油田化學_第六章__油田堵水技術

1、12021-12-16主講：文守成主講：文守成石油工程學院石油工程學院22021-12-16緒論緒論第一章第一章 表面活性劑表面活性劑第二章第二章 油田用高分子油田用高分子第三章第三章 化學驅油技術化學驅油技術第四章第四章 酸化、壓裂及添加劑酸化、壓裂及添加劑第五章第五章 化學清蠟與防蠟化學清蠟與防蠟第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水第七章第七章 化學防砂化學防砂第八章第八章 油田水處理技術油田水處理技術第九章第九章 鉆井液、完井液及添加劑鉆井液、完井液及添加劑第十章第十章 固井水泥漿及添加劑固井水泥漿及添加劑32021-12-16本章應理解和掌握的內容本章應理解和掌握的內容1 1、產(chǎn)水來

2、源及對生產(chǎn)的危害；、產(chǎn)水來源及對生產(chǎn)的危害；2 2、堵水措施分類；、堵水措施分類；3 3、各種堵水工藝及堵水原理；、各種堵水工藝及堵水原理；4 4、堵水施工方法分類。、堵水施工方法分類。第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水42021-12-16油氣井出水是油田開發(fā)過程中存在油氣井出水是油田開發(fā)過程中存在的一個普遍問題，給的一個普遍問題，給油氣井生產(chǎn)油氣井生產(chǎn)、地面地面油水分離與處理油水分離與處理、油氣集輸油氣集輸和和油田開發(fā)油田開發(fā)工作，尤其對注水工作，尤其對注水開發(fā)的油田帶來的影開發(fā)的油田帶來的影響是十分嚴重的。在油田開發(fā)過程中必響是十分嚴重的。在油田開發(fā)過程中必須及時注意油氣井出水動向，

3、利用各種須及時注意油氣井出水動向，利用各種找水措施，確定出水層位，采取相應的找水措施，確定出水層位，采取相應的堵水方法。堵水方法。概述概述52021-12-16一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水1 1、注入水及邊水、注入水及邊水水驅指進現(xiàn)象水驅指進現(xiàn)象在縱向上形成單層突進，在縱向上形成單層突進，62021-12-16一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水1 1、注入水及邊水、注入水及邊水裂縫或高滲通道使油水井單向連通裂縫或高滲通道使油水井單向連通72021

4、-12-16一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水1 1、注入水及邊水、注入水及邊水2 2、底水錐進、底水錐進底水錐進底水錐進82021-12-16一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水1 1、注入水及邊水、注入水及邊水2 2、底水錐進、底水錐進3 3、外來水、外來水近井地帶竄漏近井地帶竄漏92021-12-16一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害一、產(chǎn)水來源（原因）及對生產(chǎn)的危害第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水產(chǎn)水的危害產(chǎn)水的危害1 1、降低油氣藏采收率

5、：降低波及效率、降低油氣藏采收率：降低波及效率2 2、降低油氣井產(chǎn)能與產(chǎn)量：造成儲層傷害及出砂、降低油氣井產(chǎn)能與產(chǎn)量：造成儲層傷害及出砂3 3、造成油氣井生產(chǎn)設備腐蝕、造成油氣井生產(chǎn)設備腐蝕4、增加地面作業(yè)費用、增加地面作業(yè)費用102021-12-16二、堵水工藝措施分類二、堵水工藝措施分類第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水堵水工藝分類堵水工藝分類機械堵水機械堵水化學堵水化學堵水非選擇性堵水非選擇性堵水選擇性堵水選擇性堵水堵水與調剖：產(chǎn)油井與注水井堵水與調剖：產(chǎn)油井與注水井112021-12-16三、堵水工藝方法三、堵水工藝方法第六章第六章 油田化學堵水油田化學堵水堵水工藝方法堵水工藝方法

6、補注水泥：補注水泥：單液法單液法雙液法雙液法非選擇性堵水非選擇性堵水選擇性堵水選擇性堵水水泥回堵水泥回堵擠水泥擠水泥 在一定壓力下向采油或注水在一定壓力下向采油或注水井的特定層段擠注水泥漿進行封井的特定層段擠注水泥漿進行封堵。目的是用水泥漿封堵炮眼的堵。目的是用水泥漿封堵炮眼的通道、竄槽及水泥環(huán)中存在的縫通道、竄槽及水泥環(huán)中存在的縫洞，使套管和地層之間密封。洞，使套管和地層之間密封。 是在套管內打水泥塞隔絕注是在套管內打水泥塞隔絕注入水或采油井段，或井段的一部入水或采油井段，或井段的一部分回采上部層段。目的是封堵井分回采上部層段。目的是封堵井筒通道使液體不能從井筒下部產(chǎn)筒通道使液體不能從井筒下

7、部產(chǎn)出或注入。出或注入。122021-12-16回堵或擠水泥作業(yè)取得成功，回堵或擠水泥作業(yè)取得成功，必須滿足三個條件：必須滿足三個條件： (1)(1)必須檢測出出水或漏失井段。必須檢測出出水或漏失井段。 (2)(2)必須把出水井段或漏失井段和其他井段隔開。擠水必須把出水井段或漏失井段和其他井段隔開。擠水泥成功的井段將完全不出油、氣和水或吸水。泥成功的井段將完全不出油、氣和水或吸水。 (3)(3)為了防止補注水泥后發(fā)生水竄，必須有隔層。為了防止補注水泥后發(fā)生水竄，必須有隔層。 如果管外有竄槽連通油水層，水泥回堵處理會失敗。如果管外有竄槽連通油水層，水泥回堵處理會失敗。如果地層沒有頁巖夾層或低滲透

8、帶則選擇性擠堵的井段只如果地層沒有頁巖夾層或低滲透帶則選擇性擠堵的井段只能局部成功或短期有效。沒有隔層，水可能在地層內部作能局部成功或短期有效。沒有隔層，水可能在地層內部作垂向流動，通過未擠水泥的井段重新流入井筒。垂向流動，通過未擠水泥的井段重新流入井筒。補注水泥補注水泥132021-12-16 單液法單液法優(yōu)點優(yōu)點：能充分利用藥劑，堵劑是混合均勻后注入地層：能充分利用藥劑，堵劑是混合均勻后注入地層的，經(jīng)過一定時間后全部堵劑在地層起作用。的，經(jīng)過一定時間后全部堵劑在地層起作用。缺點缺點：產(chǎn)生堵塞的時間短只能封堵近井地帶，受所：產(chǎn)生堵塞的時間短只能封堵近井地帶，受所處理地層溫度的限制。處理地層溫

9、度的限制。雙液法雙液法優(yōu)點：優(yōu)點：可封堵近井地帶和遠井地帶。改變隔離液用可封堵近井地帶和遠井地帶。改變隔離液用量能封堵地層的不同位置。量能封堵地層的不同位置。缺點：缺點：藥劑不能充分利用，只有一部分藥劑相遇反藥劑不能充分利用，只有一部分藥劑相遇反應，產(chǎn)生封堵物質。應，產(chǎn)生封堵物質。142021-12-16 油田在注水開發(fā)過程中造成油井水淹的原因可分為兩油田在注水開發(fā)過程中造成油井水淹的原因可分為兩大類：大類： 一類是技術上的原因：一類是技術上的原因：與固井狀況破壞有關，如采油與固井狀況破壞有關，如采油套管和管外空間水泥環(huán)不密封等；套管和管外空間水泥環(huán)不密封等； 一類是油層中的驅替水流過生產(chǎn)層造

