凝胶类调剖体系
胶态分散凝胶样 转换压力（KPa） 净砂 油砂
53.3
25.0
2.1.2 弱凝胶体系研究
弱凝胶体系有两类：
与聚合物分子中羧酸基团作用的过渡金属交联剂形成的
弱凝胶体系； 与聚合物分子中酰胺基团作用的有机醛类交联剂形成的 弱凝胶体系。 弱凝胶体系的形成和性能主要受聚合物性质、交联剂性
聚合物浓度的影响
300 30.5 500 40.7 800 49.5 1000 53.3 1200 54.0
150 15.2
60 50
转换压力(KPa)
40 30 20 10 0 0 200 400 600 800 浓度(ppm) 1000 1200
图2.3聚合物浓度与转向压力的关系
⑶ 聚合物水解度的影响
+1+
根据配位化学的原理，配位体交换/聚合物交联反应的速度受配位
⑴ 交联剂配位体的确定
实 验 所 用 交 联 剂 为 1mol 的 三 氯 化 铬 （ CrCl36H2O ） 与
3mol的配位体混合溶解、老化3天后制成。用不同配位体制的
交联剂及其成胶情况见表2.9。
300-1200mg/l
可 动 凝 胶
柠檬酸铝等 高分子量HPAM 600-1500mg/l 醋酸铬， 有机体系等 成本低，成胶时间长、强 度可调、可用污水配制； 可设计为组合段塞而具备 调驱功能； 适合深部调剖。
弱 凝 胶
不适合裂缝和大孔道； 温度极限120℃；成胶性 质受剪切、吸附的影响较 大。
2 弱交联凝胶调驱体系
按聚合物（主要是部分水解聚丙烯酰胺HPAM）分子发生交联
反应官能团，制备胶态分散凝胶的交联剂分为3类：① 与水溶性 聚合物分子中酰胺基团作用的有机醛类交联剂；② 能与聚合物
分子中羧酸基团作用的有机金属交联剂；③ 与聚合物分子中羟
基起作用的有机金属交联剂和有机硼交联剂。使用不同的交联体 系形成聚合物凝胶的机理就不一样。
Al3+ 与聚丙烯酰胺发生交联反应的基团是聚合物分子链上的羧酸基 团。聚合物的水解度太低，则反应基团少，不利于胶态分散凝胶的形成
或形成的胶态分散凝胶的强度非常低，且成胶速度极慢；
随着聚合物分子链的水解度的增加，聚合物分子链上的交联点增多， 而且，由于同一聚合物分子链上的羧基互相排斥，分子链更加舒展，聚
分散凝胶的流动类似未交联的聚合物。因此，胶态分 散凝胶又称为半流动胶体。
CDG发展概况
进一步说明
由于CDG其深部调驱理论及国外报道的显著经济效 益，90年代我国各油田及研究院所相继开展了CDG的研
究工作，但严格来说没有明显的实际效果，所谓CDG较
好的效益应该是弱凝胶（报道的是Cr+3体系）。
2）弱凝胶技术的収展概况
5 53.3
7 8 9 PH值=5-7范围内， 58.0 体系形成CDG,粘 1 165 21.6 度
6
5）矿物表面性质的影响
胶态分散凝胶调剖剂体系注入到油藏中，必定要与油砂
接触，为了研究油砂对体系成胶情况的影响，将一配制好的
溶液分成两份，一份不含油砂，一份加入油砂（液砂比 =1∶1）。将加有油砂的样品在75℃烘箱中放置一天后，离心， 取上层清液放入75℃烘箱中，待其成胶，考察油砂对体系成 胶情况的影响，实验结果见表2.7
53.3
54.2
53.5
47.0
45.7
矿化度对CDG体系成胶的影响
4)PH值的影响
将浓度为1000mg/l聚合物的放置第7天时，测定转换压 力与PH值的关系。实验中所用的聚合物是3630S，聚合物 ／交联剂的质量比为10∶1，温度为75℃。
PH值对体系成胶情况的影响
PH值 转换压力（Kpa）
3 1
CDG发展概况
Mack和Smith认为，柠檬酸铝与聚丙烯酰胺形成
胶态分散凝胶的机理是分子内交联。由于聚合物和交
联剂的浓度很低，分子间碰撞机会少，不能形成分子 间交联的三维结构。
胶态分散凝胶存在一个临界压力（即转变压力，
Transition Pressure）， 低于此压力时，胶态分
