非选择性堵剂的种类
油田化学堵水调剖综述
油田化学堵水调剖综述[摘要]堵水调剖技术及其相关技术在油田控水和增产方面有着至关重要的地位，本文主要阐述了油田堵水调剖技术的相关知识以及其发展过程，并介绍了几种常见的化学堵水调剖剂，最后本文在分析目前化学堵水调剖技术现状的基础上对于化学堵水调剖的进一步研究提出了一些相关的建议。
[关键词]油田堵水调剖建议中图分类号：te34 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0065-01一、油田化学堵水调剖技术1.1 化学堵水调剖技术的相关概念化学堵水调剖技术是指在油井中注入相应的化学药剂（也就是化学调剖剂），从而来阻塞含水量比较高的层，实现降低无效水循环、减少油井底部的水流压力以及降低油井含水量的目的。
化学堵水调剖技术是通过不均匀的油层之间吸水能力的不同来实现的，其基本原理是在比较低的注入压力的前提下注入化学调剖剂，然后阻塞压力比较低的高吸水部位，因此来提高油井的注水压力，降低油井的吸水能力，从而实现对低渗透部位注水量的提高。
化学堵水调剖技术是分层开采的主要技术之一，其可以对以下三方面的问题做出相应的解决。
首先，在受层间隔层厚度以及分层注水管柱分层程度的要求条件下，经常出现在一个层内可能会出现几个吸水能力不同的油层的情况，此时可以采用化学调剖剂对层内的吸水量做出相应的调度和调整。
其次，对于一些由于套损而造成无法正常工作的油井，在笼统注水的前提要求下，可以使用相关的化学调剖技术来对油井的吸水面做出相应的调整。
再次，对于不均匀的比较厚的油层，可以使用化学调剖方法来使得中高渗透部位的注水量向低渗透部位逐渐进行转移。
1.2 化学堵水调剖技术的发展历程油田化学堵水调剖技术的发展过程大致可以划分为四个阶段，下面分别对这四个阶段进行相关的介绍。
第一阶段：试验阶段。
油田化学堵水调剖技术的初期试验阶段是指从1986年到1990年。
在这段时间内，机械卡堵水技术有着非常重要的地位。
一些主要的油田分别与相关科研院所进行合作，他们引进和使用了一些聚合物调剖剂，例如603堵剂、pia-601、pmn-pf等。
【修井】化学堵水的分类及选井方法
【修井】化学堵水的分类及选井方法化学堵水是以某些特定的化学剂作为堵水剂，将其注入地层高渗透层段，通过降低近井地带的水相渗透率，达到减少油井产水、增加原油产量的目的。
1化学堵水剂分类目前，我国各油气田在现场堵水施工中常用的化学堵水剂有七类，下面分别作一简单介绍。
（一）沉淀型无机盐类化学堵水剂常用于油田的沉淀型无机盐类化学堵水剂有双液法水玻璃氯化钙堵水剂，即用清水或油作隔离液将水玻璃、隔离液和氯化钙依次注入地层。
随着注入液往深处推移，隔离液所形成的隔离环厚度越来越小，直至失去隔离作用，而使两种液体相遇而产生沉淀物，达到堵水的目的。
（二）聚合物冻胶类化学堵水剂该类化学剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木质素磺酸盐和生物聚合物黄胞胶与各种交联剂反应所形成的冻胶，以及最近研制成功的阳离子和复合离子型化学剂。
它们的作用机理主要是聚合物冻胶对出水或吸水高渗透层或大孔道形成物理堵塞作用、动力捕集作用和吸附作用。
聚合物链上的反应基团与交联剂作用后形成网状结构，呈黏弹性的冻胶体，在孔隙介质中形成物理堵塞，阻碍水流通过；未被胶联的分子及其极性基团可蜷缩在孔道中或称为孔隙空间动力捕集，也有阻碍水流动的作用。
同时分子链上的极性基团与岩石表面相吸附，提高了堵水效果。
（三）颗粒类化学堵水剂常用的有果壳、青石粉、石灰乳、膨润土、轻度交联的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇酚等。
其中，膨润土具有轻度体膨胀性，聚丙烯酰胺、聚乙烯醇在岩石中吸水膨胀性好，可增强封堵效果。
（四）泡沫类化学堵水剂根据成分的不同，可分为两相或三相泡沫。
