油井选择性堵水剂


油井选择性堵水剂适用于不易用封隔器将油层与待封堵水层分开时的施工作业。目前所采用的选择性不尽相同,但它们都是利用油和水,出水层和出油层之间的差异进行堵水。这类堵剂并不是只堵水层,不堵油层,实际上它对油,水都堵,只是使水相渗透率降低远大于对油的渗透率的影响。这类堵剂按分散介质的不同分为三类,即水基堵剂、油基堵剂和醇基堵剂,它们分别以水,油和醇作溶剂配制而成。
1水基堵剂
水基堵剂是选择性堵剂中应用最广,品种最多,成本较低的一类堵剂,它包括各类水溶性聚合物、泡沫、乳状液及皂类等。其中最常用的是水溶性聚合物。
5.3.1.1烯丙基类聚合物
(1)部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)
HPAM分子链上有—CONH2和羧基—COOH,对油和水有明显的选择性,它降低油相渗透率最高不超过10%,而降低水相渗透率可超过90%。
在油井中,HPAM堵水剂的选择性表现在四个方面:①由于出水层的含水饱和度较高,所以HPAM优先进入出水层;②在出水层中,HPAM中的酰胺基-CONH­2羧基-COOH可通过氢键优先吸附在由于出水冲刷而暴露出来的岩石表面;③HPAM分子中未被吸附部分可在水中伸展,降低地层对水的渗透率;HPAM随水流动时为地层结构的喉部所捕集,堵塞出水层;如图5-9;④进入油层的HPAM,由于砂岩表面为油所覆盖,所以在油层不发生吸附,因此对油层影响甚小。
5-9HPAM在砂岩表面的吸附
(a)通过—COOH形成的氢键
(b)通过—CONH2形成的氢键
①堵水机理:
一般认为HPAM的堵水机理为粘度、粘弹效应和残余阻力。HPAM溶液的粘度在流速增加及孔隙度变化的情况下都下降,利于HPAM溶液进入地层深度。当HPAM溶液达到相当高的流速时,就会表现出粘弹效应。残余阻力是堵水作用中最主要的作用,其中包括吸附、捕集和物理堵塞。
吸附作用:HPAM以亲水膜的形式吸附在地层岩石表面上,当遇到水时,便因吸水而膨胀,从而降低饱和地带的水相渗透率。当遇到油时,HPAM分子不亲油,分子不能在油中伸展,因此对油的流动阻力影响小。进入油层的HPAM,由于砂岩表面为油所覆盖而不发生吸附,因此不堵塞油层。
捕集作用:HPAM分子很大,相对分子质量为几百万至几千万。分子链具有柔顺性,松弛时一般蜷曲呈螺旋状,而在泵送通过孔隙介质时受剪切和拉伸作用而发生形变,沿流动方向取向,能够容易地注水地层,且外力消除后,分子又松弛成螺旋状。当油气井投产时,蜷曲的聚合物分子便桥堵孔隙喉道阻止水流。但油气能使大分子线团体积收缩,故能减少出水量而油气产量不受影响。这种堵塞是可以恢复的,只要流速超过临界值,这种捕集作用便消失了。
物理堵塞:HPAM分子链上的活性基团能与地层水中的多价金属离子反应生成凝胶,由此可限制流体通过多孔介质。
②交联的聚丙烯酰胺
当聚合物最初用于堵水时,聚合物分子的吸附与机械滞留导致水相渗透率的降低,储层中注入阴离子HPAM,在低渗透层堵水效果好,而高渗透层堵水效果较差。这是因为聚合物分子在砂岩上是单层吸附,且吸附作用小,容易被驱替 ,特别是在高渗或裂缝性地层中,水流经过的孔道直径比高分子尺寸大,使其堵水效果降低,因而发展了交联聚丙烯酰胺。它是利用交联生成大量网状结构的粘弹性物质占据小孔隙,从而导致水相渗透率的降低。交联剂通常为含高价金属离子(Cr3+,Ti3+,Zr4+)和有机化合物,包括醋酸铬、柠檬酸铝/柠檬酸钛、甲醛、低分子量树脂及乌洛托品、对苯二酚等物质。交联后的HPAM抗剪切安定性和稳定性都有改善。虽然这种方法能够提高堵水能力,但也易使堵剂失去选择性。
a.铬交联技术
早先人们常采用HPAM与Cr3+交联形成冻胶进行堵水。典型配方中有:HPAM、硫代硫酸钠和重铬酸钠,调节pH值(3~5),在温度130℃以下使用。在此过程中,Cr6+被还原成Cr3+,反应式为反应生成的Cr3+再与HPAM上的—COOH交联形成网状体,以上过程必须有H+参加。由于交联过程中铬的强脱水收缩,限制了其现场应用。
