调剖调驱专项技术

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1、调剖调驱专项技术调剖调驱专项技术 1一、调剖调驱的必要性及现状一、调剖调驱的必要性及现状二、调剖调驱化学剂体系二、调剖调驱化学剂体系 三、调剖调驱潜力评价技术三、调剖调驱潜力评价技术四、调剖调驱优化设计技术四、调剖调驱优化设计技术 五、调剖调驱效果评价技术五、调剖调驱效果评价技术主要内容2一、调剖调驱的必要性及现状目前，中油股份公司东部老油田均已进入高含水、特高含水开采期 。据统计，股份公司可采储量的85%以上、年产油量的80%来自含水大于 80%的高含水油藏，改善高含水油田水驱开发效果是油田开发工作的主体 和重点。高含水油藏原始非均质性严重，加之长期水流冲刷逐渐形成的 大孔道，导致注水沿大孔

2、道或高渗条带低效或无效循环，严重影响水驱 开发效果和油田开发整体效益。我国自50年代开始进行堵水技术的探索和研究。玉门老君庙油田自 1957年就开始进行封堵水层的工作，1957年1959年6月，共堵水66井次 ，成功率61.7。七十年代以来，大庆油田在机械堵水，胜利油田在化 学堵水方面有较快的发展。其它油田也得到相应的发展。八十年代初期 进一步提出了注水井调整吸水剖面来改善一个井组或一个区块整体的注 水波及效率的新目标，经过多年的发展，已形成机械和化学两大类堵水 调剖技术，主要包括油井堵水技术、注水井调剖技术、油水井对应堵水 、调剖技术、油田区块整体堵水调剖技术和油藏深部调剖技术。相应地 研制

3、成功八大类近百种，堵水、调剖化学剂。总体来讲，我国堵水调剖 技术的研究内容和应用规模，其发展大体经历了四个阶段。350至70年代，油井堵水为主，堵剂材料主要是水泥、树脂、活性稠油 、水玻璃/氯化钙等。70至80年代，随着聚合物及其交联凝胶的出现， 堵水调剖剂研制得以迅速发展，以强凝胶堵剂为主，作用机理多为物理 屏障式堵塞，以调整近井地层吸水剖面及产液剖面为目的。90年代， 油田进入高含水期，调剖技术也进入鼎盛期，其中深部调剖(调驱)及相 关技术得到快速发展，以区块综合治理为目标。2000年以后，基于油 藏工程的深部调剖改善水驱配套技术的提出，使深部调剖技术上了一个 新台阶，将油藏工程技术和分析

4、方法应用到改变水驱的深部液流转向技 术中。处理目标是整个油藏，作业规模大、时间长。 堵水调剖及相关配套技术在高含水油田控水稳产(增产)措施中占有重要 地位，但随着高含水油藏水驱问题的日益复杂，对该领域技术要求越来 越高，推动着堵水调剖及相关技术的不断创新和发展，尤其近年来在深 部调剖(调驱)液流转向剂研究与应用方面取得了许多新进展，形成包括 弱凝胶、胶态分散凝胶(CDG)、体膨颗粒、柔性颗粒等多套深部调剖(调 驱)技术，为我国高含水油田改善水驱开发效果、提高采收率发挥着重要 作用。仅中国石油天然气股份有限公司(中国石油)所属油田近年来的堵 水调剖作业每年就达到了2500-3000井次的规模，增

5、产原油超过50万吨/ 年。目前，我国油田堵水调剖的综合技术水平处于国际领先地位。一、调剖调驱的必要性及现状4二、调剖调驱化学剂体系 1、交联聚合物弱凝胶深部调剖技术 主要由聚丙烯酰胺与交联剂组成。HPAM浓度一般800-3000mg/L，可实现地层中的动 态封堵。现场广泛应用，不适宜高矿化度、90以上的低渗地层 2、胶态分散凝胶（CDG）调驱技术 由美国TIORCO提出，分子内交联聚合物凝胶体系，聚合物浓度300-800mg/L，但其耐 温耐盐性能及封堵差，成胶条件苛刻，目前的研究及应用更趋向弱凝胶。 3、体膨颗粒深部调剖（调驱）技术 体膨颗粒具有较好的耐温抗盐性及广泛的油藏及流体适应性，在高

