油田用调剖堵水剂的研究现状与发展趋势

韩 静，赵 怡，杨红丽

（延安职业技术学院，陕西 延安 716000）

调剖堵水是油田开采中的一项重要工作，油井的调剖堵水成效将会直接影响油井的实用性。为了推进油田事业发展，我国在油田调剖堵水方面的研究不断深入，化学堵水剂的类型也不断被丰富。现阶段，相关工作人员需要依托于油田开发的实际情况，对油田用调剖堵水剂的种类、特点、实用性和未来发展趋势进行深入研究。

1 调剖堵水技术概述

由于油储层的非均质性十分突出，所以我国油田开发的主要方式是水驱开发，这就意味着开采时需要向油田中注入大量水。在这一过程中，提升水驱波系数，避免水在油层当中突进或窜流成为油田开发环节的重要工作。调剖堵水技术的应用可有效控制油水比，能对注水层吸水剖面进行有效调整，并高效完成高渗透层封堵，可大大提升油田采收率［1］。从本质上来看，堵水就是对底层中的水渗透规律进行改变，从而达到补救油井固井技术和降低水淹层渗透率的目标。目前，油田中的调剖堵水技术类型众多，有机械堵水、调剖技术，油井化学堵水技术，注水井调剖技术，油水井产液剖面堵水调剖技术，油田区块整体堵水调剖技术和深部调剖技术之分。

2 油田用调剖堵水剂的研究现状

在油田开发过程中，调剖堵水剂作业主要分为油井堵水和注水井调剖两种。在实际应用环节，采用化学剂是最为有效的作业方式，将快速且牢固地完成水层封堵。我国油田调剖堵水技术发展迅速，相应的油田用调剖堵水剂种类也得到了丰富，应用效果较为理想。若从油层与水层的封堵作用来看，油田用调剖堵水剂有选择性和非选择性堵水剂之分，若从工艺上来看有单液法堵水剂和双液法堵水剂之分。

2.1 水泥堵水剂

水泥堵水剂是最为传统的堵水剂类型，其应用原理就是基于水泥凝固的不透水性来完成水层封堵。这种堵水剂包含水基或油基水泥、活性化水泥和微粒水泥等多种类型。在使用环节，表现出了堵水强度大且成本低的优点，但也因其封堵强度、时长和有效性较低的缺点而逐渐被淘汰。

2.2 树脂堵水剂

化学固化是树脂堵水剂的主要应用原理，这种调剖堵水剂本身是一种由低分子物质缩聚后形成的具有结构稳定性、不溶不熔性的高分子物质，有热固性树脂和热塑性树脂之分。在选用非选择性堵水剂时，所用的大部分树脂堵水剂都是热固性树脂。基于树脂堵水剂可以引起砂面和堵水剂的化学反应，进而实现底层堵塞。不过，此类型堵水剂的操作流程复杂且成本较高，在油田调剖堵水工作中并未得到大范围的普及应用。

2.2.1 环氧树脂

环氧树脂常被应用于涂料领域，但它与其他物质融合后形成坚硬固体达到封堵水层的效果。比如，将硬化剂加入液态环氧树脂当中，使其相互反应形成具有惰性和坚硬特质的固体用于封堵水层。在这一环节，相关工作人员可选用环氧苯酚树脂、环氧脂肪树脂或二烯烃环氧树脂来充当堵水剂制作原料。

2.2.2 酚醛树脂

基于酚醛树脂制作调剖堵水剂时，需要在其中加入固化剂。比如，在20℃条件下，在黏度为150mPa·s的酚醛树脂当中，加入一定比例的草酸，在二者混合均匀后加热溶液使树脂完全溶解，最后将淡黄色的酚醛树脂调剖堵水剂挤入水层使其成为不透水屏障。

2.2.3 脲醛树脂

脲醛树脂由脲和甲醛反应而成，二者的反应催化剂就是氢氧化氮等碱性物质。在实践中，相关工作人员需要对脲醛树脂进行压缩凝和，使其达到不透水的目的。

2.2.4 糠醇树脂

糠醇树脂常用于堵塞孔隙，具有极高的使用灵活性。在实际应用环节，此类型堵水剂将被直接应用在堵水层当中。比如，混合糠醇树脂与80%的磷酸，并使用隔离液隔离，而后形成的树脂质地坚硬且不透水，能起到有效防水和堵水的作用。

2.3 冻胶堵水剂

此类型调剖堵水剂大多为固态或半固态的胶体，有刚性冻胶和弹性冻胶之分。在实际应用环节，冻胶堵水剂的融水效果、黏度和弹性都相对较高，所以使用范围极广，但是也存在有效期短的缺陷。而且，这种堵水剂不适用于高温高盐油藏。冻胶堵水剂的是高分子聚合物与交联剂相互反应后产生的一种不具有流动性的冻胶体系，主要以物理堵塞和吸附作用来调节水油流度比和提升水驱波及系数。