散凝胶能有效地封堵多孔介质；高于此压力时，胶态
取代醋酸铬中的醋酸根形成更稳定的铬-聚丙烯酰胺配合物的过程，并
用下面的方程表示。 Uptake反应：
Cr3O（OAC）6+1 + P-COO- Cr3O（OAC）5（P-COO） +1 + OAC-1
交联反应： Cr3O（OAC）5（P-COO） OAC-1 体从Cr+3离解的速度控制。
+1+
P-COO- Cr3O（OAC）4 （P-COO） 2
TGU装置
TGU法装置示意图
Smish通过测不同压力下的流量和TGU值，分别作压力与流量和
压力与TGU关系曲线，发现两条曲线的交点只有一个，认为该点 的压力为转变压力。Smish的研究结果认为，每一种胶态分散凝 胶均具有单一的转变压力值，可用来评价CDG的强度。
2.2 胶态分散凝胶的制备及影响因素
弱交联凝胶调驱体系是由低浓度的聚合物和 交联剂发生轻度交联而形成的弱交联体系，其形 成和性能主要受聚合物性质、交联剂性质、聚交 比、温度、矿化度、PH值和岩石物性等多方面因 素的影响。
2.1胶态分散凝胶体系研究
1） 胶态分散凝胶的评价 胶态分散凝胶的评价应当参考两个指标，既粘度 和转向压力。CDG粘度不高，与聚合物溶液接近，但 转向压力很高。
弱凝胶、胶态分散凝胶及本体凝胶特征比较
类型 主剂 浓度 交 联 剂 胶 态 分 散 凝 胶 主剂 浓 度 交 联 剂 主 剂 浓 度 交 联 剂 典型配方 优点 缺点
不 动 凝 胶
HPAM， 两性HPAM
4000mg/l 醋酸铬，柠檬酸 铝，活性树脂等 高分子量HPAM 成本低；成胶时间长；凝 胶以分散形式存在，具有 流体转向和驱油双重作用； 低阻力系数、高残余阻力 系数 不适合裂缝和大孔道； 温度极限94℃；清水配制 ，聚合物纯度要求高、适 应性差、评价困难、成胶 性质受剪切、吸附的影响 较大。 技术成熟；交联剂的选择 范围广，强度高，能封堵 高渗层；适用温度高；污 水配制。 成本较高； 成胶时间短； 不适合油藏深部调剖。
3630S和MO-4000具 有较高的转向压力
60
转换压力(KPa)
50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 时间(d) 80 90 100
P1 P2 P3 P4
图2.2 聚合物浓度与时间的关系
⑵ 聚合物浓度的影响
表2.3
聚合物浓度（mg/l） 转换压力（KPa）
弱交联凝胶一般是指低浓度的聚丙烯酰胺 与低用量的交联剂作用形成的低密度交联凝胶 （粘度在100－10000mP.s范围）。弱交联凝胶 体系按交联方式分弱凝胶（Weak Gel-WG）体系 和胶态分散凝胶（Colloidａｌ ｉｏｎ Ｇｅｌ Ｄｉｓｐｅｒｓ CDG）体系。
1.2 弱交联凝胶调驱技术的研究现状
传统的高强度调剖剂成胶时间短、注入量小，常
规的注水井调剖半径一般不大，通常为几米到十米左 右，仅仅改善了井筒附近的产层结构。 八十年代后，传统的注水井高强度浅调技术被大 剂量的弱交联凝胶深部调剖技术和油田区块整体调剖 技术所代替。
1) 胶态分散凝胶技术的収展概况
胶态分散凝胶的概念是由Mack和Smith提出来的， 他们把低浓度的聚丙烯酰胺/柠檬酸铝交联体系称 为 “ 深 部 胶 态 分 散 凝 胶 （ In-depth Colloidal Dispersion Gel）—CDG”。 胶态分散凝胶大大地降低深部调剖的成本。但 是，由于其评价的困难及其较差的适应性（成胶条 件苛刻）在一定程度上限制了它的应用。 CDG同时具有交联聚合物深部调剖和油藏内部 流体流度调节两种技术的特点，因此，这项技术既 可用于油藏深部调剖，也可用于聚合物驱。