b.铝交联技术
对低渗透层,在HPAM溶液段塞前后注交联剂(硫酸铝或柠檬酸铝)溶液。先注入的交联剂可减少砂岩表面的负电荷,甚至可将它转变成正电性,提高地层表面对后来注入的HPAM的吸附强度。后注入的交联剂可使已经吸附的HPAM分子横向交联起来而不易被水所带走。
对高渗透层,可用同样方法反复处理,产生更多的吸附层,形成积累膜。由于积累膜的厚薄是根据地层的渗透率及处理的次数决定,所以此方法可使HPAM用在不同渗透率的地层。
上述交联体系,pH值应控制在4~7之间。
研究表明:pH值在4~7之间,大部分聚合物链上的羟基是离子化羟基,易与铝交联;当pH小于4,大部分聚合物链上的羟基不能与铝交联;当pH大于7时,Al3+生成Al(OH)3,不能提供与羟基交联的铝。
③延缓交联技术
控制体系的pH值、温度或化学交联剂的化学特性,使交联反应不在地面完成,而是在地下所指定的部位完成,这种方法叫延缓交联。这样做不仅利于施工,利于实现选择性,而且可以将堵剂送到地层深处。
国外曾经使用一种碱性延缓液进行选择性堵水,其组成是:①水溶性或水分散聚合物(聚丙烯酰胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、HPAM、聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素、聚多糖等);②交联剂为铝酸盐或钨酸盐;③碱,使溶液的pH值为10。高pH值是为了抑制开始时的交联反应,延长诱导期,使封堵液可在井下流动较长距离。
又如采取自生酸调控堵液pH值延缓HPAM交联技术。该方法适用于灰、砂岩油层,裂缝性油层的选堵作业。体系内自生酸反应式如下:
   (pH=1~3)
           (pH=3~4)
反应生成的 和多余的CH2O都可作为交联剂与PAM、HPAM进行交联。实验发现,单独使用CH2O或交联剂不能兼顾交联速度、交联度、pH值和凝胶热稳定性。如单用CH2O交联时,在pH为3.5~5,温度在50℃下交联时间一般为0.5~5.5小时,但凝胶很不稳定,这是交联过度的反映。为使适度交联,必须在整个交联过程中逐渐供给所需的CH2O且使其不过量。将有机二元交联剂和CH2O共同使用,它们在一定pH值和一定温度下可与PAM、HPAM形成凝胶。化学反应如下:
  
后两个反应为自生酸调节pH值体系,只要在交联过程中介质的pH值为酸性,则会逐渐适量供应CH2O且不会超量,就会延缓交联过程。
④部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)就地膨胀堵水
HPAM就地膨胀堵水方法依据的原理是聚合物在盐水,高矿度水中阳离子屏蔽了大分子链上的负电荷,高分子链在水中蜷曲收缩,水溶液粘度较低,具有较强的吸附能力;而聚合物链在淡水中溶胀伸展,带负电的羧基互相排斥,粘度增高。因此聚合物分子呈收缩状态进入地层,在生产中依靠分子溶胀堵水。见图5-10
5-10 改进的聚丙烯酰胺堵水原理
方法1:在施工作业中,HPAM与高于地层水矿化度的盐水一起注入地层。注入时聚合物分子呈收缩状态,溶液粘度低。此外HPAM分子在收缩状态时的吸附能力比溶胀状态时强,因此在地层孔隙表面上形成了一层致密的吸附层。在生产过程中,矿化度小的地层水不断替换浓度高的盐水,使吸附层溶胀,从而有效地控制地层水的产出,而烃类仍能通过孔隙中间流动。
