，由于无法在水井进行调整，只能利用这类油田的非均质性在油井进行堵水，开始将大裂缝堵死，这样虽然将出水通道堵死，同时也将与大裂缝连通的小裂缝的出油通道堵死，所以效果也不理想。
调剖堵水技术在高含水油井中应用
调剖堵水技术在高含水油井中应用随着石油勘探领域的不断发展，石油开采领域也在不断拓展，高含水油井的开发已成为石油勘探开发领域关注的热点问题。
在高含水油井的开发过程中，堵水技术的应用成为了一种重要的手段，通过调剖堵水技术可以有效地增加油井的产量，并延长油田的生产寿命。
本文将从调剖堵水技术及其在高含水油井中的应用方面进行探讨，以期进一步提高我国高含水油井的开采效率。
一、调剖堵水技术概述调剖堵水技术是一种利用调剖剂改变地层渗透率的方法，从而达到调整油水分布，提高油井产能的技术手段。
该技术的原理是通过注入调剖剂，将调剖剂与地层中的水相挤出，从而改变地层渗透率分布，减小水相渗透，提高油相渗透，减小水驱升高效地采出地层残余油。
常用的调剖剂有聚合物、环烷醇类、表面活性物质等。
调剖堵水技术的优点在于其可以有效地提高油井的产量，延长油田的生产寿命，减少油田开发成本，并且对地下水资源不会造成污染。
目前，调剖堵水技术在石油开采领域得到了广泛应用，尤其是在高含水油井的开发中发挥了重要作用。
二、高含水油井的特点高含水油井通常指含水层在产出口中含水含量超过70%，即水含量占总产出的百分比超过70%的油井。
高含水油井的产生给油田开发带来了很大的困难，因为高含水会导致油井产出的油含量低，产油效率低，降低油井的产量，而且还会造成地层压力的不稳定，产生油轮效应。
高含水油井的特点主要有以下几点：一是油井产出的油含量低，二是油井产量不稳定，三是易引起地层压力不稳定。
由于这些特点，高含水油井的开发一直是石油行业领域的难题。
对高含水油井的开发技术不断进行改进和创新就显得极为重要。
1. 改进调剖剂的配方针对高含水油井的特点，可以针对调剖堵水技术进行改进和创新。
要改进调剖剂的配方，选择适合高含水油井地层条件的调剖剂，以提高调剖剂的适用性和效果。
在高含水油井中，通常选择相对水溶解度低的调剖剂，以避免与地层水相溶解，减少对地层渗透率的影响。
2. 提高调剖剂的渗透性要通过改进调剖剂的配方，提高调剖剂的渗透性，以加强调剖剂对地层的渗透能力，从而改变地层的渗透率分布。
堵水调剖技术综述
022 中国化工贸易网堵水调剖技术综述曾 婷（辽河油田锦州采油厂，辽宁凌海 121209）摘 要：油田在生产开发过程中都会出现油井出水的问题，特别是在注水开发油田。
调剖堵水技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳定的有效手段。
正确认识油田的注入水流动特征，准确描述高渗透层的窜流类型和相关特征参数，筛选堵剂，调剖堵水方案的优化，对提高调堵效果、改善水驱环境、提高采收率至关重要。
关键词：调剖堵水 选井 堵剂前言油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（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。
（二）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，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。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
第六章化学堵水调剖.