首先考察聚合物性能（分子量、浓度和水解度）对 胶态分散凝胶的形成及成胶强度的影响，筛选出实验聚 合物浓度，在此基础上，再分别讨论温度、矿化度、PH 值、岩石物性、稳定剂等因素对胶态分散凝胶的影响。
1)聚合物的影响
⑴ 聚合物分子量的影响
表2.2 聚丙烯酰胺基本性能参数
聚合物名称 大庆聚合物 3530S 3630S MO-4000 代号 P1 P2 P3 P4 分子量（×104） 1700 1800 1900 2400 水解度 28% 30% 30% 25%
3)矿化度的影响
聚合物浓度为1000mg/l的第7天时转换压力与NaCl含量的关系。
实验中所用的聚合物是3630S，聚合物/交联剂的质量比为8∶1，温度 为75℃，PH值为5.0。
矿化度对体系成胶的影响
NaCl浓度（mg/l） 18327 20000 22000 25000 30000
转换压力（KPa）
醋酸铬溶液中醋酸根-铬键接方式及结构
醋酸铬结构
Ac H2O
Ac
Ac
Ac OH
Cr OH Cr OH Cr OH OH
图2.6 环状的醋酸铬三聚体
图2.7 线型的醋酸铬三聚体
对于醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联机理，到目前仍没有较明确的解释。 更多的研究人员，把醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联反应看作是聚丙烯酰胺
合物分子的增稠能力更强，因此，形成的胶态分散凝胶的强度更高，体
系的交联速度也随之增加； 聚合物的水解度太高时，聚合物分子链上的羧酸基团很容易与水中 的高价金属阳离子（特别是钙离子、镁离子等）发生反应而使聚合物从 溶液中沉淀出来，从而影响胶态分散凝胶的形成及其稳定性。 用于制备胶态分散凝胶的聚合物，较合适水解度的范围是20－30%。
2) HPAM／交联剂的比值
聚交比对成胶性能的影响
聚交比 转换压力（Kpa）
60 50
30∶1 3.8
凝胶微球深部调剖体系研究综述
中国石油大学（北京）研究生考试答题纸姓名：赵胜绪学号： 2015212184考试课程：油气田开发工程系统导论课程编号： 1302053装订线第1页（共 8 页）凝胶微球深部调剖体系研究综述摘要随着常规堵水调剖的效果日渐式微，凝胶微球深部调剖体系作为一项有效的稳油控水技术，得到了国内外油田的广泛应用。
本文从发展现状、注入封堵性能评价、与储层孔喉尺度的匹配关系、深部调剖机理以及现场应用5个方面对国内外凝胶微球深部调剖体系研究的最新进展进行了总结和分析，系统梳理了凝胶微球注入封堵性能的基本要求、表征参数、影响因素、存在的问题及对策，并对凝胶微球的发展前景进行展望，以期为凝胶微球更进一步的研究和应用提供参考。
关键词：提高采收率；油藏深部调剖；凝胶微球；综述1 引言近些年，针对水驱低效或无效循环的问题，国内外在深部调剖体系的研究与应用方面取得了许多新进展。
凝胶微球深部调剖体系，以其良好的注入封堵性能和调剖效果，被国内外油田广泛地用于研究和现场应用，为高含水油田改善水驱开发效果，提高采收率发挥着至关重要的作用[1]。
“微球”指的是纳/微米级的聚合物凝胶颗粒，在溶剂中有一定的膨胀性，受力易变形，广泛用于涂料、制药、水净化等多个领域。
1949年Baker首先引入了凝胶微球的概念，1999年Saunders B R和Vincent B从凝胶微球的合成理论、性能和应用方面做了系统总结，此阶段的合成工艺通常采用的是无皂乳液聚合，可形成空间上稳定的无胶核凝胶颗粒，颗粒具有窄尺寸分选[2]。
此后，分散聚合、乳液聚合、悬浮聚合等多种聚合方式都成功合成出了单分散的聚合物微球[3]。
2凝胶微球的发展现状凝胶微球随水注入油层，通过孔喉向油层深部运移，有效封堵高渗层或大孔道，不断改变注入水流向，从而实现深部调剖。
基于这种思路，研究人员相继开展了很多该方面的研究工作。