方法2:在原理上与方法1相似。聚合物分子也是呈收缩状态注入地层,在生产过程中依靠分子溶胀来堵水。不同的是用非离子型的PAM代替了阴离子型的HPAM,吸附层的长大是通过加入溶胀剂进行处理,而不是靠矿化度的递减来实现。实验中用质量分数为1%的K2CO3作为溶胀剂,使PAM分子适度碱性水解并在地层中溶胀。施工时不必考虑地层水的矿化度而将聚合物溶解并注入地层。非离子型的PAM分子对盐水几乎没有敏感性。与HPAM相比,PAM水溶液的粘度稍低而在储层岩石上的吸附量增加。
(2)部分水解聚丙烯腈
HPAN国内原材料是由腈纶废丝的碱性水解得到。
水解聚丙烯腈作为一种选择性堵水剂主要用于地层水中多价金属离子含量高的地层。HPAN的分子结构如下:
①HPAN的特点:与地层水中的电解质作用形成不溶的聚丙烯酸盐,但沉淀物的化学强度低,形成的聚丙烯酸钙是溶解可逆的。水解聚丙烯酸盐沉淀物存在淡化问题,即在淡水中由于析出离子开始变软,最后溶解。化学反应如下:
②选堵机理:HPAN(粘度250~500mPa·s)结构中羧基与含有多价金属离子Ca2+、Mg2+、Fe3+的地层水(或人工配制的高矿化度水)作用,生成丙烯酸盐沉淀,封度地层孔道,控制水的流动。而油层中不含高价金属离子,HPAN不能生成沉淀,在油井生产时随油流带回地面,因而有选择性封堵作用。
HPAN用于高矿化度地层堵水时,地层水中多价离子含量要求大于30g/L。如果地层水矿化度不够高,可采用人工矿化的办法,即在注入HPAN溶液的前置液和后置液中交替补注一些多价金属盐溶液,例如氯化钙、氯化亚铁、硝酸铝等溶液,以增加沉淀物量,提高封堵效果,当向地层注入氯化钙水溶液时,HPAN的羧基能发生如下反应:
反应生成物为稳定的絮状物,可有效地堵塞出水层。其基本配方(质量%)为:甲液为浓度6.5%~8.5%的HPAN溶液,乙液为浓度20%~30%的CaCl2水溶液,隔离液为轻质原油或柴油,配比(体积)为:甲液:乙液:隔离液=2:1:1。该配方适用于砂岩油层堵水,处理层温度为40~90
在HPAN溶液中添加磷酸氢二钾(K2HPO4)或磷酸二氢钾(KH2PO4)可进行单液法堵水,由于K2HPO4或KH2PO4可与地层水中的多价金属阳离子作用,生成酸式磷酸盐固体沉淀,并与HPAN的多价金属盐沉淀混合在一起,其封堵效果显著,常用的配方(质量%)为:K2HPO45%~20%,HPAN5%~10%。
从结构上看,HPAN和HPAM相类似,也能与一些交联剂发生交联反应,生成网状结构的冻胶进行堵水。常用的交联剂包括:甲醛、低分子量苯酚—甲醛缩聚物、乌洛托品等。
其他的配方有:
配方一:HPAN-甲代苯撑基双异氰酸酯/聚氧丙烯二醇缩聚物:用甲代苯撑基双异氰酸酯/聚氧丙烯二醇缩聚物配成的质量分数为50%的丙酮溶液代替甲醛和HCl交联HPAN,可使地层堵水率由75%提高到90%~94%。
配方二:HPAN-甲醛溶液+乌洛托品+氯化铵。其配方(质量比)为:质量分数10%的HPAN占70%~80%,质量分数37%的甲醛占14%~20%,乌洛托品占1%~5%,NH4Cl占1%~9%,由上述组分得到的混合体系凝胶稳定性好,不失水,不收缩,封堵效率高。
配方三:HPAN-水泥:在HPAN溶液中加入适量水泥悬浮物,一方面可将水泥导入较深地层,还可增加封堵的强度。前苏联用该法施工89口井,成功率79%。
(5)阴阳非离子三元共聚物
①部分水解的丙烯酰胺-(3-酰胺基-3-甲基)-丁基三甲基氯化铵共聚物。
这是一种阴阳非离子三元共聚物。这种共聚物是通过丙烯酰胺(AM)与(3-酰胺基-3-甲基)丁基三甲基氯化铵(AMBTAC)共聚水解得到,所以它也叫部分水解的AM/AMBTAC共聚物。上面分子式中最好在85:15到65:35范围,相对分子质量大于1×105,水解度在0~50%之间。堵水使用浓度为100~5000mg/L。
从分子式可以看到,这种堵剂的分子中有阴离子、阳离子和非离子链节。它的阳离子链节可与带负电的砂岩表面产生牢固的化学吸附,它的阴离子、非离子链节除有一定数量吸附外,主要是伸展到水中增加水的流动阻力,其封堵能力优于HPAM。表5-5 说明,它比HPAM有更好的封堵能力。