三相泡沫的主要成分为发泡剂+二烷基环酸钠（ALS）或烷基苯磺酸钠（ABS）及稳定剂羧甲基纤维素（CMC）、膨润土、空气和水组成。
泡沫流体在注水层中叠加的气液阻效应——贾敏效应改变了吸水剖面。
如用干水泥，则反应后生成水泥石，泡沫水泥浆在高含水饱和带硬化封堵吸水大孔道或高渗吸水层段。
二相泡沫不加入固体颗粒，其稳定性较差。
（五）脂类化学堵水剂油田上曾将脂类化学堵水剂用作永久性堵水剂，主要有脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂、糠醇树脂、热缩性树脂等。
华东石油大学采油工程试题及答案
华东⽯油⼤学采油⼯程试题及答案《采油⼯程》试题A（标准答案及评分标准）⼀、名词解释(每⼩题3分，共30分)1、油井流⼊动态：是指油井产量与井底流动压⼒的关系，它反映了油藏向该井供油的能⼒。
2、⽓液的滑脱现象：由于油、⽓密度的差异，在⽓液混合物向上流动的同时，⽓泡上升速度⼤于液体流速，⽓泡将从油中超越⽽过，这种⽓体超越液体上升的现象称为滑脱。
3、⽓举采油法：⽓举采油是依靠从地⾯注⼊井内的⾼压⽓体与油层产出流体在井筒中的混合，利⽤⽓体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流⼊到井内的原油举升到地⾯的⼀种采油⽅式。
4、冲程损失：由于抽油杆和油管的弹性伸缩造成光杆冲程与柱塞冲程的差值。
5、扭矩因数：是悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的⽐值。
6、⽔⼒功率：是指在⼀定时间内将⼀定量的液体提升⼀定距离所需要的功率。
7、注⽔井指⽰曲线：稳定流动条件下，注⼊压⼒与注⽔量之间的关系曲线。
8、填砂裂缝的导流能⼒：是在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积9、⾯容⽐：岩⽯反应表⾯积与酸液体积之⽐10、蜡的初始结晶温度：当温度降低到某⼀值时，原油中溶解的蜡便开始析出，蜡开始析出的温度称为蜡的初始结晶温度。
⼆、填空题(每空格0.5分，共20分)1、⾃喷井⽣产过程中原油流动的四个基本流动过程分别为(1) 油层中的渗流、(2) 井筒中的流动、(3) 地⾯管线中的⽔平或倾斜管流和(4) 嘴流。
2、⽓举采油按注⽓⽅式可分为(5) 连续⽓举和(6) 间歇⽓举。
3、当抽油机悬点开始上⾏时，游动凡尔(7) 关闭，液柱重量由(8) 油管转移(9) 抽油杆上，从⽽使抽油杆(10) 伸长，油管(11) 缩短。
4、在抽油机井⽣产过程中，如果上冲程快，下冲程慢，则说明平衡(12) 过量，应(13) 减⼩平衡重或平衡半径。
5、油层压⼒⾼于⽔层压⼒时，放⼤⽣产压差可以(14) 增加产油量，使含⽔(15) 升⾼。
6、当井壁上存在的周向应⼒达到井壁岩⽯的⽔平⽅向的抗拉强度时，将产⽣(16) 垂直裂缝。
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: ）。
调剖堵水作业
调剖堵水作业
1、调剖的定义？
2、堵水的定义？
3、单液法施工和双液法施工的不同即各自的优缺点。
4、选择性堵水和非选择性堵水的不同？各自的应用范围？各自的优缺点？
5、非选择性堵水有哪些类型？并说明每种类型的特点和堵水机理？
6、选择堵水有哪些类型？并说明每种类型的特点和堵水机理？
7、为什么HPAM既可以作为非选择性堵剂又可以作为选择性堵剂？它们各自的作用原理是什么？
8、延缓交联的定义？金属离子延缓交联的步骤？它们延缓的机理是什么？
9、Halliburton疏水性聚合物的堵水机理是什么？它们的优点？
10、泡沫堵水的机理？它们可以分为哪两种施工工艺？每种施工工艺的优缺点？
11、活性稠油的堵水机理是什么？
12、爬坡效应是什么？它可以对我们施工有何指导意义？
13、堵水成败的评价方法？堵水前后需要收集什么资料来评价堵水效果？