10、成的油井水淹；一類是油層中的驅替水流過生產(chǎn)層造成的油井水淹； 堵水作業(yè)可在技術上分為兩大類：堵水作業(yè)可在技術上分為兩大類：恢復油氣井的技術恢復油氣井的技術狀況和限制生產(chǎn)層出水狀況和限制生產(chǎn)層出水。油井的任何堵水工作的實質可歸。油井的任何堵水工作的實質可歸結為：通過對出水水源的作用封堵出水通道，或者恢復其結為：通過對出水水源的作用封堵出水通道，或者恢復其固井技術狀況。固井技術狀況。152021-12-16 油氣井出水原因不同，采取的封堵方法不同。主要根油氣井出水原因不同，采取的封堵方法不同。主要根據(jù)據(jù), ,油水層性質、出水情況、油井條件、工藝條件及堵劑油水層性質、出水情況、油井條件、工藝條件及堵

11、劑性質和來源進行選擇。性質和來源進行選擇。 為了控制個別水淹層的含水，消除開采時的層間干為了控制個別水淹層的含水，消除開采時的層間干擾，大多采用封隔器來暫時封堵高含水層；對于底水擾，大多采用封隔器來暫時封堵高含水層；對于底水，采用在井底附近油水界面處建立人工隔板，采用在井底附近油水界面處建立人工隔板( (打水泥板打水泥板) )阻止錐進。阻止錐進。非選擇性堵劑或水泥堵死出水層位非選擇性堵劑或水泥堵死出水層位: : 對于外來水、欲停產(chǎn)水淹油層、油水分隔水層對于外來水、欲停產(chǎn)水淹油層、油水分隔水層選擇性堵水：選擇性堵水：油水同層油水同層封隔器封隔器162021-12-16 堵水劑體系介紹堵水劑體系介

12、紹水泥漿體系水泥漿體系非選擇性堵劑非選擇性堵劑選擇性堵劑選擇性堵劑172021-12-16 水泥用于油井堵水的歷史最長，利用水泥水泥用于油井堵水的歷史最長，利用水泥凝固后的不透水性來堵水。凝固后的不透水性來堵水。水泥漿封堵水泥漿封堵高滲透的夾層水高滲透的夾層水底水底水油層和水層串通的含水井段油層和水層串通的含水井段各分層壓力相似的油層水淹井各分層壓力相似的油層水淹井吸收能力高的水淹層。吸收能力高的水淹層。應用情況應用情況可能造成油井段污染可能造成油井段污染182021-12-16水泥漿封堵：水泥漿封堵： 利用水泥凝固后的不透水性來堵水利用水泥凝固后的不透水性來堵水水泥漿體系水泥漿體系水基水泥水

13、基水泥油基水泥油基水泥油基超細水泥油基超細水泥泡沫水泥泡沫水泥膨脹水泥膨脹水泥水泥樹脂混合物水泥樹脂混合物水溶性聚合物水溶性聚合物- -水泥混合物水泥混合物水泥漿封堵劑類型水泥漿封堵劑類型192021-12-16水泥漿封堵水泥漿封堵水基水泥水基水泥1、水泥聚合物堵劑、水泥聚合物堵劑在配漿時加入一定量的在配漿時加入一定量的環(huán)氧樹環(huán)氧樹脂脂和和相應的硬化劑相應的硬化劑聚乙烯胺溶聚乙烯胺溶液液。所用的水溶性聚合物為水解。所用的水溶性聚合物為水解聚丙烯腈等。這類堵劑可用于封聚丙烯腈等。這類堵劑可用于封堵被堵被底水所淹的含水油層底水所淹的含水油層或或油油、水層兩者串通后水通過環(huán)形空間水層兩者串通后水通過

14、環(huán)形空間侵入油井的含水層侵入油井的含水層。2、泡沫水泥、泡沫水泥3、早強加砂水泥、早強加砂水泥配制：配制：干水泥干水泥、起泡劑起泡劑、穩(wěn)泡穩(wěn)泡劑混合配漿劑混合配漿，再通入，再通入氮氣氮氣配制配制成泡沫水泥。利用泡沫水泥的成泡沫水泥。利用泡沫水泥的粘彈特性、低密度、有氣泡等粘彈特性、低密度、有氣泡等性質，改善堵水材料的性質，性質，改善堵水材料的性質，提高封堵效果。提高封堵效果。以水泥為膠結劑，石英砂為填充以水泥為膠結劑，石英砂為填充劑，攜帶液以水為主，以氯化鈣和劑，攜帶液以水為主，以氯化鈣和三乙醇胺為早強劑。水攜帶水泥和三乙醇胺為早強劑。水攜帶水泥和石英砂進入地層后，形成具有一定石英砂進入地層后

15、，形成具有一定強度和滲透率的人工井壁，在高滲強度和滲透率的人工井壁，在高滲透帶凝固，產(chǎn)生防砂堵水的效果。透帶凝固，產(chǎn)生防砂堵水的效果。202021-12-16適用條件：適用條件： 油水層交錯，在工藝上無法確保油、水層分隔油水層交錯，在工藝上無法確保油、水層分隔開的情況。開的情況。普通油基水泥普通油基水泥油基超細水泥油基超細水泥 以油為基液，水泥顆粒分散懸以油為基液，水泥顆粒分散懸浮于油中。少量水或與井筒中的水浮于油中。少量水或與井筒中的水接觸，水泥漿會稠化，失去流動性接觸，水泥漿會稠化，失去流動性。地層中存在的束縛水足以使少量。地層中存在的束縛水足以使少量的水泥在地層表面上凝固，使用油的水泥在

16、地層表面上凝固，使用油基水泥時要特別注意。基水泥時要特別注意。 組成：超細水泥、油基攜帶組成：超細水泥、油基攜帶液和表面活性劑組成。粒徑不足液和表面活性劑組成。粒徑不足普通普通APIAPI水泥的十分之一，小于水泥的十分之一，小于10um10um，能夠進入普通水泥無法接，能夠進入普通水泥無法接近的區(qū)域或地層，可以滲透進入近的區(qū)域或地層，可以滲透進入管狀漏失縫隙或微環(huán)隙，甚至可管狀漏失縫隙或微環(huán)隙，甚至可進入小至進入小至8080100100目的礫石充填目的礫石充填層位。層位。212021-12-16應用條件：應用條件：油井非選擇性堵劑油井非選擇性堵劑樹脂型堵劑樹脂型堵劑沉積型堵劑沉積型堵劑凝膠型堵