5-5部分水解AM/AMBTACHPAM封堵能力的比较
聚合物
阻力系数
残余阻力系数
部分水解AM/AMBTAC
HPAM
7.229
5.023
3.739
2.031
②部分水解的AM-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAC)共聚物
另有一种阴阳非离子三元共聚物的结构式为:
这种共聚物是通过丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAC)共聚、水解得到,也称为部分水解AM/DMDAC共聚物。上式中的(质量比)最好为1:1:1。这种共聚物一般与粘土防膨剂、互溶剂和表面活性剂一起使用。例如将0.2%~3%共聚物溶于2%氯化钾中,再加入5%~20%互溶剂(如乙二醇丁醚)和0.1%~1.0%表面活性剂(可与阴离子、非离子型表面活性剂或含氟的季铵盐表面活性剂)一起使用。
③CAN-1共聚物
还有一种阴阳离子三元共聚物的结构式为:
这种共聚物是由丙烯酸(AA)、AM和DMDAC按1:1:1比例聚合而成的,该聚合物中AA为30%,AM为40%,DMDAC为10%,其余20%为未聚合的游离DMDAC,使用时常用清洁盐水作载液,以避免伤害水敏性粘土层,还应含有互溶剂乙二醇丁醚和表面活性剂阳离子季铵盐,其作用是清洗地层,用以帮助润湿岩石表面及穿透油层表面,并帮助返排液体。现场试验表明,它可用于砂岩、碳酸盐岩和白云石等地层的堵水,其适宜配方(体积%)为:共聚物(AA-AM-DMDAC)1%、互溶剂10%、表面活性剂0.2%、KCl溶液2%。
(4)颗粒型高吸水树脂堵水剂 
超强吸水树脂始于1961年美国的淀粉接枝丙烯腈。20世纪70年代,高吸水性聚合物得到了长足的发展,目前人们开始将它应用于石油开采中。应用它的高吸水性可对油井进行选择性封堵水,降低采出油的含水率,对水井的高渗透层进行堵塞,调整地层的吸液剖面,使水转注入低渗透层,增加驱油效果,提高采收率。吸水树脂根据原料来源可分为淀粉型、纤维素型和合成聚合物型。油田中使用的多以丙烯酸丙烯酰胺为原料合成聚合物型吸水树脂,而且该吸水树脂常采用非均相合成法,应用时直接将吸水凝胶用胶体磨研磨成具有一定粒径的颗粒,现场应用时配成一定浓度的盐水溶液注入地层。
5.3.1.2泡沫堵水
泡沫是一种多相热力学不稳定分散体系。它作为一种选择堵水剂主要是由其外相(连续相)所决定。
泡沫堵水剂中常用的起泡剂有十二烷基磺酸钠(AS)和十二烷基苯磺酸钠(ABS)等。为了提高泡沫稳定性,可在起泡剂中加入稠化剂羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、HPAM、膨润土及碳酸钙粉末。制备泡沫用的气体可以是空气,氮气或二氧化碳。后两种气体可由液态转变而来。特别是液态二氧化碳使用方便,当温度达31.0℃(二氧化碳的临界温度)时就转变为气体。氮气也可用化学反应产生,方法是向地层注NH4Cl和NaNO2或NH4NO2,用pH值控制系统(如NaOH+CH3COOCH3)使体系先碱后酸,即开始时体系为碱性,抑制氮气产生,当体系进入地层后,pH值转变为酸性,亚硝酸铵分解产生氮气,起泡剂溶液转变为泡沫。其化学反应如下:
泡沫堵水的作用机理主要是:(1)泡沫以水作外相,可优先进入出水层,泡沫粘附在岩石孔隙表面上,能阻止水在多孔介质中的自由运动。岩石表面原有的水膜,能阻碍气泡的粘附,加入一定量的表面活性剂(起泡剂)能减弱这种水膜。(2)由于气泡通过多孔介质的细小孔隙时需要变形,由此而产生的Jamin效应和岩石孔隙中泡沫的膨胀,使水在岩石孔隙介质中的流动阻力大大增加。
由于油水界面张力远小于水气界面张力,按界面能减小的规律,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使得泡沫在油层不稳定。因此,泡沫也是一种选择性堵剂。