1997年BP，Mobil，Chevron-Texaco和Ondeo Nalco能源服务公司进行技术合作，率先研发了一种具有延时性、膨胀性和热敏性的磺化聚丙烯酰胺凝胶微球用于深部调剖，该技术被命名为“Bright Water”，而且经十多年不断完善，被证明是一种成功的深部调剖技术。
无机微粒聚合物凝胶深部调剖体系研制及应用
飞雁 滩油 田埕 １６区块 为 上第 三 系馆 陶组 构 ２
胶 ； 同时 ， 溶液 中加 人 无 机 微 粒 ， 些 微 粒 在 在 这
造岩性油藏 ， 储层为曲流河沉积相 ， 岩性为粉细砂 岩。油 藏 埋 深 １ ５ ０～１ ５ 平 均 有 效 厚 度 ２ ０ｍ， ３ ５ ０ｍ， ． 地质储 量２５× ０ ｔ平均孔 隙度３ ％ ， ６ １ ， ４ 空 气 渗 透 率 ３０７× １ ｍ ， 下 原 油 黏 度 １ ０ 地 ５ ． ｍ ａＳ地层 水 为 Ｎ Ｈ Ｏ 型 ， 始矿 化 度 ４ ７ Ｐ ・， ａＣ 。 原 ４９０ｍ ／ ， ０ ｇＬ 油藏 温度５ ６ ＝ 原 始地层 压力 ８～ ３ｃ ， Ｉ ｌ ．６ＭＰ ， 和压力 ８ ８ ａ ２ ８ ａ饱 ．５ ＭＰ 。 试验区块油层厚度大 ， 连通性好 ， 由于地层局 部高渗条带和大孔道的存在 ， 注入水发生绕流进 入水窜通道 ， 加上油层非均质性 的存在 ， 注入水推
Ａ
石
油
化
工
Ｅ Ｉ １ ＮＥ ＥＴＲＯＣＨＥ Ｃ Ｓ Ｎ ７ １ Ｐ Ｉ Ａ
Ｍ Ｌ Ｓ
展
第 ２卷第 ６期
无机 微粒 用量 ２０ ， ．％ 交联 剂用 量 ０４ ％ ， ．５ 分
２ ４ 温度 ．
别将配制好的凝胶溶液放在 ６ 恒温箱 中恒温 ， ５ｑ Ｃ 考察聚丙烯酰胺用量对成胶强度 的影响 ， 结果见
应 用效 果 。
１ 实验
２ 无机 微粒 聚合 物 凝胶体 成 胶 强度 的影 响 因素
２ １ 聚 丙烯 酰胺 用量 ．
ｏ． ０ １
１ １ 原料 ．
垒 ｏ０ ．８
嘿 嫠 ００ ．６ 餐
０ Ｏ ． ４
聚丙烯酰胺 ， 山东宝膜生产 ， 工业品； 交联剂 ，
聚丙烯酰胺／酚醛弱凝胶体系调剖堵剂的优化
ｙ ｍｅ ｒ ｗａ ｓ ｏ ｖ ｅ ｒ ７ ２ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ １ ． ５ ．Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ０ ． ２ ｍｏ ｌ ／ Ｉ ＫＣ１ ｏ ｒ Ｎａ Ｃ１ ，ｔ ｈ ｅ
是 油 田调 剖 常 用 调 剖 剂 ， 常用 于油 田深部调 剖 ， 效
液， 静 置 。再 量 取 少 量 水 ， 加 人 称 量 好 的 乌 洛 托 品、 间苯 二 酚及复合 交联剂 （ 自制） ； 将 上述溶 液缓 慢倒人 聚丙烯 酰胺 母 液 中 ， 搅拌均匀， 置于 ６ Ｏ℃ 水浴 中反应 ２ ４ ｈ后 测其 黏度 。
摘要 ： 针 对靖 安油 田地 层 渗 透 率 差 异 大 ， 油藏 难 采 且 产 量 递 减 快 ， 出水 多等 特 点 ， 对 聚丙 烯 酰 胺 （ 聚丙烯酰胺 ） 一 酚 醛 调 剖 剂 展 开 丁优 化 研 究 以 用 于 该 区块 调 剖增 油 降 水 。 向 ＨＰ ＡＭ／ 有 机 酚 醛 体 系 中引 入 实 验 室 自制 的 复 合辅助交联剂 ， 设 计 了一 组 正 交 实 验 研 究 该 体 系 各 组 分 对凝 胶 黏 度 的影 响 。经 优 化 后 ， 该 体 系 的最 优 配 方 为 ：
１ ０ ． ５ ｈ ， 当其 质 量 分 数 为 ０ ． １ 时， 成 胶 时 间 只 有
９ ｈ
收 稿 日期 ： ２ Ｏ１ ３一Ｏ ４—３ ０； 修 改 稿 收 到 日期 ： ２ Ｏ ｌ ３—０ ８—２ ６。
１ ． １ 药 品 与 仪 器