6、含水大孔道油田 具有广泛应用，但不适宜小孔低渗油层深部调剖作业 4、微生物深部调剖技术 微生物用于注水井调剖最早始于美国，国内大港、大庆油田也有研究和应用，但细 菌的大量繁殖及代谢需要苛刻的环境条件，一般不适宜高温高盐油层条件。 5、无机凝胶涂层深部调剖技术 中石油研究院研究提出的一种新型深部调剖方式，该调剖剂借用地层水高矿化度离 子形成无机凝胶，通过吸附涂层方式在岩石骨架逐渐结垢形成凝胶涂层，使流动通 道逐渐变窄形成流动阻力，使流体转向扩大波及体积。2006.3塔里木轮南油田（温 度120 、矿化度20万mg/L）LN203井进行了现场试验，处理后获得了注水压力升 高、吸水剖面明显改善、油井

7、增油降水等效果。5化学调剖作用原理化学调剖作用原理 分 流调剖剂优先进入流动阻力低的高渗透层段，并在预定时间内生成冻胶、凝胶或固体沉淀，对高渗透层段造成封堵，迫使注入水改变流动方向而进入中低渗透层段 改善流度用溶胶、冻胶进行调剖时，注入水将沿聚合物的边缘流动，聚合物与水接触的部分逐渐溶解、溶胀，增加了水的粘度，从而改变了油水流度比，提高了面积扫油效率，扩大了调剖的影响半径。 堵 塞聚合物链上有许多反应基团与交联剂发生交联反应，形成 网状结构，把水包含在晶格结 构中形成具有粘弹性的冻胶体 ，这种冻胶体在孔隙介质中形 成物理堵塞，阻止水流通过或 改变水流方向，而未被交联的 分子或分子上的极性基团，

8、可 卷缩在孔道中，起到阻止水流 的作用。 一、化学调剖作用原理一、化学调剖作用原理 二、调剖调驱化学剂体系 6冻胶类凝胶类颗粒类树脂类沉淀类泡沫类调调 剖剖 剂剂二、调剖剂二、调剖剂二、调剖调驱化学剂体系 71 1、冻胶类调剖剂、冻胶类调剖剂OCrOOC=OCH-CH2-NHCH2NHC=OCH-CH2-O冻胶类调剖剂是以水溶性线性高分子材料（PAM、HPAM、HPAN、XC、CMC等）为主剂，以高价金属离子（Cr3+、Al3+、Ti4+等）或醛类为交联剂，在地层条件下发生交联反应，生成具有网状结构的不溶于水的冻胶，堵塞地层孔隙，阻止注入水沿高渗透层流动。Cr3+交联：CH2-CH- CH-C

9、H2- 醛类交联： CH2-CH-O=C C=O O=C二、调剖调驱化学剂体系 8冻 胶 类木 素 冻 胶聚丙烯酰胺冻胶其 他 类 冻 胶二、调剖调驱化学剂体系 9（1）木素冻胶木素冻胶的主剂为木质素磺酸盐（酸法造纸工业的副产品，为木质素和芳香植物醇的总称）。油田常用的为木质素磺酸钙盐（简称木钙）和木质素磺酸钠盐（简称木钠）。木钙和木钠中含有甲氧基、羟基、双键、醚键、羧基、芳香基和磺酸基等多种官能团，其化学结构十分复杂。木素冻胶调剖剂中，木钙、木钠和PAM为主剂，起交联作用的为Cr3+。二、调剖调驱化学剂体系 10木钙或木钠中的还原糖及其分子中的羟基和醛基在一定条件下将Cr6+还原为Cr3+，

10、Cr3+在水中通过与水络合、水解、羟桥作用产生多核羟桥络离子： R-CH2OH Na2Cr2O7 8HR-CHO 2Na 2Cr3+ 7H2OR-CHO Na2Cr2O7 8HR-COOH 2Na 2Cr3+ 4H2OCr Cr Cr CrH2O OH H2O OH H2O OH H2OH2O OH H2O OH H2O OH H2O二、调剖调驱化学剂体系 11常用的木素冻胶调剖剂 序号名 称基本组组成，（质质量）主要性能与适用条件 1铬铬木素冻冻胶调调剖剂剂木钙钙：2.05.0 Na2Cr2O7：4.5适用于5070的地层层大剂剂量调调剖。木钠钠：4.06.0； Na2Cr2O7：2.22.