用于堵水的两相泡沫的一般配方(质量%)为:起泡剂浓度0.5%~3%,稳定剂浓度0.3%~1.5%,泡沫的气含率(体积)为70%~85%。为了提高泡沫的效果,常采用由水溶液、气体和固体粉末(如膨润土、碳酸盐粉等)组成的三相泡沫进行堵水。三相泡沫堵水剂的典型配方(质量%)为ABS1.5%~2.0%,CMC0.5%~1.0%,膨润土6%~8%,气含率为70%~80%。用凝胶泡沫堵水可以提高其有效期,凝胶泡沫由水溶液、气体和凝胶组成。常用的凝胶有HPAN-甲醛凝胶(配方为:浓度为10%的HPAN占13%,37%的甲醛占20%,10%的HCl溶液占13%,均为体积%)和硅酸钠凝胶(配方为:硅酸钠浓度6%,碳酸铵浓度0.5%,均为质量%),凝胶泡沫的气含率较小,只有40%~60% ,泡沫的液膜由凝胶产物形成,具有泡沫和凝胶的双重特性。由于凝胶泡沫具有良好的稳定性和机械强度,所以适用于封堵高产液量裂缝性含水层和中、高渗透地层。当其与原油接触时,泡沫凝胶被破坏,故是一种理想的选择性堵剂,典型配方(质量%)为:AS 0.5%,CMC(稳定剂)0.6%,碳酸铵 0.5%,硅酸钠 6.0%。
5.3.1.3松香酸皂
松香酸(C19H29COOH),浅黄色,高皂化点,非结晶。松香酸不溶于水,其Na皂、NH4溶于水。
松香酸钠是由松香(80%~90%松香酸)与碳酸钠(或NaOH)反应生成:
而松香酸钠可与钙、镁离子反应,生成不溶于水的松香酸钙、松香酸镁沉淀:
将NaOH用水溶解加热到90℃,然后加入松香进行皂化,再用水稀释成7%~15%的浓度,其产物松香酸钠水溶液泵入地层后,与地层中的钙、镁离子发生反应生成固体沉淀,可堵塞出水层段。制备松香酸钠的各组分配比为:松香:氢氧化钠=1:0.18(质量),堵剂配制液的粘度<30mPa·s,易泵入地层并能优先进入出水层。由于出油层不含钙、镁离子,故不发生堵塞,所以称为选择性堵水剂。使用温度为40~60℃,凝固时间0.5~3h。该堵剂适用于砂岩油井堵水,地层水中钙、镁离子含量大于5000mg/L,可采用单液法注入,也可采用段塞法注入。
类似的还有山嵛酸钾皂和环烷酸皂。炼油厂的碱渣主要成分是环烷酸皂。这种废液是暗褐色易流动液体,密度和粘度都接近于水,热稳定性好,无毒,易于同水和石油混溶,但对CaCl2水溶液极为敏感。它和Ca(OH)2水溶液反应时生成强度高、粘附性好的憎水性堵水物质。
化学反应为:
2油基堵剂
5.3.2.1有机硅类
适用于选择性堵水的有机硅化合物较多,烃基卤代甲硅烷是有机硅化合物中使用最广泛的一种易水解、低粘度的液体,其通式为RnSiX4-n 。其中R为烃基、X表示卤素(F、Cl、Br、I),n为1~3的整数。由于烃基卤代甲硅烷是油溶性的,所以须将其配成油溶液使用。它有两个重要性质可以决定其堵水的选择性。以二甲基二氯甲硅烷(CH3)2SiCl2为例。
(1)它可与砂岩表面的羟基反应,使砂岩表面增水化,其反应可表示如下:
由于出水层的砂岩表面由亲水反转为亲油,增加了水的流动阻力,因而减少了油井出水。
(2)它可与水反应生成硅醇。硅醇很易缩聚,生成聚硅醇。
下面是(CH3)2SiCl2与水的反应:
二甲基甲硅二醇很易缩聚,生成聚合度足够高的不溶于水的聚二甲基甲硅二醇沉淀,封堵出水层。
实际应用中,由于烃基卤代硅烷价格昂贵,并且与水反应剧烈,不便于直接使用,所以常采用烷基氯硅烷生产过程中的釜底残液部分水解制堵剂。该堵剂适用于砂岩油层堵水,适用井温为150~200℃。需要注意的是施工时要求绝对无水。
5.3.2.2稠油类堵剂