优缺点
第六章 化学堵水与调剖技术
双液法的优点是可封堵近井地带和远井地带；缺点是药剂 利用不充分，因为只有部分药剂相遇，产生堵塞物质。
管外窜可发生在油井开采 的各个时期, 但刚刚完井 或刚采取增产措施后意外 出水、发生管外窜的可能 性更大。温度、噪音及水 泥胶结测井可用于分辨管 外窜。套管漏失通常会造 成产水意外增加, 温度测 井对比和水质分析对比法 可用于寻找漏失点。
第六章 化学堵水与调剖技术 图 5－22 封堵油水层窜通示意图
同层水：注入水、边水及底水，与油在同一层位，统称为“同层水”。 外来水：上层水、下层水及夹层水是从油层上部或下部的含水层及夹于油 层之间的含水层中窜入油气井的，来源于油层以外，故统称为“外来水”。
第六章 化学堵水与调剖技术
注入水单层突进示意图 “水舌”示意图
边水示意图
由于油层的非均质性及开采方式不
第六章 油水井的化学堵水与 调剖技术
（6学时）
第一节 油井出水原因及主要解决方法 第二节 油井的化学堵水技术 第三节 注水井化学调剖技术 第四节 用于蒸汽采油的高温堵剂
概念
第六章 化学堵水与调剖技术
油井化学堵水技术：是将化学剂经油井注入到高渗透出水层，降低近井地 带的水相渗透率，减少油井出水，增加原油产量的一整套技术。
注入的化学剂对油水无选择 性，既可以堵塞水层又可以 堵塞油层的堵水方法。
堵水方法选择
第六章 化学堵水与调剖技术
对于外来水或者水淹后不再准备生产的水淹油层，首选机械堵水，如封 隔器卡封困难，采用非选择性堵水。 对于同层水(边水和注入水)一般采用选择性堵水；对于底水，则采用在井 底附近油水界面建立人工隔板，来控制锥进。
(完整版)堵水调剖
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
低渗油层 夹层
高渗水层
调剖剂
夹层
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二、 深部 调剖
注入水
注调入后调水剖驱剂 注调入水剖进剂入主低要渗进油入层， 绕过凝高胶渗屏水障后层，进入
水层，增加了波及体积
低渗油层
高渗水层
油
调剖剂
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三、 深部 调驱
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
9
高含水期油层调剖堵水技术
二、出水原因及对策
2、出水引起的问题及对策 ★ 油藏纵向层间未波及问题 ★ 油藏平面未波及问题 ★ 油井近井问题
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★ 油藏纵向未波及问题
（1）层间干扰型（隔层发育）
层间压差：
渗透率级差：
P1
P2
☆ 存在问题： — 低压层倒灌 — 低渗透层不启动
— 低渗透层波及程度低 — 高渗透层严重指进无效水驱
高含水期油层调剖堵水技术
三、调剖堵水技术分类
（4）按处理规模分类 ★单井堵水技术 ★井组对应堵水技术 ★区块整体调剖堵水技术 ★区块以调剖堵水为中心的综合治理
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油井出水方式
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近井地带窜漏
射孔段太靠近底水—底水锥进
水驱指进现象
生产井
注水井
裂缝或高渗通道使油水井单向连通
一、浅调
示意 图
5
高含水期油层调剖堵水技术
二、出水原因及对策
1、油田高含水的原因
— 油藏地层的非均质 — 油藏流体的非均质 — 长期注水开发加剧了地层的非均质 — 完井方式缺陷（如水层误射） — 生产方式缺陷（如强注强采） — 作业措施缺陷等（如压裂酸化连通水层） ☆ 储层及流体的非均质是油藏出水的基础
国外堵水调剖工艺技术特点
• 堵水调剖目前在国外开展的较为广泛。 在油价低至22$/bbl时仍然没有停止堵水调 剖的矿场施工工作，以Arbuckle油田为例， 在2001年8月－2003年10月两年的时间内， 矿场实施堵水调剖39井次，取得了单井净 利润6.5×104美元的效果。可见，堵水调 剖是一项经济可行的提高采收率工艺技术
Bill Bailey等人把油井出水的类型分为十种基本类型
• 1．套管、油管或封隔器泄漏； • 2．套管外窜流； • 3．油水界面上升； • 4．没有层间流动的水层出水； • 5．水井和油井之间的裂缝或断层导致的出水； • 6．水的锥进或脊进； • 7．水层发育有裂缝或断层导致出水； • 8．弱水驱的区域； • 9．重力作用分层； • 10．有横向交叉流动的水层的出水。