14、调剖的种类？每种类型的特点是什么？
15、调剖的作用是什么？通过调剖可以提高什么？为什么要进行深部调剖？深部调剖的方法是什么？
16、设计一种选择性堵水剂，并说出该外加剂中何种基团或者分子可以实现选择性，并说明可以通过什么方法实现选择性堵水和深部堵水？(需要对初期合成的因素、实验评价因素、现场施工需要考虑的因素进行详细说明)。
《油田化学》(14)5-1、2
• 3．冻胶型双液法堵剂。 • 定义：两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗 层的堵剂。其中一种工作液为聚合物溶液，另 一种工作液为交联剂溶液。 • 例1
第一工作液 第一工作液 相遇后产生 HPAM溶液或XC溶液。 柠檬酸铝溶液。 铝冻胶
• 例2
第一工作液 第一工作液 相遇后产生
HPAM溶液或XC溶液。 丙酸铬溶液。 铬冻胶
• • • • •
7．水包稠油 水包稠油是用水包油型乳化剂将稠油乳 化在水中形成的。 因乳状液是水外相，粘度低，易进入水层。 在水层，由于乳化剂在地层表面吸附，使乳状 液破坏，油珠聚并为高粘度的稠油，产生很大 的流动阻力，减小了水层出水。 • 注意：乳化剂最好用阳离子型表面活性剂，因 为它易吸附在带负电荷的砂岩表面，引起乳状 液的破坏。
• 4．松香酸钠 • 松香酸钠可与钙、镁离子反应生成不溶 于水的沉淀。 • 适于钙、镁离子质量分数高于1000mg/L 的油井堵水。 • 由于油中不含钙、镁离子，所以松香酸 钠不堵塞油层。
• 5．山嵛（yu）酸钠 • 山嵛酸钠不溶于水，当将水溶性的山嵛 酸钾溶液注入地层后，遇到地层水中的 钠离子即发生反应，产生沉淀，封堵出 水层。 • 6．烷基苯酚乙醛树脂 • 溶于油不溶于水，故可作选择性堵剂。
• 4．泡沫型双液法堵剂。 • 将起泡剂溶液与气体交替注入地层，就 可在高渗层中形成泡沫，产生堵剂。 • 可用的起泡剂： • 非离子型表面活性剂（如：聚氧乙烯烷 基苯酚醚）； • 阴离子型表面活性剂（如：烷基芳基磺 酸盐）。 • 可用的气体：N2和CO2
• 5．絮凝体型双液法堵剂。 • 将粘土悬浮体与HPAM溶液交替注入地 层，它们在地层中相遇形成絮凝体。可 有效封堵高渗层。
• 脲键上的活泼氢还可以与其它未反应的 异氰酸基反应，使原来可流动的线型的 聚氨酯最后变成不能流动的聚氨酯，将 出水层堵住； • 若遇油，则没有上述反应，所以对油不 产生堵塞。 • 注意：为了使聚氨基甲酸酯更好地满足 需要。还需在其中加入：稀释剂、封闭 剂和催化剂。
石油开采井下作业堵水技术的应用研究
石油开采井下作业堵水技术的应用研究发布时间：2021-06-23T17:09:19.897Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：邓兴鹏蔡雄何雅飞[导读] 摘要：在石油开采过程中，堵油堵水技术是一项非常重要的施工技术，对石油开采的顺利进行影响很大。
长庆油田第三采油厂桐寨作业区陕西省延安市 717604摘要：在石油开采过程中，堵油堵水技术是一项非常重要的施工技术，对石油开采的顺利进行影响很大。
一般情况下，油井堵水技术主要用于油层厚度大、层数多的油井，不同油层之间的差异较大。
有效应用堵水技术，可有效控制严重出水层，防止油井出水量不良的发生，保证井下作业的顺利进行。
此外，合理应用堵水技术可以降低石油开采的风险和隐患，提高井下作业的安全性。
关键词：石油开采；井下作业；堵水技术引言一般来说，从石油开采的油井开发中后期开始，注水开发的采出液含水率越来越高，会出现窜流、注水的情况，严重影响地下石油开采的正常运行。
为避免上述情况，有必要采取技术措施堵水。
1 开展堵水技术的组成使用最多的是机械堵水技术，这是从堵水技术方面分析，它可以实现在油井开采时，达到有效控制出水率，特别是在这些年发展中，有关石油开采作业数量飞速上涨。