聚丙 烯酰胺 ， 工业品； 氯 化铵 、 间 苯二酚 、 乌洛 托品， 分析 纯 ； 复合辅 助交联 剂 ， 实验 室 自制 。 ＮＤ Ｊ 一 ８ Ｓ旋 转黏 度计 。
凝胶复合调剖工艺技术研究与应用
关 键 词 ： 剖 ； 面 ； 合 物 ； 果 调 剖 聚 效
中图分 类号 ： ３７４ ＴＥ ５． ６
文献 标识码 ： Ａ
文章 编号 ：ｏ ６ ７ ８ （０ １ １～０ ９一 ｏ １０— ９１２ １ ）３ ０５ ２
注入 水 容 易在 预交 联 颗粒 之 间窜 流 ， 一方 面 注 入 另 的预 交联颗 粒 段塞在 渗流过 程 中段 塞式 移动性 能变 差： 在高渗透 带 中的预 交联 颗粒 移动 较快 ， 导致 注 入 水过 早 突破 堵剂 段塞 而影 响波 及效 果 。凝胶 复合调 剖技 术 就是 在 注入 预 交联 颗 粒 过 程 中 ， 据 油 藏渗 根 透性 等不 同情 况 ， 同时或交 替注 入交 联聚 合物 、 化 硫 橡胶 颗粒 、 石灰 泥段塞 ， 防止注 入水过 早 突破堵 剂 段 塞 ， 高注 入段 塞 的整 体 移动性 能和 波及 效果 。 提 ２ 改进与 完善
堵 塞效 应 ： 水溶 胀 的 预交 联 颗粒 在 地层 孔 隙 遇
近 井 地 带
过 渡地 带
１５ ２５ ～
５ ５ ０
５ ～约 ｔ ２ 距 Ｏ ／井
空 间延迟 膨胀 ， 对大 孔道 或高渗 透带造 成 堵塞 ， 高 提 注水 压力 ， 启动 较低 渗透性 储层 ， 到调整 层 间矛盾 达 的 目的 。 流动 波 及效 应 ： 续 注 入 的调剖 剂 在 地层 中形 连 成一 个 可移 动 的段 塞 或柔 性 集 团 ， 在后 续 注入 水 的 作用 下 ， 一方 面沿 注入 井 向油井渗 流移 动 ， 产生流 动 波及效 应 ， 另一方 面在 段塞 移动 沿程 ， 注入 水沿段 塞 外 围绕流 ， 高 注入水 的波 及系 数 。 提 由于 预交 联 颗 粒 堵剂 在 地面 已经 发 生交 联 ， 注 入地 层 中 的预交 联 颗 粒之 间互相 独 立 渗 流 ， 方 面 一
无机凝胶调剖技术在卫22块的应用
石油地质与工程2011年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING第25卷第2期文章编号:1673-8217(2011)02-0117-03无机凝胶调剖技术在卫22块的应用范志毅1,陈利1,郝军芳1,薛鲁营1,宋翠红2,王从领1(1.中国石化中原油田分公司采油三厂,山东莘县252435;2.中国石化中原油田分公司勘探设计研究院)摘要:无机凝胶调剖体系具有耐温抗盐性好,基液粘度低,注入性能好,成胶后在高温高盐条件下的堵塞能力强等特点;在对无机凝胶调剖体系进行全面的静态和动态性能评价的基础上,分析了体系的油藏适用性,经过在中原油田卫22断块高温、高盐中低渗油藏的应用,无机凝胶调剖体系取得了较好的增油降水效果。
关键词:无机凝胶;调剖;中低渗油藏;应用效果中图分类号:TE357文献标识码:A中原油田卫22块油层平均孔隙度16.4%,空气渗透率42.710-3m2,孔喉中值2.0m,为中孔细喉中低渗透层状油藏;原始地层温度97.5,原始地层压力26.31~28.3MPa,原始地层水总矿化度27.88~28.4104mg/L,为CaCl2型。
该油藏目前进入高含水开发阶段,主要表现出两方面的问题:一是受层间物性差异的影响,层间矛盾比较突出;二是油藏隔层小,事故井多,层间精细调整受到限制。
这两个问题影响了分酸、分注、重分等层间调控措施的实施,合注合采井多,影响了分层动用状况的改善。
再加上油藏高温、高盐、中低渗透的特点及有的井调剖轮次的增加,小剂量的近井浅调效果越来越差。
针对这些情况,2009年在卫22块开展无机凝胶调剖技术应用。