(1)活性稠油。活性稠油是指溶有表面活性剂的稠油。活性稠油泵入地层后与地层水形成油、水分散体,产生粘度比稠油高得多的油包水型乳状液,并改善岩石界面张力。体系中油滴使水的流动受阻产生贾敏效应,降低水相渗透率。而在油层,由于没有水,或即使有水但数量很少,也不能形成高粘的乳状液,因此油受到的阻力就很小。可见,活性稠油对油井的出水层有选择性封堵作用。
稠油中本身含有一定数量的W/O型乳化剂,如:环烷酸、胶质、沥青质。这类表面活性剂往往由于HLB值太小不能满足稠油乳化成油包水型乳状液的需要,所以需加入一定量HLB值较大的表面活性剂。如:AS、ABS、油酸、Span-80等。
配制活性稠化油的稠油(胶质、沥青质含量大于50%)粘度最好在300~1000mPa·s,表面活性剂在稠油中的浓度一般为0.05%~2%(质量)。活性稠油用量为每米厚油层5~2m3
(2)稠油-固体粉末。在乳化剂的作用下,稠油、固体粉末混合液泵入地层后与地层水形成油包水型乳状液,可改变岩石表面性质,使地层水的流动受阻并因此降低水相渗透率。其稠油中胶质和沥青含量应大于45%,粘度大于500mPa·s,固体粉末贝壳粉、石灰或水泥的粒度为150~200目,表面活性剂为AS或ABS。配方组成(质量)为:稠油:粉末:水=100:3:230。该堵剂可用于出水类型为同层水的砂岩油层堵水,在注入地层前应加热至50~70℃。
(3)偶合稠油。该堵剂是将低聚合度、低交联度的苯酚-甲醛树脂或它们的混合物(21时最好为液体)作偶合剂溶于稠油中配制而成。这些树脂与地层表面反应,发生化学吸附,加强地层表面与稠油的结合(偶合),使稠油不易排出,从而延长有效期。
5.3.2.3超细水泥(SPSC)
普通水泥的平均粒径约为25μm。超细水泥的颗粒小于10μm,平均小于5μm。选择性堵水作业(SWCP)仅用小于5μm的微细水泥很难成功,因为它很难进入深部,联合使用延迟交联的复合聚丙烯酰胺,可以进入油层深部,将近井地带通道封死并有助于防止聚合物返排出来。
可将超细水泥配成高浓度延迟反应油基水泥浆,进入高渗透或裂缝大通道封堵水层。此溶液仅在遇到水后沉积形成堵塞。
3醇基堵剂
5.3.3.1松香二聚物的醇溶液
松香可在硫酸作用下进行聚合,生成松香二聚物。
松香二聚物易溶于低分子醇(如甲醇、乙醇、正丙醇等)而难溶于水,当松香二聚物的醇溶液与水相遇,水即溶于醇中,减少了它对松香二聚物的溶解度,使松香二聚物饱和析出。由于松香二聚物软化点较高(至少100℃),所以松香二聚物析出后以固体状态存在,对于水层有较高的封堵能力。
在松香二聚物的醇溶液中,松香二聚物的含量为40%~60%(质量),含量太大,则粘度太高;含量太小,则堵水效果不好。其用量为每米厚地层1m2左右。
5.3.3.2醇-盐水沉淀堵剂
该方法是向注水井地层先注入浓盐水,然后再注入一个或几个水溶性醇类(如乙醇)段塞。醇与盐水在地层混合后会产生盐析,封堵高渗透层,使其渗透率降低50%,使原油采收率提高15%。实验表明:盐水的浓度为25%~26%(质量),乙醇的浓度为15%~30%`(质量)时是适宜的,其注入量为0.2~0.3PV,采用多段塞比段塞方法的效果更为明显。由于醇和盐水的流动性好,有利于选择性封堵高渗透含水层。
5.3.3.3醇基复合堵剂
C.M.等人在实验研究的基础上,研制了一种新的封堵材料,主要成分为水玻璃(Na2O•mSiO2•nH2O,模数为2.9);第二种组分为,其作用是与地层水混合后能提高混合液的粘度和悬浮能力;第三种组分是浓度不高的含水乙醇,作用是加速盐类离子的凝聚过程。乙醇能提高吸附离子接近硅酸胶束表面膜的能力,从而可增加凝胶的吸附量。该堵剂遇水后析出沉淀堵塞水流通道。
综上所述,在选择性堵剂中,聚合物堵剂、泡沫堵剂和稠油堵剂以其各自特点引起了人们的重视。部分水解聚丙烯酰胺有独特的堵水选择性,且易于交联,适用于不同渗透率的地层。泡沫虽有效周期短,但能用于大规模施工,成本低,且对油层不会产生伤害,是一种较好的选择性堵剂。稠油是堵剂中唯一可回收使用的堵剂,它与泡沫有相同的优点。