17、劑凝膠型堵劑凍膠型堵劑凍膠型堵劑非選擇性堵劑用于封堵油氣井中單一含水層和高含水層非選擇性堵劑用于封堵油氣井中單一含水層和高含水層可分為四類：可分為四類：222021-12-16樹脂型堵劑樹脂型堵劑 樹脂型堵劑是指由低分子物質通過縮聚反應樹脂型堵劑是指由低分子物質通過縮聚反應產(chǎn)生的具有體型結構，不溶不熔的高分子物質。產(chǎn)生的具有體型結構，不溶不熔的高分子物質。樹脂按受熱后性質的變化可分為樹脂按受熱后性質的變化可分為熱固體樹脂和熱熱固體樹脂和熱塑型樹脂塑型樹脂兩種。兩種。熱固型樹脂熱固型樹脂是指成型后加熱不軟是指成型后加熱不軟化，不能反復使用的體型結構的物質；化，不能反復使用的體型結構的物質；熱塑型

18、樹熱塑型樹脂脂是指受熱時軟化或變形，冷卻時凝固，可反復是指受熱時軟化或變形，冷卻時凝固，可反復使用的具有線型或支鏈型結構的大分子。使用的具有線型或支鏈型結構的大分子。232021-12-16 非選擇性堵劑常采用熱固型樹脂：非選擇性堵劑常采用熱固型樹脂： 施工時將液體樹脂擠入水層，在固化劑的作用下，施工時將液體樹脂擠入水層，在固化劑的作用下，成為具有一定強度的固態(tài)樹脂堵塞孔隙，封堵水層。成為具有一定強度的固態(tài)樹脂堵塞孔隙，封堵水層。酚醛樹脂酚醛樹脂環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂脲醛樹脂脲醛樹脂糠醇樹脂糠醇樹脂三聚氰胺三聚氰胺甲醛樹脂甲醛樹脂熱塑型樹脂：熱塑型樹脂：乙烯乙烯醋酸乙烯酯共聚物。醋酸乙烯酯共聚物。油

19、井非選擇性堵劑油井非選擇性堵劑242021-12-16酚醛樹脂酚醛樹脂 將市售酚醛樹脂將市售酚醛樹脂(20(20時粘度為時粘度為150150200mPas)200mPas)，按一定比例加入，按一定比例加入固化劑固化劑( (草酸或草酸或SnClSnCl2 2+HCl)+HCl)混合均勻，加熱到預定溫度，至草酸完全混合均勻，加熱到預定溫度，至草酸完全溶解樹脂且呈淡黃色為止，然后擠入水層使可形成溶解樹脂且呈淡黃色為止，然后擠入水層使可形成堅固的不透水的屏障，樹脂與固化劑的比例及加熱堅固的不透水的屏障，樹脂與固化劑的比例及加熱溫度需要通過試驗加以確定。溫度需要通過試驗加以確定。油井非選擇性堵劑油井非選

20、擇性堵劑252021-12-16262021-12-16272021-12-16 3 3、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂為熱固型樹脂，常用作粘合劑和制作電環(huán)氧樹脂為熱固型樹脂，常用作粘合劑和制作電子組件，子組件，強度比酚醛或糠醇樹脂高；強度比酚醛或糠醇樹脂高； 施工時，在泵注前可向液態(tài)環(huán)氧樹脂中添加幾種施工時，在泵注前可向液態(tài)環(huán)氧樹脂中添加幾種硬化劑，硬化劑，硬化劑和環(huán)氧樹脂反應后使其聚合成堅硬惰硬化劑和環(huán)氧樹脂反應后使其聚合成堅硬惰性的固體。硬化劑為性的固體。硬化劑為乙二胺、多元酸酐乙二胺、多元酸酐等，稀釋劑為等，稀釋劑為乙二醇乙二醇丁基醚丁基醚。常用的環(huán)氧樹脂：常用的環(huán)氧樹脂：環(huán)氧脂肪樹脂環(huán)

21、氧脂肪樹脂、環(huán)氧苯酚樹脂環(huán)氧苯酚樹脂和和二二烯烴環(huán)氧樹脂烯烴環(huán)氧樹脂282021-12-16292021-12-16 糠醇本身不能自聚，通常作為活性劑與酚醛樹脂和映糠醇本身不能自聚，通常作為活性劑與酚醛樹脂和映喃樹脂一起作用，遇酸可發(fā)生自聚。喃樹脂一起作用，遇酸可發(fā)生自聚。 糠醇堵水是將酸液糠醇堵水是將酸液( (質量分數(shù)為質量分數(shù)為8080的的H H3 3POPO4 4) )打入欲封打入欲封堵的水層，然后泵入糠醇溶液，中間加隔離液堵的水層，然后泵入糠醇溶液，中間加隔離液( (柴油柴油) )以防以防止酸與糠醇在井筒內接觸。當酸與糠醇在地層中混合后，止酸與糠醇在井筒內接觸。當酸與糠醇在地層中混合后

22、，使發(fā)生劇烈的放熱反應，生成堅硬的熱固型樹脂，堵塞地使發(fā)生劇烈的放熱反應，生成堅硬的熱固型樹脂，堵塞地層孔隙。層孔隙。 如需加大強度來封堵裂縫、孔洞、竄槽及炮眼時，可如需加大強度來封堵裂縫、孔洞、竄槽及炮眼時，可加石英砂或硅粉。糠醇的熱穩(wěn)定性比酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂加石英砂或硅粉?？反嫉臒岱€(wěn)定性比酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂都好，據(jù)報道，糠醇固化后能在都好，據(jù)報道，糠醇固化后能在315315干蒸汽下保持穩(wěn)定。干蒸汽下保持穩(wěn)定。302021-12-161 1）相對較為昂貴，無選擇性，使用時通常限于井底）相對較為昂貴，無選擇性，使用時通常限于井底周圍徑向周圍徑向30cm30cm以內；以內；2 2）使用前必須驗證

23、處理層位并加以隔離，樹脂固化）使用前必須驗證處理層位并加以隔離，樹脂固化前對水、表面活性劑、堿和酸的污染敏感。前對水、表面活性劑、堿和酸的污染敏感。樹脂類堵劑樹脂類堵劑優(yōu)點優(yōu)點: :1 1）可以注入地層孔隙并具有足夠高的強度，可封堵）可以注入地層孔隙并具有足夠高的強度，可封堵孔隙、裂縫、孔洞、竄槽和炮眼；孔隙、裂縫、孔洞、竄槽和炮眼；2 2）樹脂固化后呈中性，和各種井下流體不起反應，）樹脂固化后呈中性，和各種井下流體不起反應，有效期長。有效期長。缺點缺點: :312021-12-16應用條件：應用條件：油井非選擇性堵劑油井非選擇性堵劑樹脂型堵劑樹脂型堵劑沉積型堵劑沉積型堵劑凝膠型堵劑凝膠型堵劑