2）成胶时间大大延长；
• 产生这种用途的聚合物有高分子量的聚丙烯酰 本次调研主要围绕上述公司和研究机构展开。
s，可预控的反应速率。
胺和最近出现的硬葡聚糖（Scleroglucans）。 能源部下属的一些研究机构长期从事堵水调剖技术的基础研究。
颗粒类堵剂多用水泥，主要用于封堵管外窜。 所有这些物质都是非选择性的，它们既堵水又堵油，因此，需要采取措施来避免堵塞油流通道。
• 对 BP ， PHILLIPS 等 合 作 伙伴评价在用堵水调剖 剂，开展各堵剂理化性 能分析及堵水调剖效果 对比等内容的系统研究， 针对堵水调剖需要建立 堵剂优选标准。
• 一种有机冻胶堵剂在不 同pH值条件下的封堵效 果分析
• 开展了不同强度冻胶 堵剂在多孔介质及裂 缝中的流动及封堵规 律，为堵剂浓度及配 方优选提供了依据， 图3。
堵水增产剂作用原理示意图
新型的WaterWebSM不需要特殊的堵剂置放技术， 它不受多价阳离子、氧、酸的影响。它不需要对油 层进行分隔，也不需要催化剂，也不需要“成胶”。 它适用于井低温度高达250F、渗透率大于10md小于 4000md、没有层简窜流的多层砂岩油藏。
调剖堵水机理及药剂介绍
一、水井调剖机理注水井调剖技术是改善层间、层内及平面矛盾，实现老油田稳产的重要措施。
通过实施调剖措施可有效改善注水井的吸水剖面，扩大注入水波及体积，增加可采储量，降低自然递减速度，提高油田采收率，提高油田开发水平。
水井调剖使用泵车或柱塞泵把调剖堵剂注入到水窜大通道深处或裂缝深处，封堵砂组强水洗层段水窜通道，后续注水由于惯性原因仍有一部分沿主通道注入，产生绕流增加扫油体积，增加层内动用程度，主产液井降低液量降低含水增加产油量；同时由于注入水在主水窜通道方向遇阻，加在其它方向或其它层段注水压力升高，其它方向或其它层段增加扫油体积，增加油层动用程度，表现低液井水驱能量增加，增加产液量产油量。
通过调剖有效的解决井组层间层内、平面矛盾，提高开发效果。
水井调剖分为全井段混调和分层调剖两种。
二、油井化学堵水机理油井化学堵水是使用化学堵剂封堵油井高渗高压主产液层，减少主产液层产液，减少油井层间干扰，释放其它产层产能，油井减低液量降低含水增加油量；同时由于高产液井方向压力升高，迫使注入水转向其它方向，增加扫油体积，增加油层动用程度，有力改善井组平面矛盾，提高开发水平。
油井化学堵水是水井调剖的有力辅助措施。
水井调剖是“以面带点”，油井化学堵水是“以点促面”，保证调剖持续有效有力措施。
三、KY－Ⅱ低温膨胀凝胶调堵剂1.调堵剂组成该调堵剂由多种改性超高分子量抗盐聚合物与有机树脂活性中间体交联，在稳定剂、调节剂的控制下，在20-80℃的温度条件下成胶、固化，形成本体凝胶。
主剂为几种功能聚合物的复合物，交联剂等物质为有机材料，形成的调驱剂不对油层造成永久性的伤害。
该凝胶体吸水倍数可达1倍以上，具有较好的粘弹性、柔韧性、变形性和破胶修复性，凝胶强度可在交联聚合物～粘弹体范围内进行调节。
2. 调剖剂性能①具高粘弹性：凝胶的粘附性强，弹性好，不易碎。
②具高变形性：无固定形状，具粘稠液体～粘弹体状态。
③吸水膨胀性：与砂岩表面吸附水结合，吸水倍数0.3-0.6倍。
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4．油田区块整体堵调阶段（90年代以后）。自80年代末90 年代初开始，广泛开展了以堵水调剖为主导工艺的区块整体 堵调治理。
2、 堵水调剖施工工艺
（1）堵水调剖施工设计
选井、选块 ①油层较厚，一般应在5m以上； ②油水井连通情况较好，水井注水对对应油井生产影响明显。 ③层内非均质严重，高渗透、大孔道层段清楚，开采层纵向渗 透率差异大；
④采出程度低，有较多的剩余可采储量，有一定的增产潜力；
⑤区块水驱效果差，存水率低，水淹速度快，产量下降快;
（3）目前国外仍以开发研制PAM及其衍生物类冻胶堵剂为 主，近几年还研制应用了可用于大剂量深部调剖的胶体凝 胶分散体（CDG）。另外还开展了用微观玻璃刻蚀二维物 理模型进行的堵调机理研究、冻胶堵水能力大于堵油能力 的物模研究、调剖后注水速度与封堵效果研究等。开展了 深部调剖技术的研究与应用。
二、堵水调剖工艺技术
（三）堵水调剖技术现状
1．国内现状
（1）堵剂已经形成系列。聚合物冻胶类堵水剂、硅 酸盐凝胶堵水剂、颗粒类堵水剂（颗粒分散体类、水 膨体类和固结体类堵水剂等）、树脂类、泡沫类、稠 油类堵水剂和热采堵剂等。