2.4 沉淀堵水剂

顾名思义，沉淀堵水剂的使用机理，就是依托于化学药剂与地层流体之间的反应，产生足以降低高渗透层吸水量的沉淀，进而利用这种沉淀物阻隔渗水。在实践中，相关工作人员应该在地层中注入无机化学药剂，使其产生沉淀并堵塞水流。目前，较为典型的沉淀堵水剂是无机盐沉淀型堵水剂，其中最具代表性的是硅酸钙堵水剂。在使用时，将氯化钙溶液与水玻璃融合后挤入底层，并以隔离液隔离，这样就可利用反应后的硅酸钙沉淀物进行封堵。沉淀堵水剂的应用范围相对较广，且操作简便、成本低廉得到了市场的一致认可。但是，在施工环节相关工作人员也必须重视地层保护工作，以免堵水剂对油层造成堵塞。

2.5 颗粒堵水剂

颗粒堵水剂是当前油田用调剖堵水剂中较为常见的一种类型，共包含三个品种：1）土类颗粒调剖堵水剂；2）体膨性聚合物颗粒调剖堵水剂；3）非体膨性颗粒调剖堵水剂［2］。此类型堵水剂的应用优势十分突出，不仅价格低廉且实用性高，还具有极高渗透性能快速进入渗透层，能有效解决油田封堵难题［3］。不过，颗粒堵水剂的应用也十分容易导致沉积堵塞问题，且其选择性、强度和悬浮性都相对较差，有效封堵期限也相对较短。

水膨体膨胀后的颗粒较大，十分适用于封堵非均质地层，且能满足高温高盐油藏的封堵需求，适用范围十分广泛。不过，常规的水膨体存在明显的缺陷，其注入性与封堵强度之间存在矛盾，因此，相关工作人员研发出了聚合物微球峰度计，它能形成稳定空间结构，既拥有水膨体堵水剂的强渗透性特质，也有着十分突出的封堵强度。目前，应用体膨性颗粒调剖堵水剂时，相关工作人员应该以橡胶粉或塑料作为体膨颗粒的内核。同时，还应积极推进颗粒封堵技术与其他类型封堵技术的有机融合，使不同的堵水剂之间能得到科学组合，互补互助推进调剖堵水工作有效性的提升。

2.6 选择性堵水剂

以上几种常见的堵水剂都是非选择性堵水剂，而在油田开采环节选择性堵水剂的作用也不容忽视。在施工时，若难以使用隔离器分离油水，则可选用选择性堵水剂作业。这种堵水剂有油基和水基之分。其中，油基堵水剂包含三种类型，其一为有机硅类堵水剂，是一种适用于多种温度条件的堵水剂，多为低分子氯硅氧烷和氯甲硅烷；其二为聚氨酯，主要原料为多异氰酸酯和多羟基化合物；其三为稠油堵水剂，有固体、活体和偶合性粉末之分［4-6］。而水基堵水剂则主要包括聚苯稀酰胺和水解聚丙烯腈两种，它们都以水为溶剂，应用成本相对低廉。

3 调剖堵水剂的未来发展趋势

现阶段，我国大部分已开采的大部分油田都处于含水量超高的状态，有着十分突出的非均质性问题，调剖堵水已然成为了保障油田安全高效开采的必要性工作，而在这项工作中调剖堵水剂必不可少。在实际作业环节，调剖堵水剂的用量不断加大，调剖堵水工作压力也不断增加。为了更有效地推进调剖堵水剂应用，相关工作人员应该从以下方面对调剖堵水剂加以研究：

一方面，相关工作人员应该着力降低调剖堵水剂的生产和应用成本。调剖堵水剂用量增多已成事实，为有效控制调剖堵水工作成本，相关工作人员应该着力降低化学剂的生产成本［7］。在此环节，可选择使用价格更为低廉的生产原料，从源头上减低调剖堵水剂成本。比如，选择用工业废酸和纸浆废液制作调剖堵水剂，提高堵水剂生产环节的经济效益和环保效益。

另一方面，相关工作人员应该强化新型调剖堵水剂研发，并提高微生物调剖技术的应用有效性。此时，应大力研发适用范围广、性能优越、原料低廉、产量大的新型调剖堵水剂，为充分满足调剖堵水剂应用需求做好准备。同时，还应该进一步提高微生物调剖技术的优化和推广，让这种工艺简单、使用安全且兼具环保性和经济性的调剖技术得到广泛应用。

4 结论

总而言之，油田用调剖堵水剂的种类十分丰富，它们都被广泛应用于油田调剖堵水工作中，为提高油田采收率、突进油田深入开发提供了巨大帮助。当前，有关于化学调剖堵水剂的研究不断深入，油田用调剖堵水剂的性能将得到进一步优化，而其未来的主要发展方向将集中于降低成本和技术融合两个方面。