24、凍膠型堵劑凍膠型堵劑非選擇性堵劑用于封堵油氣井中單一含水層和高含水層非選擇性堵劑用于封堵油氣井中單一含水層和高含水層可分為四類：可分為四類：322021-12-16二、沉淀型堵劑二、沉淀型堵劑 沉淀型堵劑是雙液法堵劑的一種，特點是強沉淀型堵劑是雙液法堵劑的一種，特點是強度高度高( (沉淀是固體物質沉淀是固體物質) )；剪切穩(wěn)定性好；熱穩(wěn)；剪切穩(wěn)定性好；熱穩(wěn)定性高，可用于任何高溫地層，化學穩(wěn)定性好定性高，可用于任何高溫地層，化學穩(wěn)定性好，單獨存在時大多數(shù)是很穩(wěn)定的物質；生物穩(wěn)，單獨存在時大多數(shù)是很穩(wěn)定的物質；生物穩(wěn)定性好，不受微生物的影響。定性好，不受微生物的影響。二、沉淀型堵劑二、沉淀型堵劑3

25、32021-12-16 向地層注入相遇后可產(chǎn)生封堵物質的兩種工向地層注入相遇后可產(chǎn)生封堵物質的兩種工作液（或工作流體）。作液（或工作流體）。定義：定義： 注水注水注水注水第一工作液第一工作液第二工作液第二工作液隔離液隔離液封堵物質封堵物質注入水注入水基本原理：基本原理： 調節(jié)封堵位置調節(jié)封堵位置 隔離液作用：隔離液作用： 雙液法雙液法342021-12-16硅酸鈉與氯化鈣堵劑硅酸鈉與氯化鈣堵劑352021-12-16362021-12-16372021-12-16382021-12-16392021-12-16應用條件：應用條件：油井非選擇性堵劑油井非選擇性堵劑樹脂型堵劑樹脂型堵劑沉積型堵劑沉

26、積型堵劑凝膠型堵劑凝膠型堵劑凍膠型堵劑凍膠型堵劑非選擇性堵劑用于封堵油氣井中單一含水層和高含水層非選擇性堵劑用于封堵油氣井中單一含水層和高含水層可分為四類：可分為四類：402021-12-16凝膠型堵劑凝膠型堵劑1 1、凝膠的定義及類型、凝膠的定義及類型 凝膠是固態(tài)或半固態(tài)的膠體體系，是由膠體顆粒、高凝膠是固態(tài)或半固態(tài)的膠體體系，是由膠體顆粒、高分子或表面活性劑分子互相連接形成的空間網(wǎng)狀結構，結分子或表面活性劑分子互相連接形成的空間網(wǎng)狀結構，結構空隙中充滿了液體，液體被包在其中固定不動，體系失構空隙中充滿了液體，液體被包在其中固定不動，體系失去流動性，凝膠性質介于固體和液體之間。去流動性，凝膠

27、性質介于固體和液體之間。 凝膠分為凝膠分為剛性凝膠剛性凝膠( (如無機凝膠如無機凝膠TiOTiO5 5、SiOSiO2 2等等) )和和彈性彈性凝膠凝膠( (如線型大分子凝膠如線型大分子凝膠) )兩類。無機凝膠屬非膨脹性凝膠兩類。無機凝膠屬非膨脹性凝膠，呈剛性；線型大分子形成的凝膠會吸水膨脹，具有一定，呈剛性；線型大分子形成的凝膠會吸水膨脹，具有一定的彈性。當溶膠在改變溫度、加入非水溶劑、加入電解質的彈性。當溶膠在改變溫度、加入非水溶劑、加入電解質或通過化學反應以及氫鍵、范德華力作用時，會失去流動或通過化學反應以及氫鍵、范德華力作用時，會失去流動性轉變成凝膠。性轉變成凝膠。三、凝膠型堵劑三、凝

28、膠型堵劑412021-12-16凝膠型堵劑凝膠型堵劑三、凝膠型堵劑三、凝膠型堵劑1 1、凝膠的定義：、凝膠的定義：是固態(tài)或半固態(tài)的膠體體系，由膠體是固態(tài)或半固態(tài)的膠體體系，由膠體顆粒、高分子或表面活性劑分子互相顆粒、高分子或表面活性劑分子互相連接形成的空間網(wǎng)狀結構，結構空隙連接形成的空間網(wǎng)狀結構，結構空隙中充滿了液體，液體被包在其中固定中充滿了液體，液體被包在其中固定不動，體系失去流動性，凝膠性質介不動，體系失去流動性，凝膠性質介于固體和液體之間。于固體和液體之間。2 2、凝膠的定義及類型、凝膠的定義及類型 剛性凝膠：剛性凝膠：如無機凝膠如無機凝膠TiOTiO5 5、SiOSiO2 2等，無膨

29、脹性；等，無膨脹性； 彈性凝膠彈性凝膠：如線型大分子凝膠。吸水膨脹，有彈性；：如線型大分子凝膠。吸水膨脹，有彈性；422021-12-16凝膠與凍膠的區(qū)別凝膠與凍膠的區(qū)別（1 1）化學結構上的區(qū)別）化學結構上的區(qū)別 凝膠是化學鍵交聯(lián)，在化學劑、氧或高溫作凝膠是化學鍵交聯(lián)，在化學劑、氧或高溫作用下，大分子間交聯(lián)而凝膠化，發(fā)生化學鍵破壞用下，大分子間交聯(lián)而凝膠化，發(fā)生化學鍵破壞的情況下重新恢復為可流動的溶液，為不可逆凝的情況下重新恢復為可流動的溶液，為不可逆凝膠。膠。 凍膠是由次價力締合而成的網(wǎng)狀結構，在溫凍膠是由次價力締合而成的網(wǎng)狀結構，在溫度升高、機械攪拌、振蕩或較大的剪切力作用下度升高、機械

30、攪拌、振蕩或較大的剪切力作用下，結構破壞變?yōu)榭闪鲃拥娜芤?，稱為可逆凝膠。，結構破壞變?yōu)榭闪鲃拥娜芤?，稱為可逆凝膠。(2)(2)網(wǎng)狀結構中含液量的區(qū)別網(wǎng)狀結構中含液量的區(qū)別 凝膠含液量適中，凍膠的含液量很高，通常凝膠含液量適中，凍膠的含液量很高，通常大于大于9090( (體積分數(shù)體積分數(shù)) )。432021-12-16 3 3、硅酸凝膠、硅酸凝膠 硅酸有多種組成，水溶液中主要是以硅酸有多種組成，水溶液中主要是以H H2 2SiOSiO4 4存在存在，H H2 2SiOSiO4 4聚合形成其他不同的多硅酸即硅酸溶膠，聚合形成其他不同的多硅酸即硅酸溶膠，如：如：442021-12-16 在各種硅酸中

31、以在各種硅酸中以偏硅酸偏硅酸的組成最簡單，通常以的組成最簡單，通常以H H2 2SiOSiO3 3代表硅酸。代表硅酸。在稀的硅酸溶液中加電解質或者在稀的硅酸溶液中加電解質或者在適當濃度的硅酸鹽溶液中加酸，生成硅酸凝膠在適當濃度的硅酸鹽溶液中加酸，生成硅酸凝膠，凝膠軟而透明，有彈性，強度足以阻止通過地，凝膠軟而透明，有彈性，強度足以阻止通過地層的水流，結構如下：層的水流，結構如下：452021-12-16 現(xiàn)場上常用現(xiàn)場上常用NaNa2 2SiOSiO3 3制備凝膠，凝膠的強度可用模數(shù)制備凝膠，凝膠的強度可用模數(shù)來控制，模數(shù)小生成的凝膠強度小，模數(shù)大生成的凝膠來控制，模數(shù)小生成的凝膠強度小，模數(shù)

