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堵水调剖的发展与应用现状

发表时间：2021/4/14 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。
        二、国内油田堵水调剖发展历程
        我国内油田堵水调剖发展历程我国油田堵水调剖技术的发展大致经历了5个阶段。
        1、探索研究阶段20世纪50~60年代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，取得了一定的成效。
        2、以油井堵水和机械堵水为主的发展阶段70~80年代初期，以大庆油田为主研制了多种机械堵水的方法和井下工具，开展了现场应用；以胜利油田、华北油田等为主开展了化学堵水的研究和应用。以上都取得了良好的增油降水效果。
        3、以注水井调剖为主的发展阶段80年代开始掀起了注水井调剖技术发展的高潮，为以油田区块、井组为单元的整体措施的形成打下了基础。
        4、以油田区块为单元的整体堵水调剖技术的发展阶段80~90年代初期，堵水技术跳出了单井处理的范围，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，相应地形成了与之配套的六套技术。
        5、油藏深部调剖技术的发展阶段90年代后期，随着油田含水不断升高，提出了在油藏深部调整吸水剖面，迫使液流转向，提高波及效益，改善注水开发采收率的要求，从而形成了深部调剖研究的新热点。相应地研制了可动性凝胶、弱凝胶、颗粒凝胶胶囊、凝胶等新型化学剂。进入新的世纪以来，油田堵水调剖技术出现了一些新动向，主要有：弱凝胶调驱技术，稠油热采井高温调剖技术，深井超深井堵水调剖技术，注聚合物油藏的调剖堵水技术以及水平井堵水治水技术等。

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        三、堵水调剖的品种与分类
        分为水泥类堵水剂、树脂类堵水调剖剂、无机盐类沉淀型堵水调剖剂、聚合物凝胶类堵水、调剖剂、泡沫类堵水调剖剂、颗粒类堵水调剖化学剂、表面活性剂类堵水调剖剂、微生物类堵水、调剖化学剂等。文章选取部分进行分析。
        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，或挤入水层挤水。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、活化水泥及微粒水泥。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堵水时，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。表面活性剂类堵水调剖剂。表面活性剂用于低渗或特低渗地层堵水文献已经有介绍。
        2、表面活性剂类堵水调剖剂主要包括：(1)阳离子表面活性剂。由于岩石表面是带负电性的，使用阳离子表面活性剂，其带正电荷部分与岩石表面相吸附使其亲油端朝外，即使岩石表面覆盖着一层亲油的烃基层，因而增加了油相渗透率，减少了水相渗透率，从而具有堵水作用。如季胺盐类等。(2)甲硅烷堵水利。在地层条件下，甲硅烷与水相互作用缩聚的结果，使岩石表面建立起憎水的效应。例如，苯基三氦甲硅烷，能在岩石表面形成有效的憎水性，同时在岩石孔隙表面有很好的粘附性，还能与油层中原生封存水相互作用形成具有憎水性的聚合物膜，对油流相对扩大孔道的有效截面，相反能限制或阻止水的流动和降低水的相渗透率，有效地达到选择性封堵地层水。(3)新型表面活性剂Geminis的特性更适合用于堵水[7]。Geminis的研究工作开始于1991年[8]，其分子结构顺序为：长的碳氢链、离子头基、联接基团、第2个离子头基、第2个碳氢链。同普通表面活性剂相比，Geminis的优良性能表现为：更容易聚集生产胶团；能更有效降低水的表面张力，用量比常规表面活性剂更小；具有良好的钙皂分散性；水溶液具有较高的粘度。这类表面活性剂不仅可以用作调堵剂，而且可以用作驱油剂等。
        3、微生物类堵水、调剖化学剂。生物聚合物或生物高分子，如胍胶、葡聚糖β球菌、硫酸盐还原菌等，向井下菌种提供必需的营养液，使细菌在地层中繁殖生长，对大孔道或高渗透层形成堵塞，达到堵水调剖的目的。酶是由生物体内自身合成的生物催化剂，具有高效、反应条件温和、专一的特点。多数酶的化学组成为蛋白质。目前国外有人在研究用酶进行堵水[9]。酶可以用于堵水的机理是：酶可以促使地层物质或注入地层的物质产生无机沉淀、凝胶或树脂类物质。国内还没有见到酶用于堵水的相关报道。但工业中应用酶作催化剂生产有机酸、糖等的技术已经有较多的研究和应用。3.9其它类堵水、调剖化学剂如水泥类，包括油基水泥、超细水泥、泡沫水泥、纳米材料、磁性材料、化工废弃物等堵水剂；复合类堵水调剖剂，根据油藏的特点，也可以采用几种化学剂进行组合使用，以满足堵水调剖的需求。
        结束语
        堵水调剖剂朝着低投人、多功能、高效率的方向发展是一种趋势。常规调剖堵水剂存在作用有效期短、不能适应环境苛刻的油藏等问题，因此开发适应条件苛刻的油藏、有效期长的堵剂是今后研究的一个方向，纳米材料、生物酶技术是调剖堵水材料研究的难点问题，应进一步重视研究微生物调剖技术，应大力推广廉价原料及化工废弃物作为油田堵水调剖剂的新产品。
［参考文献］
[1]黄晓东，唐晓旭，刘义刚，温哲华，张健，吕鑫.新型在线深部调剖技术在海上稠油油田的研究与应用[J].非常规油气，2016,04:58-64.
[2]尚志国，苏国．泡沫凝胶选择性堵水剂的研制与应用[J]．钻采工艺，2000，23(1)：70-71．
[3]赵剑曦．新一代表面活性剂：Geminis[J]．化学进展，1999(4)：348-357．
作者简介：刘秀凤，女，山东东营市人，汉族，技校学历，采油技师，研究方向为油气田开发工作。