井下作业时，出现情况比较多的是层内开采问题，或者是出现含水上升的现象，那么在井下作业时，采用传统办法已经无法解决堵水问题。
使用机械堵水技术可以实现对这方面问题的解决，通过把出水层面进行堵水，可以和堵水工作之间配合，对比传统堵水解决方法，这种方法可以把优势充分得到利用，同时达到堵水的最终结果。
这种应用方法对井下作业能够达到很好的解决方法，所以被更加广泛使用。
油井堵水在开采过程中代表的意义则是完全不同，并且有很多不同的分类，更加细致的分为化学以及机械两种方式。
机械技术的使用比较多，并且堵水技术也在不断上升，特别是在采集行业使用当中，促进能够提升油层本身的储存量，并且展现出的堵水结果也是非常不错的。
2油水井调剖堵水剂讲解
部分水解聚丙烯腈（HPAN）
HPAN的分子式为
(3)硬葡聚糖（SG,水基）
SG的分子式为
44
阴阳非三元共聚物
45
泡沫
泡沫以水作外相，它可优先进入出水层，并在出水层 中稳定存在，通过叠加的Jamin效应，封堵来水。在油 层，按界面能趋于减少的规律，稳定泡沫的表面活性剂 将大量移至油水界面而引起泡沫破坏，所以进入油层的 泡沫不堵塞油层。因此，泡沫也是一种很好的选择性堵 水剂。
高渗透层 （含油饱和度低）
一、什么叫注水井调剖
“调剖”的含义：
狭义： 调整注水油层的吸水剖面。
广义：
从注水井进行封堵高渗透层的工作，从而 迫使注入水波及到含油饱和度较高的中、 低渗透层，从而起到提高注入水的波及系 数和降低油井含水的目的。
3
4
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的目的：
改善地层非均质性，提高注入水波及系数， 从而提高采收率。
浅层 封堵
深部 调剖
单井油井堵水
调剖剂
单井油井堵水
调剖剂
从19世纪70年代提出，已由单纯的“剖面调整” 发展为深部封堵高渗透层。
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二、调剖技术的分类
（1）单液法调剖：一种工作液 （2）双液法调剖：两种工作液
按起作用的 工艺分类
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1、单液法
定义：
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．
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一．油井产出水的来源 有三个来源： 1.来源于注入水； 2.来源于边水； 3.来源于底水。
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二．油井堵水与油井堵水剂
1. 定义 油井堵水是指从油井控制水的产出。 油井堵水剂是指从油井注入地层，能减少油 井产水的物质。 2. 种类 (1)选择性堵水剂 (2)非选择性堵水剂
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非选择性堵剂的种类
①水泥类堵水剂：这是最早使用的堵水剂，利用它凝固后的不透水性进行封堵，通常用于打水泥塞封下层水；挤入窜槽井段封堵窜槽水，或挤入水层堵水。
由于价格便宜，强度大，可以用于各种温度，至今仍在研究和使用。
主要产品有水基水泥、油基水泥、活化水泥及微粒水比。
由于水泥颗粒大，不易进入中低渗透性地层，因而用挤入水层的方法诸水时，封堵强度不高，成功率低，有效期短。
长时间以来这类堵剂的应用范围受到限制。
最近研制成功的微粒水泥和新型水泥添加剂给水泥类堵剂带来了新的活力。
②树脂型堵剂：树脂型堵剂是指由低分子物质通过缩聚反应产生的高分子物质，树脂按受热后性质的变化可分为热固性树脂和热塑性树脂两种。
非选择性堵剂常采用热固性树脂，如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、糖醇树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等。