32、大生成的凝膠強度大。強度大。硅酸凝膠：硅酸凝膠：酸性凝膠酸性凝膠堿性凝膠堿性凝膠酸性凝膠是將硅酸鈉加入酸中制成酸性凝膠是將硅酸鈉加入酸中制成，膠凝時間短，凝膠強度大；，膠凝時間短，凝膠強度大； 將酸加入到硅酸鈉中制成，膠將酸加入到硅酸鈉中制成，膠凝時間長，凝膠強度小。酸能引發(fā)凝時間長，凝膠強度小。酸能引發(fā)硅酸鈉發(fā)生膠凝，稱為活化劑，常硅酸鈉發(fā)生膠凝，稱為活化劑，常用的活化劑除酸以外，還有用的活化劑除酸以外，還有C0C02 2、(NH(NH4 4) )2 2S0S04 4、甲醛、尿素等。、甲醛、尿素等。462021-12-16 堵水機理：堵水機理：NaNa2 2SiOSiO3 3以溶液遇酸后，先

33、形成單硅酸，后縮合成網(wǎng)格以溶液遇酸后，先形成單硅酸，后縮合成網(wǎng)格結構的空隙中充滿液體呈凝膠狀的多硅酸，主要靠這種凝膠物封堵結構的空隙中充滿液體呈凝膠狀的多硅酸，主要靠這種凝膠物封堵油層出水部位或出水層。油層出水部位或出水層。 適用條件：適用條件：可用于砂巖地層，溫度在可用于砂巖地層，溫度在16169393范圍。除酸外，加范圍。除酸外，加其他化學劑可用于灰?guī)r或溫度更高的地層；可加石英砂或硅粉提高其他化學劑可用于灰?guī)r或溫度更高的地層；可加石英砂或硅粉提高強度，加聚合物增加粘度有助于懸浮固體，提高處理效果。強度，加聚合物增加粘度有助于懸浮固體，提高處理效果。 優(yōu)點：優(yōu)點：在于價廉，能處理井徑周圍半徑

34、在于價廉，能處理井徑周圍半徑1.51.53.0m3.0m地層，能進入地層，能進入地層小孔隙，在高溫下穩(wěn)定；地層小孔隙，在高溫下穩(wěn)定； 缺點：缺點：是是NaNa2 2SiOSiO3 3完全反應后微溶于流動的水中，強度較低，需完全反應后微溶于流動的水中，強度較低，需要加固體增強或用水泥封口。要加固體增強或用水泥封口。472021-12-16作業(yè)時要求絕對無水，又要使用大量有機溶劑。作業(yè)時要求絕對無水，又要使用大量有機溶劑。482021-12-16 5 5、丙凝堵劑、丙凝堵劑 丙凝堵劑是丙烯酰胺丙凝堵劑是丙烯酰胺(AM)(AM)和和N N，NN甲撐雙丙甲撐雙丙烯酰胺（烯酰胺（MBAM)MBAM)的混

35、合物，在過硫酸銨的的混合物，在過硫酸銨的引發(fā)和鐵氰化鉀的緩凝作用下，聚合生成不溶于引發(fā)和鐵氰化鉀的緩凝作用下，聚合生成不溶于水的凝膠堵塞地層孔隙，可用于油、水井堵水，水的凝膠堵塞地層孔隙，可用于油、水井堵水，常用配方為：常用配方為：492021-12-16 6 6、鹽水凝膠、鹽水凝膠 組成為組成為: :羥丙基纖維素羥丙基纖維素(HPC)(HPC)、十二烷基硫酸、十二烷基硫酸鈉鈉(SDC)(SDC)、鹽水，三者混合后形成凝膠。、鹽水，三者混合后形成凝膠。優(yōu)點優(yōu)點是不需加入鉻或鋁等金屬的鹽作活化劑，而是不需加入鉻或鋁等金屬的鹽作活化劑，而是控制水的含鹽度引發(fā)膠凝。是控制水的含鹽度引發(fā)膠凝。HPCS

36、DCHPCSDC的淡水溶的淡水溶液粘度為液粘度為80mPas80mPas，當與鹽水混合后粘度可達，當與鹽水混合后粘度可達70000mPas70000mPas。該凝膠在砂巖的巖心流動試驗中，。該凝膠在砂巖的巖心流動試驗中，可使水的滲透率降低可使水的滲透率降低9595。施工時不必對油藏進。施工時不必對油藏進行特殊設計和處理，有效期達半年。當?shù)貙又胁恍刑厥庠O計和處理，有效期達半年。當?shù)貙又胁淮嬖邴}水時，幾天內粘度會降低。存在鹽水時，幾天內粘度會降低。502021-12-16凍膠型堵劑凍膠型堵劑 是一類彈性凝膠，由高分子溶液經(jīng)交聯(lián)劑作用形是一類彈性凝膠，由高分子溶液經(jīng)交聯(lián)劑作用形成的具有網(wǎng)狀結構的物質

37、。成的具有網(wǎng)狀結構的物質。交聯(lián)的高分子：交聯(lián)的高分子：聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(PAM)(PAM)、部分水解聚丙烯酰、部分水解聚丙烯酰胺胺(HPAM)(HPAM)、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素(CMC)(CMC)、羥乙基纖維素、羥乙基纖維素(HEC)(HEC)、羥丙基纖維素羥丙基纖維素(HPC)(HPC)、羧甲基半乳甘露糖、羧甲基半乳甘露糖(CMGM)(CMGM)、羥乙、羥乙基半乳甘露糖（基半乳甘露糖（HEGM)HEGM)、木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈉(NaLS)(NaLS)、木質、木質素磺酸鈣（素磺酸鈣（CaLS)CaLS)等。等。交聯(lián)劑：交聯(lián)劑：多為由高價金屬離子所形成的多核羥橋絡離子多為由高價金

38、屬離子所形成的多核羥橋絡離子，還有醛類或醛與其他低分子物質縮聚得到的低聚合度，還有醛類或醛與其他低分子物質縮聚得到的低聚合度樹脂。樹脂。四、凍膠型堵劑四、凍膠型堵劑512021-12-16 凍膠性堵劑很多，如：鋁凍膠、鉻凍膠凍膠性堵劑很多，如：鋁凍膠、鉻凍膠、鋯凍膠、鈦凍膠、醛凍膠、鉻木質素凍膠、鋯凍膠、鈦凍膠、醛凍膠、鉻木質素凍膠、硅木凍膠酚醛樹脂凍膠、脲醛樹脂凍膠、硅木凍膠酚醛樹脂凍膠、脲醛樹脂凍膠、三聚氰胺、甲醛樹脂凍膠等。三聚氰胺、甲醛樹脂凍膠等。522021-12-16532021-12-16 按堵水強度按堵水強度: :以樹脂最好，凍膠以樹脂最好，凍膠( (彈性凝膠彈性凝膠) )、沉