1无机凝胶调剖剂体系性能评价[1]无机凝胶调剖体系主要应用的是一种成胶时间可控的无机凝胶调剖体系,该体系将一种能缓慢释放氢离子的颗粒控制剂(清水+CO剂+盐酸)直接加入水玻璃溶液中,在一定条件下,随颗粒控制剂的加入,体系pH值缓慢降低,同时水玻璃溶液中以胶体粒子形式存在的高聚态硅酸根离子不断长大,最终体系固化成硅酸凝胶,对目的层实施有效封堵。
凝胶类调剖体系解读
转换压力（KPa）
53.3
54.2
53.5
47.0
45.7
矿化度对CDG体系成胶的影响
4)PH值的影响
将浓度为1000mg/l聚合物的放置第7天时，测定转换压 力与 PH 值的关系。实验中所用的聚合物是 3630S ，聚合物 ／交联剂的质量比为10∶1，温度为75℃。
PH值对体系成胶情况的影响
PH值 转换压力（Kpa）
按聚合物（主要是部分水解聚丙烯酰胺HPAM）分子发生交联
反应官能团，制备胶态分散凝胶的交联剂分为3类：① 与水溶性 聚合物分子中酰胺基团作用的有机醛类交联剂；② 能与聚合物
分子中羧酸基团作用的有机金属交联剂；③ 与聚合物分子中羟
基起作用的有机金属交联剂和有机硼交联剂。使用不同的交联体 系形成聚合物凝胶的机理就不一样。
醋酸铬溶液中醋酸根-铬键接方式及结构
醋酸铬结构
Ac H2O
Ac
Ac
Ac OH
Cr OH Cr OH Cr OH OH
图2.6 环状的醋酸铬三聚体
图2.7 线型的醋酸铬三聚体
对于醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联机理，到目前仍没有较明确的解释。 更多的研究人员，把醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联反应看作是聚丙烯酰胺
CDG发展概况
Mack和Smith认为，柠檬酸铝与聚丙烯酰胺形成
胶态分散凝胶的机理是分子内交联。由于聚合物和交
联剂的浓度很低，分子间碰撞机会少，不能形成分子 间交联的三维结构。
胶态分散凝胶存在一个临界压力（即转变压力，
Transition Pressure）， 低于此压力时，胶态分
散凝胶能有效地封堵多孔介质；高于此压力时，胶态
可 动 凝 胶
柠檬酸铝等 高分子量HPAM 600-1500mg/l 醋酸铬， 有机体系等 成本低，成胶时间长、强 度可调、可用污水配制； 可设计为组合段塞而具备 调驱功能； 适合深部调剖。
油田的调剖堵水剂
油田的调剖堵水剂目前已应用于油田的调剖堵水剂，主要有以下几大类。
聚合物冻胶类聚合物凝胶类调剖技术主要有以下几种:a(聚丙烯酰胺凝胶类聚丙烯酰胺——铬单液调剖技术聚丙烯酰胺——铬冻胶调剖技术聚丙烯酰胺——柠檬酸铝调剖技术聚丙烯酰胺——乌洛托品——间苯二酚调剖技术b(AM地层聚合物调剖技术TP-910调剖技术BD-861调剖技术c(部份水解聚丙烯氰(HRAN)调剖技术聚丙烯氰——氯化钙调剖技术部份水解聚丙烯氰高温调剖技术d(木质素硫酸盐(钙质或钠盐)复合堵水剂调剖技术e(生物聚合物凝聚类调剖技术聚合物冻胶类堵剂是目前国外使用最多、应用最广的一类堵剂。
据统计，美国EOR方案设计中有 35%采用聚合物，而其中的 60%采用的是冻胶处理。
该类堵剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、木质素磺酸盐和生物聚合物、两性聚合物等与交联剂反应形成的冻胶。
如 Zaitoun 等人针对德国北部的 Ploen-Ost 油田地层水含盐度大，温度高的条件研制的聚糖类堵剂有效地解决了该油田出水严重的问题，该堵剂包括两种新型聚合物:HST 和聚糖 G。
HST 是一种合成的乙烯基三聚物，聚糖 G 则是由微生物发酵合成的非离子型类似棒状分子的产物。