11、5适用于5070的地层层大剂剂量调调剖。2木质质素磺酸钙调钙调 剖剂剂木钙钙：3.06.0； PAM：0.71.1； CaCl2：0.71.1； Na2Cr2O7：1.01.1。 1木钙钙中的还还原糖、羟羟基和醛醛基在一定条件下还还原Cr6为为Cr3。2Cr3交联联木钙钙、PAM，木钙钙交联联PAM，形成结结构复杂杂的冻冻胶。3适用于终终向渗透率级级差大、油层层厚度大的注水井调调剖。3木质质素磺酸钠调钠调 剖剂剂 木钠钠：4.05.0； PAM：1.0； CaCl2：1.01.6； Na2Cr2O7：1.01.4。 1成胶前粘度低（0.10mPas0.15mPas）、成胶时间时间 可控、热稳热

12、稳 定性好、可 酸化解堵。2适用于温度低于90的地层调层调 剖。 木钠钠：3.04.0； PAM：0.40.6； CaCl2：0.50.6； Na2Cr2O7：0.50.6。 1成胶前粘度低（0.10mPas0.15mPas）、成胶时间时间 可控、热稳热稳 定性好、可 酸化解堵。2成胶时间长时间长 ，适用于大剂剂量处处理高渗透地层层。木钠钠：4.06.0；PAM：0.81.0；CaCl2：0.40.6；Na2Cr2O7：0.91.1。 1成胶前粘度低（0.10 15mPas 0.15mPas）、成胶时间时间 可控、热稳热稳 定性好、可堵可解（酸解）。2适用于温度为为90120的地层调层调 剖。

13、 二、调剖调驱化学剂体系 122、常用聚丙烯酰胺冻胶调剖剂 序号名 称基本组组成，（质质量）主要性能与适用条件1铬铬交联联部分水解聚丙烯烯酰酰胺冻冻胶 HPAM：0.61.0；Na2Cr2O7：0.050.10；Na2S2O3：0.050.15。1Na2S2O3在一定条件下还还原Cr6成Cr3， Cr3交联带联带 有COO 基团团的HPAM生成冻冻胶。2堵剂剂溶液地面粘度低、成胶时间时间 可控、冻冻胶粘度： 2104mPas、堵塞率：95%。3适用于5080砂岩、碳酸盐盐岩油藏堵水调调剖。 2甲醛醛交联联部分水解聚丙烯酰烯酰 胺冻冻胶 HPAM：0.81.5；甲醛醛（37）：0.181.10；

14、苯酚：0.10.5；Na2S2O3：0.05。 1甲醛醛、苯酚与HPAM中的CONH2基团团反应应生成带带有环环状结结构的 聚合物树树脂冻冻胶。冻冻胶中接入芳环环，增加其热稳热稳 定性能。2堵剂剂地面粘度低，成胶时间时间 可控，冻冻胶粘度：（1520） 104mPas、堵水率：98%。3.适用于120150砂岩和碳酸盐盐岩油藏堵调调。 3丙凝 AM：58；N、N-甲叉基双丙稀酰酰胺： 0.010.03；过过硫酸铵铵：0.050.15；缓缓凝剂剂：0.0010.1。1AM与MBAM在过过硫酸铵铵引发发下发发生聚合、交联联反应应生成冻冻胶。2配制液粘度低（95%。3适用于渗透率差异大的4080的地

15、层层堵水调调剖。 4TP-910调调剖剂剂 AM：3.55.0；MBAM：0.0150.03；过过硫酸钾钾：0.0080.02；缓缓凝剂剂：00.004；缓缓冲剂剂：00.6。 1AM与MBAM在过过硫酸铵铵引发发下发发生聚合、交联联反应应，生成具有 网状结结构的高粘聚合物，封堵高渗透吸水层层，迫使注入水转转向； 聚合物在注入水冲刷下溶胀胀、溶解，增加水的粘度，改善流度比 。2配制液地面粘度低（1.04 mPas）、成胶时间时间 ：1 h15h、 冻冻胶粘度：200104mPas。3适用于3090的砂岩和碳酸盐盐岩油藏堵调调。 135BD-861调剖剂 AM：4.05.0；过硫酸铵：0.20.4；861：0.050.10 1AM在过硫酸铵作用下，生成PAM。PAM与861反应生成冻胶。调剖剂优先进入高渗透层，生成冻胶堵塞大孔道。冻胶吸水膨胀，扩大调剖剂影响半径。2地面粘度低