39、淀、沉淀型堵劑次之，凝膠最差。型堵劑次之，凝膠最差。 按成本按成本: :凝膠、沉淀型堵劑最低，凍膠凝膠、沉淀型堵劑最低，凍膠( (彈性凝膠彈性凝膠) )次之，樹脂型最高。沉淀型堵劑是一種強度較好而價廉次之，樹脂型最高。沉淀型堵劑是一種強度較好而價廉的堵劑，耐溫、耐鹽、耐剪切，是較理想的一類非選擇的堵劑，耐溫、耐鹽、耐剪切，是較理想的一類非選擇性堵劑。性堵劑。 在油氣井非選擇性堵劑中，凝膠、凍膠和沉淀型堵在油氣井非選擇性堵劑中，凝膠、凍膠和沉淀型堵劑是水基堵劑，有優(yōu)先進入出水層的特點，施工條件較劑是水基堵劑，有優(yōu)先進入出水層的特點，施工條件較好的油氣選擇性堵水中同樣也可使用。好的油氣選擇性堵水中

40、同樣也可使用。542021-12-16適用條件：適用條件：不易用封隔器將油層與待封堵水層分不易用封隔器將油層與待封堵水層分開時的施工作業(yè)。開時的施工作業(yè)。堵水原理：堵水原理：是利用油和水、出油層和出水層之間是利用油和水、出油層和出水層之間的差異來進行選擇性堵水的。的差異來進行選擇性堵水的。按分散介質的不同分為三類：按分散介質的不同分為三類：水基堵劑、油基堵水基堵劑、油基堵劑和醇基堵劑劑和醇基堵劑。油井選擇性堵劑油井選擇性堵劑552021-12-16水基堵劑水基堵劑 水基堵劑是選擇性堵劑中應用最廣、品種最多、成水基堵劑是選擇性堵劑中應用最廣、品種最多、成本較低的堵劑。本較低的堵劑。油井選擇性堵劑

41、油井選擇性堵劑水基堵劑種類：水基堵劑種類：各類水溶性聚合物各類水溶性聚合物泡沫泡沫水包油型乳狀液水包油型乳狀液某些皂類某些皂類562021-12-16各類水溶性聚合物選擇性堵劑各類水溶性聚合物選擇性堵劑各類水溶性聚合物選擇性堵劑各類水溶性聚合物選擇性堵劑（1 1）烯丙基類聚合物）烯丙基類聚合物（2 2）陰離子、陽離子、非離子三元共聚物）陰離子、陽離子、非離子三元共聚物（3 3）分散體系）分散體系（4 4）皂類）皂類572021-12-16 1 1、烯丙基類聚合物、烯丙基類聚合物各類水溶性聚合物選擇性堵劑各類水溶性聚合物選擇性堵劑（1 1）聚丙烯酰胺）聚丙烯酰胺 目前使用最廣泛和最有效的堵水材料

42、，溶于水而目前使用最廣泛和最有效的堵水材料，溶于水而不溶于油，注入地層后限制井內出水，不影響油氣的不溶于油，注入地層后限制井內出水，不影響油氣的產(chǎn)量。處理時不需要測定水源或封隔層段產(chǎn)量。處理時不需要測定水源或封隔層段( (注水井除注水井除外外) )，處理費用較低。，處理費用較低。聚丙烯酰胺堵劑的類型聚丙烯酰胺堵劑的類型 聚丙烯酰胺使用前必須先水解，保證水溶性。聚丙烯酰胺使用前必須先水解，保證水溶性。部分水解的聚丙烯酰胺在堵水應用中分非交聯(lián)和部部分水解的聚丙烯酰胺在堵水應用中分非交聯(lián)和部分交聯(lián)兩類，非交聯(lián)用于低滲透層段，部分交聯(lián)用分交聯(lián)兩類，非交聯(lián)用于低滲透層段，部分交聯(lián)用于高滲透層段。于高滲透

43、層段。582021-12-16聚丙烯酰胺的堵水機理聚丙烯酰胺的堵水機理 部分水解的聚丙烯酰胺分子上的酰胺基和羧部分水解的聚丙烯酰胺分子上的酰胺基和羧基影響著分子鏈的展開程度和吸附能力，聚丙烯基影響著分子鏈的展開程度和吸附能力，聚丙烯酰胺的選堵能力表現(xiàn)在流動阻力上。殘余阻力的酰胺的選堵能力表現(xiàn)在流動阻力上。殘余阻力的機理是吸附、捕集和物理堵塞。機理是吸附、捕集和物理堵塞。592021-12-16 a a吸附理論吸附理論( (親水膜理論親水膜理論) ) 進入地層的進入地層的HPAMHPAM中的一中的一CONHCONH2 2和一和一COOCOO可通過可通過氫鍵吸附在由于出水沖刷暴露出來的巖石表面上氫

44、鍵吸附在由于出水沖刷暴露出來的巖石表面上，形成一層親水膜。，形成一層親水膜。HPAMHPAM分子中未被吸附的部分分子中未被吸附的部分可在水中伸展，對水產(chǎn)生摩擦力，降低地層水的可在水中伸展，對水產(chǎn)生摩擦力，降低地層水的滲透性，油氣通過親水膜孔道時，滲透性，油氣通過親水膜孔道時，HPAMHPAM分子不親分子不親油，分子不能在油中伸展，對油的流動阻力影響油，分子不能在油中伸展，對油的流動阻力影響小。進入油層的小。進入油層的HPAMHPAM，由于砂巖表面為油所覆蓋，由于砂巖表面為油所覆蓋不發(fā)生吸附，不堵塞油層，可以認為不發(fā)生吸附，不堵塞油層，可以認為HPAMHPAM薄膜對薄膜對水產(chǎn)生阻力，對油氣流起潤

45、滑作用。水產(chǎn)生阻力，對油氣流起潤滑作用。602021-12-16 b b動力捕集理論動力捕集理論 HPAMHPAM分子很大，相對分子質量為幾百萬至分子很大，相對分子質量為幾百萬至幾千萬。分子鏈具有柔順性，松弛時一般卷曲呈幾千萬。分子鏈具有柔順性，松弛時一般卷曲呈螺旋狀，在泵送通過孔隙介質時受剪切和拉伸力螺旋狀，在泵送通過孔隙介質時受剪切和拉伸力作用發(fā)生形變，沿流動方向取向。當徑向泵入地作用發(fā)生形變，沿流動方向取向。當徑向泵入地層，外力消除后，分子松弛成螺旋狀。當油氣井層，外力消除后，分子松弛成螺旋狀。當油氣井投產(chǎn)時，卷曲的聚合物分子橋堵孔隙喉道阻止水投產(chǎn)時，卷曲的聚合物分子橋堵孔隙喉道阻止水流