（a）脲醛树脂：脲与甲醛在NH4OH等碱性催化剂作用下缩聚成体型高分子化合物，称为脲醛树脂。
（b）环氧树脂：常用的环氧树脂有环氧树脂、环氧苯酚树脂和二烯烃环氧树脂。
施工时，在泵注前可向液态环氧树脂中添加几种硬化剂，硬化剂和环氧树脂反应后使其聚合成坚硬惰性的固体。
（c）糖醇树脂：糖醇在酸存在时本身会进行聚合反应，生成坚固的热固性树脂。
糖醇树脂堵水是先将酸液（80%的磷酸）打入欲封堵的水层，后泵入糖醇溶液，中间加隔离液（柴油）以防止酸与糖醇在井筒内接触。
当酸在地层与糖醇接触混合后，便产生剧烈的放热反应，生成坚硬的热固性树脂，堵塞岩石孔隙。
综上所述，树脂类堵剂具有如下优点：可以注入地层孔隙并且具有足够高的强度，可以封堵孔隙、裂缝、孔洞、窜槽和炮眼；树脂固化后呈中性，与井下液体不反应，因而有效期长。
据报道，每消耗1吨商品树脂堵剂，可增产原油186吨，经济效益显着。
其缺点是：成本较高，无选择性，使用时通常仅限于静底周围径向30cm以内，使用前必须捡测处理层位并加以隔离，树脂固化前对水、表面活性剂、碱和酸的污染敏感，使用时必须注意。
③无机盐沉淀型调剖堵水剂：该堵剂主要是硅酸钙堵剂。
利用相对密度1.50-1.61的水玻璃和相对密度1.3-1.5的氯化钙溶液，中间以柴油隔离，依次挤入地层，使水玻璃与氯化钙在地层内相遇，则生成白色硅酸钙沉淀，堵塞地层孔隙。
水玻璃与氯化钙的比例约为1：1，总用量可根据水层厚度、孔隙度及挤入半径确定。
这种封堵剂来源广，成本低，施工安全简便，封堵效果好，解堵容易（高压酸化、碱液压裂），但在施工时必须采取有效保护措施，否则会堵塞油层、污染地层。
④凝胶型堵剂：凝胶是固态或半固态的胶体体系，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。
凝胶分为刚性凝胶和弹性凝胶两类。
（a）硅酸凝胶：硅酸凝胶是常用的凝胶之一。
在稀的硅酸溶液中加电解质或适当含量的硅酸盐溶液加酸，则生成硅酸凝胶，该凝胶软而透明，有弹性，其强度足以阻止通过地层的水流。
其堵水机理如下：Na2SiO3溶液遇酸后，先形成单硅胶，后缩合成多硅胶。
它是由长链结构形成的一种空间网状结构，在其网络结构的空隙中充满了液体，故成凝胶状，主要靠这种凝胶物封堵油层出水部位或出水层。
硅酸凝胶的优点在于价廉且能处理井径周围半径1.5-3.0m的地层，能进入地层小空隙，在高温下稳定。
其缺点是Na2SiO3完全反应后微溶于流动的水中，强度较低，需要加固体增强或用水泥封口。
此外，Na2SiO3能和很多普通离子反应，处理层必须验证清楚.并在其上下隔开。
（b）氰凝堵剂：氰凝堵剂由主剂（聚氨酯）、溶剂（丙酮）和增塑剂（邻苯二甲酸二丁酯）组成，当氰凝材料挤入地层后，聚氨酯分子两端所含的异氰酸根与水反应生成坚硬的固
体，将地层孔隙堵死。
该堵剂作业时要求绝对无水，又要使用大量有机溶剂，因此尚需进一步研究。
（c）丙凝堵剂：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而堵塞地层孔隙，该剂可用于油、水井的堵水。
⑤冻胶型凝胶：冻胶型凝胶是由高分子溶液在交联剂作用下形成的具有网状结构的物质，因其含液量很高（通常大于98%），胶凝后类似于冻胶而得名。
该类堵剂很多，如铝冻胶、锆冻胶、钛冻胶、醛冻胶、铬木质素冻胶、硅木冻胶、酚醛树脂冻胶等都属此类。
综上所述，在油气井非选择性堵剂中，树脂堵剂强度最好，冻胶、沉淀型堵剂次之，凝胶最差；而成本则是凝胶、沉淀型堵剂最低，冻胶次之，树脂型最高。
由此可见，沉淀型堵剂是一种强度较好而价廉的堵剂，加之它耐温、耐盐、耐剪切，是较理想的一类非选择性堵剂。
在油气井非选择性堵剂中，凝胶、冻胶和沉淀型堵剂都是水基堵剂，都有优先进入出水层的特点，因此在施工条件较好的油气选择性堵水中同样也可使用。