二种物质均可制成粉剂，它们比聚丙烯酰胺有更好的稳定性。
(1)沉淀型无机盐类如双液法水玻璃氯化钙堵水剂，单液法水玻璃氯化钙堵水剂，水玻璃硫酸亚铁，石灰乳调剖剂等。
将这类化学剂注入地层，使之在地层形成沉淀堵塞物封堵地层孔道。
由于这种反应物均系水溶液，且粘度较低与水相近，因而能选择性地进入高吸水层，在地层中反应后对高渗透层产生更有效的堵塞作用。
聚合物冻胶类如聚丙烯酞胺类冻胶堵水调剖剂，地下聚合交联的丙烯酞胺类调剖剂和聚丙烯酞胺共聚物类堵水调剖剂等。
冻胶型调剖剂和堵水剂，它对水造成堵塞是由以聚合物冻胶的物理堵塞为主，兼有吸附和残余阻力，增强堵水效果的作用。
沉淀类无机沉淀型调剖技术主要有以下几种:水玻璃氰化钙双液法调剖技术水玻璃——污水调剖技术水玻璃——硫酸铝调剖技术水玻璃硫酸亚铁调剖技术硅酸凝胶调剖技术水玻璃甲醛调剖技术碳酸钾(硼酸钠等)热沉淀法调剖技术醇诱导盐沉淀法调剖技术沉淀类堵剂是将两种互不相容的化学剂在地下混合就地形成沉淀堵塞。
调剖用聚合物凝胶体系
（ ） 凝 胶 脱 水 收 缩 作 用 ３
一
二 、凝 胶 体 系简 介
如果 能设法堵 上 已波及 高渗 透区域 ，让 注人流 体转 向未 波及地带 或 未波及 地层 ，就 能采 出原来未 能采 出 的油 ，这 正是 凝胶 调剖技 术 的 目标 。该技术 的 原理是 凝胶 注入 已经过 二次采 油 的油藏 中 ，选择 性 地流 人 已波及地 带 ；凝胶后 ，阻 止注入 液进一 步
国外 油 田 工 程 第 ２ ２卷 第 １ Ｏ期 （ ０ ６ １ ） ２ ０ ． ０
凝 胶处 在高 压力梯 度下 会发生 脱水 ，脱水 是 由
凝胶 体积 收 缩 欠 去结 构水 而 引起 的 。Ｋ ｎ ａ 大 学 ａ ｓｓ 三次 采油 项 目利 用 图 １ 示 的特制凝胶 池进 行 了凝 所
理 ，举 出 了 聚 合 物 凝 胶 体 系 的 现 场 试 验 及 应 用情况 。
后 的黏度性 质 ，发现 凝胶在 零剪 切速 率下 示 残余
应力 ，在 稳 定 剪 切 下 表 现 为 类 似 Ｂｎ ｈ ｍ 塑 性 。 ｉｇ ａ 他们还 注意 到 ，凝胶 黏度性 质 取决 于其 形成 时的 剪
经济。
若 在近井 地带进 行凝 胶处 理 ，凝胶 时 问没有 限 制 ，但为减少 层 问窜流而 进行 的深 部凝胶 处 理则需
要考 虑凝胶 时 问。不 同的凝胶 体 系 ，控 制凝胶 时 间
方法 不 同。例 如 ，铬 ／ 化 还 原凝 胶 体 系 可 通 过 控 氧
有机铬弱凝胶深部调剖体系的研究及性能评价
进 行改进 ， 通过 加入 延缓剂 ， 使体 系具有 缓慢 、 轻度 交 联 的特性 ， 提高 了凝 胶 的抗 剪 切 性 ｌ ９ ｊ ， 保证 体 系
在 注入过 程 中能长 时间维持 低黏 状态 ， 易于泵 送至
水油 层深部 ， 大 面积 调 整 吸水 剖 面 ， 有 效 改 变驱 油 剂液 流转 向的增 产增注 措施 Ｊ 。 目前 ， 该 措施 已
致 注入压 力 高而停止 施工 。因此 ， 对有 机铬弱 凝胶
渗透率 较高 岩层 的原油 能被顺 利地 驱除 ， 而渗 透率 较低 岩层 的原油 仍 留在地 下 ， 导 致 采 收率 低 ， 开 发 成本 高 。为此 ， 油 层深 部调整 吸水 剖面技 术开 始得
到重 视和 发展 。深 部 调 剖 是 将 调 剖 剂 注入 含
一２ ０● 簟３ ■
２ ０ １ ３ 年６ ． 一
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ６ ５ ３ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ２ ８
有 机 铬 弱 凝 胶 深 部 调 剖 体 系 的 研 究 及 性 能 评 价
赵 晓非 ， 于庆龙 ， 晏