46、。油氣能使大分子線團體積收縮，能減少出水流。油氣能使大分子線團體積收縮，能減少出水量，油氣產(chǎn)量不受影響。量，油氣產(chǎn)量不受影響。612021-12-16c c、物理堵塞理論、物理堵塞理論 HPAMHPAM分子鏈上存在有很多活性基團，陰離分子鏈上存在有很多活性基團，陰離子型聚合物比非離子型聚合物更活潑。很容易子型聚合物比非離子型聚合物更活潑。很容易與地層鹽水中常見的多價金屬離子反應，與地層鹽水中常見的多價金屬離子反應，生成生成相對分子質量可達相對分子質量可達1010億的交聯(lián)產(chǎn)物。億的交聯(lián)產(chǎn)物。交聯(lián)產(chǎn)物交聯(lián)產(chǎn)物呈網(wǎng)狀結構能限制水在多孔介質中的流動，水呈網(wǎng)狀結構能限制水在多孔介質中的流動，水趨于使網(wǎng)狀

47、聚合物分子膨脹，油氣使網(wǎng)狀聚合趨于使網(wǎng)狀聚合物分子膨脹，油氣使網(wǎng)狀聚合物分子收縮，能降低產(chǎn)水不影響油氣產(chǎn)量。物分子收縮，能降低產(chǎn)水不影響油氣產(chǎn)量。622021-12-16 出水層含水飽和度較高，地層壓力小于油層出水層含水飽和度較高，地層壓力小于油層，聚合物水溶液優(yōu)先進入含水飽和度高的地層，聚合物水溶液優(yōu)先進入含水飽和度高的地層，按含水飽和度的大小調整地層對流體的滲透性，按含水飽和度的大小調整地層對流體的滲透性，是其他選擇性堵劑沒有的。是其他選擇性堵劑沒有的。632021-12-16 交聯(lián)的聚丙烯酰胺交聯(lián)的聚丙烯酰胺 主要針對高滲或裂縫性地層。主要針對高滲或裂縫性地層。 交聯(lián)劑通常為含高價金屬離

48、子的鹽類和其他有機化合交聯(lián)劑通常為含高價金屬離子的鹽類和其他有機化合物，常用的交聯(lián)劑有檸檬酸鋁、重鉻酸鉀和甲醛以及烏洛物，常用的交聯(lián)劑有檸檬酸鋁、重鉻酸鉀和甲醛以及烏洛托品、間苯二酚等物質。托品、間苯二酚等物質。 1 1）與陰離子型）與陰離子型HPAMHPAM形成低溶的交聯(lián)產(chǎn)物形成低溶的交聯(lián)產(chǎn)物 2 2）和非離子型的）和非離子型的PAMPAM形成更粘稠的溶液；形成更粘稠的溶液； 3 3）陰離子型和陽離子型聚合物形成一種難以驅除的）陰離子型和陽離子型聚合物形成一種難以驅除的混合物，使聚合物在孔道中形成網(wǎng)狀結構。這種方法能夠混合物，使聚合物在孔道中形成網(wǎng)狀結構。這種方法能夠提高堵水能力，易使堵劑失

49、去選擇性。提高堵水能力，易使堵劑失去選擇性。642021-12-16 化學交聯(lián)劑在一定的化學交聯(lián)劑在一定的pHpH值值(3(35)5)和溫度和溫度(130(130以上以上) HPAM) HPAM線型體變?yōu)榫W(wǎng)狀體，增加粘彈性。交線型體變?yōu)榫W(wǎng)狀體，增加粘彈性。交聯(lián)后的聯(lián)后的HPAMHPAM抗剪切穩(wěn)定性有改善。抗剪切穩(wěn)定性有改善。 控制體系的控制體系的PHPH值、溫度或化學交聯(lián)劑的化學特值、溫度或化學交聯(lián)劑的化學特性，延緩交聯(lián)，可使交聯(lián)反應在地下所指定的部性，延緩交聯(lián)，可使交聯(lián)反應在地下所指定的部位完成。這樣做利于施工，利于實現(xiàn)選擇性，可位完成。這樣做利于施工，利于實現(xiàn)選擇性，可以將堵劑送到地層深處

50、。以將堵劑送到地層深處。652021-12-16 改進的改進的HPAMHPAM堵水技術堵水技術 國外學者在常規(guī)的國外學者在常規(guī)的HPAMHPAM堵水的基礎上，提出兩堵水的基礎上，提出兩種新方法，比常規(guī)的方法堵水效率高，沒有因交種新方法，比常規(guī)的方法堵水效率高，沒有因交聯(lián)而堵塞油氣層的危險。兩種方法是根據(jù)聚合物聯(lián)而堵塞油氣層的危險。兩種方法是根據(jù)聚合物吸附層的適度溶脹來堵水，方法吸附層的適度溶脹來堵水，方法1 1適合處理含低礦適合處理含低礦化度水的地層，方法化度水的地層，方法2 2適用的地層水礦化度范圍較適用的地層水礦化度范圍較寬。寬。662021-12-16 方法方法1 1：利用丙烯酰胺利用丙

51、烯酰胺- -丙烯酸共聚物分子在鹽水中卷曲收縮，在丙烯酸共聚物分子在鹽水中卷曲收縮，在淡水中溶脹伸展的性質堵水。淡水中溶脹伸展的性質堵水。 沒有鹽存在時，同一分子鏈上帶負電的羧基互相排斥，分子沒有鹽存在時，同一分子鏈上帶負電的羧基互相排斥，分子由卷曲變?yōu)樯煺?。當有鹽存在時，陽離子屏蔽大分子鏈上的負電荷由卷曲變?yōu)樯煺?。當有鹽存在時，陽離子屏蔽大分子鏈上的負電荷，分子卷曲收縮；，分子卷曲收縮； 這種大分子鏈形態(tài)的改變使得這種大分子鏈形態(tài)的改變使得HPAMHPAM在淡水中粘度高，在鹽水在淡水中粘度高，在鹽水中粘度低。在施工作業(yè)中，中粘度低。在施工作業(yè)中，HPAMHPAM與高于地層水礦化度的鹽水一起注與

52、高于地層水礦化度的鹽水一起注入地層。注入時聚合物分子呈收縮狀態(tài)，溶液粘度低。入地層。注入時聚合物分子呈收縮狀態(tài)，溶液粘度低。HPAMHPAM分子在分子在收縮狀態(tài)時的吸附能力比溶脹狀態(tài)時強，在地層孔隙表面上形成一收縮狀態(tài)時的吸附能力比溶脹狀態(tài)時強，在地層孔隙表面上形成一層致密的吸附層。在生產(chǎn)過程中，礦化度小的地層水不斷替換濃度層致密的吸附層。在生產(chǎn)過程中，礦化度小的地層水不斷替換濃度高的鹽水，吸附層溶脹，有效地控制地層水的產(chǎn)出，烴類仍能通過高的鹽水，吸附層溶脹，有效地控制地層水的產(chǎn)出，烴類仍能通過孔隙中間流動?？紫吨虚g流動。672021-12-16方法方法2 2：在原理上與方法在原理上與方法1