（2）由单井堵调，发展到区块整体堵调。调剖也由 单井小剂量近井地带调剖发展到大剂量深部调剖。
（3）研制并推广应用了三套现场施工流程。
注水井调剖的作用机理是分流作用、改善流度比 及物理堵塞为主并兼有吸附和残余阻力的作用。
优点：不影响油井的正常生产，一口注水井调剖， 多口油井受效，施工方便，有效期长。
（4）区块整体堵水调剖
区块整体堵水调剖是将堵水调剖区块的油层（目 的层）看成一个整体，同时对区块上的重点注水井进 行调剖，对周围对应油井进行相应封堵。是将注水井 调剖和油井堵水有机结合起来的一种综合性堵水技术。 它既不同于面积的油井堵水，也不同于一般的以水井 为中心的单一井组堵水。
弱冻胶的作用机理:在近井地带形成可运移的冻胶体，可在 注水压差的作用下，进入油层深部，形成堵塞，迫使液流转 向，改善波及效率，同时在其运移过程中发生驱替作用，提 高驱油效率。
弱冻胶的特性：调剖和驱替两种作用。
弱冻胶调驱机理：弱冻胶颗粒在多孔介质中吸附、滞留、残 余阻力系数增大等造成大孔道的阻塞而迫使注入水和液流改 向，从而扩大波及体积。
（4）研制开发出PI、RE和RS决策技术。
2．国外现状
（1）堵剂：以PAM（或其衍生物）为主剂的各种冻胶类堵 水调剖剂（如WORCON等）、部分水解聚丙烯腈堵水调 剖剂等。另外还研制开发了各种超细水泥类和稠油类堵水 调剖剂。
（2）研制应用了各种决策方法，以指导现场堵调。其中包 括KTROL程序、XERO决策系统、FPAMS软件等。
堵水调剖工艺技术简介
堵水调剖工艺技术在 胜利油田的研究应用
堵水调剖工艺技术简介
一、概述 二、堵水调剖工艺技术 三、堵水调剖剂 四、堵水调剖工艺技术的发展方向
一、概述
(一)油井出水的原因与危害
1．油井出水类型
油井出水类型
同层水
窜槽水 底水 水层水 边水 注入水
油井出水主要原因： 注入水沿高渗透条带突进。
2．油井出水的危害
（1）消耗地层能量 （2）油井大量出水，造成油井出砂更为严重 （3）危害采油设备 （4）加重脱水泵站负担 （5）增加污水处理量
(二)堵水调剖的发展历程
1．探索研究阶段（50~60）。用稠油、松香皂、油基水泥、 水泥等进行单纯油井堵水试验。
2．发展阶段（70~80年代初）。单纯油井堵水与注水井调剖。
⑥油井有过高产历史，含水上升快，油量下降快，液量足；
⑦调整水井的注水量，生产井的产油量和水量变化情况。
其他类型的深部调剖工艺技术
1、多种类型堵剂的多段塞调剖工艺技术
在进行了充分的油藏研究，确定油藏地层条件后， 选用不同类型的、性能有所差异的多种调剖剂，分 成几个不同段塞注入地层，起到深部堵塞的效果。
2、多段塞多轮次堵调
在第一次调剖进行一段时间后，又对该井的该层 段进行第二次调剖（有的井也许要进行第三次、第 四次施工，这要视具体情况而定），后面所注入的 调剖剂将第一次所注入的调剖剂推向地层深部，造 成深部堵塞。
整体堵水调剖方法有着更加明显的主体结构感。 在整个区块上，改变注入水在油井水平方向的流动和 纵向上的分配，相应地改善注水井吸水剖面和油井产 液剖面，从而能更有效地达到增加原油产量和提高采 收率的目的。
（5）深部调剖与液流转向技术
①粘土类深部调剖技术
粘土悬浮体—聚合物溶液双液法封堵剂
粘土悬浮体—冻胶双液法封堵剂
在实践中，人们又把选择性的含义引伸到地层对堵剂的选择 性进入这个概念上来。即地层对堵剂的选择性进入的理论。
（2）非选择性堵水
非选择性堵剂泵入地层后，堵剂所到之处皆被堵 塞，即不论出油孔道或出水孔道都要被封堵。此即 为非选择性堵水。
（3）注水井调整吸水剖面
将堵剂注入油层，改善不同井段吸水剖面的方法 称为注水井调剖。
（一） 堵水调剖工艺技术
1、 堵水调剖原理 2、 堵水调剖施工工艺
（二）堵水调剖的配套技术
1、示踪剂技术 2、区块整体堵调优化决策技术
（一） 堵水调剖工艺技术
1、 堵水调剖原理
（1）选择性堵水
选择性堵水包括两个方面入。
在多孔介质中能够有效地降低水相渗透率而对油相渗透率损 害较小的堵水剂称为选择性堵水剂。一般说来，选择性堵水剂 多由高分子聚合物材料组成。采用这种堵水剂进行油井堵水的 方法可称为选择性堵水。
粘土单液法堵剂
为防止粘土悬浮体从油井产出，可预先对生产井采用较 高强度的堵剂进行封堵。为减少粘土堵剂在注水井入口受到 冲刷，或在关井时反吐，可在注完粘土堵剂之后，注入少剂 量高强度堵剂封口。
现场注入设备和流程：撬装式注入流程和固定站式堵水 流程
②弱冻胶深部调剖技术
弱冻胶的组成:主要由0.2%~0.5%HPAM和0.02%~0.15%交联剂 组成(铬盐或铝盐的络合体系) 。