以及 电子 天平 。
此， 选用 稳 定性 较 好 的 有 机 铬 弱 凝 胶 作 为研 究 对
象。 长 庆油 田铁边 城 区块 长 ４＋ ５储层 岩性 为细 粒
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ １ ０ １ ２ ； 改 回 日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ３１ ０ 基金项 目： 黑龙江省 自然科学基金委员会 “ 超支化阳离子聚合物分子设计与净水机理研究” 基金项 目分支项 目 （ Ｂ ２ ０ ０ ９ １ ２ ） 作者简介 ： 赵晓非 （ １ ９ ６ ６一） ， 男， 教授 ， １ ９ ８ ９年毕业 于中国石油大学应用化学专业 ， ２ ０ ０ ６年毕业于东北石油大学 油气 田开发工程专 业， 获博 士学位 ， 主要从 事油田化学 和石油化工催化剂方面的研究。
调剖剂的分类
国外调剖技术发展现状
国外调剖技术的研究和应用己有近六十年的历史， 注水井调剖技术是在油井封堵水层技 术的基础上发展起来的。 早期利用水基水泥和封隔器进行分层卡堵水。 20 世纪 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。前苏联试验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。 20 世纪 60 年代开始使用聚丙烯酰胺类高分子聚合物凝胶技术， 这为化学调剖堵水技术 打开了新局面。 20 世纪 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。 20 世纪 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。 20 世纪 90 年代初，C S Mccooi 等对聚丙烯酰胺/Cr3+凝胶体系引起的渗透率下降机理进 行了室内研究。 NAMum all ah 给出了一种评价弱凝胶的实用方法。 通过试验证明弱凝胶作为 调驱剂，其封堵强度高，堵水效率可达 99%以上。逐渐地，凝胶地层流体转向技术受到广泛
水 80%)、鲁 2-6 (含水 74%)方向；调驱后，主要水流突进方向得到控制，该方向上油井含 水均下降，油量上升，有效期超过 10 个月，累计增油 2821t。而且鲁 2-5 井调剖后，一油 组吸水明显加强，剖面变化均匀。 因此，参考鲁克沁中区的开发方案，结合东区的油藏特征和地质特征，通过本次课题的 研究，以满足鲁克沁东区增产的生产需求。对类似油田实现增产稳产，提高原油采收率具有 重要意义，应用前景广阔。
-3
西区稠油具有高密度、 高粘度、 高凝固点、 高非烃含量和中等含蜡量的 “四高一中” 的特点， 属典型的芳香型稠油， 50℃时的地面原油粘度 10200~25570mPa∙s， 东区为超稠油油藏， 50℃ 时的地面原油粘度 53000~72150mPa∙s 左右。目前国内外稠油油藏采用注蒸汽开发的深度界 限在 1600m 以内，超过这一深度被认为难以进行注蒸汽开采。中区油藏采用注水开发,注入 水方向性突进,对应油井含水上升快,整体需深部调剖。 油藏开发要求调剖调驱剂成胶时间长, 能够深入地层深部,并具有足够的强度,能有效封堵高渗透层和微裂缝。 针对鲁克泌油田非均质严重， 注水易发生指进的特点， 鲁克沁中区采用化学调剖改变液 流方向， 增大波及体积。 对个别含水上升较快井组实施水井调剖试验， 目前已实施 8 个井组， 4 个井组见到明显效果，3 个有待观察，1 个未见效。表明调剖对稠油提高水驱波及体积具 有积极作用。 以鲁 2-5 井为例， 调驱前， 主要水流突进方向为鲁 3-5 (含水 91%)、 鲁 22-5 (含