53、1相似。聚合物分子是呈收縮狀態(tài)注入地相似。聚合物分子是呈收縮狀態(tài)注入地層，在生產(chǎn)過程中依靠分子溶脹來堵水。不同的是用非離子型的層，在生產(chǎn)過程中依靠分子溶脹來堵水。不同的是用非離子型的PAMPAM代替陰離子型的代替陰離子型的HPAMHPAM，吸附層的脹漲是通過加入溶脹劑進行，吸附層的脹漲是通過加入溶脹劑進行化學處理，不是靠鹽度的遞減來實現(xiàn)?；瘜W處理，不是靠鹽度的遞減來實現(xiàn)。 在實驗中用質量分數(shù)為在實驗中用質量分數(shù)為1%1%的的K K2 2COCO3 3作為溶脹劑，使作為溶脹劑，使PAMPAM分子分子適度堿性水解在地層中溶脹。施工時不必考慮地層水的礦化度而適度堿性水解在地層中溶脹。施工時不必考慮地

54、層水的礦化度而將聚合物溶解并注入地層。非離子型的將聚合物溶解并注入地層。非離子型的PAMPAM分子對鹽水幾乎沒有敏分子對鹽水幾乎沒有敏感性，與感性，與HPAMHPAM相比，相比，PAMPAM水溶液的粘度稍低而在儲層巖石上的吸水溶液的粘度稍低而在儲層巖石上的吸附量增加。附量增加。682021-12-16 (2) (2)部分水解聚丙烯腈部分水解聚丙烯腈(HPAN)(HPAN) 水解聚丙烯腈作為一種選擇性堵水劑主要用水解聚丙烯腈作為一種選擇性堵水劑主要用于地層水中多價金屬離子含量高的地層。于地層水中多價金屬離子含量高的地層。HPANHPAN的特點的特點 與地層水中的電解質作用形成不溶的聚丙烯與地層水

55、中的電解質作用形成不溶的聚丙烯酸鹽，但沉淀物的化學強度低，形成的聚丙烯酸酸鹽，但沉淀物的化學強度低，形成的聚丙烯酸鈣是溶解可逆的。水解聚丙烯酸鹽沉淀物存在淡鈣是溶解可逆的。水解聚丙烯酸鹽沉淀物存在淡化問題，在淡水中析出離子開始變軟，最后溶解化問題，在淡水中析出離子開始變軟，最后溶解。692021-12-16 選堵機理：選堵機理： HPAN(HPAN(粘度粘度250250500mPas)500mPas)結構中羧基與含結構中羧基與含有多價金屬離子有多價金屬離子CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+的地層水的地層水( (或人工或人工配制的高礦化度水配制的高礦化度水) )作用，形成彈性膠

56、凝體作用，形成彈性膠凝體( (聚丙聚丙烯酸鹽烯酸鹽) )。隨時間自行硬化，封堵水道。油層中不。隨時間自行硬化，封堵水道。油層中不合高價金屬離子，合高價金屬離子， HPANHPAN不能生成沉淀，在油井生不能生成沉淀，在油井生產(chǎn)時隨油流帶回地面。產(chǎn)時隨油流帶回地面。702021-12-16 (3)(3)聚丙烯酸類聚丙烯酸類 聚丙烯酸類聚合物是指聚丙烯酸類聚合物是指丙烯酸丙烯酸、甲基丙烯酸甲基丙烯酸和和它們的衍生物的均聚物和共聚物它們的衍生物的均聚物和共聚物。 性質：性質：這類聚合物一般在水中有很好的溶解這類聚合物一般在水中有很好的溶解度，聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸在水中的溶解度隨度，聚丙烯酸和聚甲基丙

57、烯酸在水中的溶解度隨溫度、中和度和水的礦化度變化。溫度、中和度和水的礦化度變化。 聚丙烯酸同樣聚丙烯酸同樣可以與多價金屬離子，如可以與多價金屬離子，如A1A13+3+、TiTi4+4+、CrCr3+3+等作用，等作用，發(fā)生交聯(lián)用于地層封堵。發(fā)生交聯(lián)用于地層封堵。712021-12-16 使用甲基丙烯酸使用甲基丙烯酸甲基丙烯酸二乙胺鹽共聚甲基丙烯酸二乙胺鹽共聚物堵水，效果比用甲基丙烯酸均聚物好。這種聚物堵水，效果比用甲基丙烯酸均聚物好。這種聚合物是在甲基丙烯酸水溶液中加入二乙基胺聚合合物是在甲基丙烯酸水溶液中加入二乙基胺聚合成，聚甲基丙烯酸二乙胺鏈節(jié)質量分數(shù)為成，聚甲基丙烯酸二乙胺鏈節(jié)質量分數(shù)為

58、4040，堵水作業(yè)使用質量分數(shù)堵水作業(yè)使用質量分數(shù)18.518.5的聚合物水溶液，的聚合物水溶液，其中含有質量分數(shù)其中含有質量分數(shù)1010左右未反應的二乙基胺，左右未反應的二乙基胺，優(yōu)點優(yōu)點是是:a:a聚合物中存在胺鹽段和二乙基胺，形成聚合物中存在胺鹽段和二乙基胺，形成的堵塞物體積較大；的堵塞物體積較大；b b溶液中存在有胺，和多價金溶液中存在有胺，和多價金屬離子形成絡合物，填補凝膠中存在的孔隙屬離子形成絡合物，填補凝膠中存在的孔隙;c;c胺胺使聚合物其對巖石表面的吸附和對水的束縛力增使聚合物其對巖石表面的吸附和對水的束縛力增大。大。722021-12-16各類水溶性聚合物選擇性堵劑各類水溶性

59、聚合物選擇性堵劑各類水溶性聚合物選擇性堵劑各類水溶性聚合物選擇性堵劑（1 1）烯丙基類聚合物）烯丙基類聚合物（2 2）陰離子、陽離子、非離子三元共聚物）陰離子、陽離子、非離子三元共聚物（3 3）分散體系）分散體系（4 4）皂類）皂類732021-12-162 2、陰離子、陽離子、非離子三元共聚物、陰離子、陽離子、非離子三元共聚物 兩性聚合物是由一種陰離子單體，一種陽離兩性聚合物是由一種陰離子單體，一種陽離子單體和一種中性子單體和一種中性( (非離子非離子) )單體聚合而成的三元單體聚合而成的三元共聚物。共聚物。742021-12-16 是一種陰、陽、非離子三元共聚物，是由丙是一種陰、陽、非離子

60、三元共聚物，是由丙烯酰胺烯酰胺(AM)(AM)和（和（3 3酰胺基酰胺基33甲基甲基) )丁基三甲基氯丁基三甲基氯化銨化銨(AMBTAC)(AMBTAC)共聚水解得到的，相對分子質量大共聚水解得到的，相對分子質量大于于1010萬，水解度在萬，水解度在0 05050之間，堵水使用濃度為之間，堵水使用濃度為1001005000mg/L5000mg/L。堵劑分子中含有陰離子、陽離子。堵劑分子中含有陰離子、陽離子和非離子結構單元，陽離子結構單元可與帶負電和非離子結構單元，陽離子結構單元可與帶負電的砂巖表面產(chǎn)生牢固的化學吸附，陰離子、非離的砂巖表面產(chǎn)生牢固的化學吸附，陰離子、非離子結構單元除有一定數(shù)量吸