【正文】 及意義注水開發(fā)的油田，開采一定階段之后，由于地層是多層，非均質(zhì)的，隨著注入水量的增加，使得注入剖面很不均勻。有的區(qū)塊含水量很高，而有的區(qū)塊則注水效果不明顯，甚至有的區(qū)塊注入水很快沿高滲透層突破，水對高滲透層的沖刷提高了它的滲透率，使地層的非均質(zhì)性進一步擴大，致使油井大量出水，產(chǎn)能降低[1]。為了使注入水均勻推進，減少油井出水，可以從注入井封堵高滲透層，調(diào)整注入地層的吸水剖面，即所謂注入井調(diào)剖；或是封堵出水層，降低油井出水量，稱為油井堵水。無論是調(diào)剖還是堵水，目前行之有效的方法都是使用化學試劑[2]。油井出水是油田開發(fā)過程中不可避免的問題。油井采出液所含的水來自注入的驅(qū)替水、儲油區(qū)的邊水、儲油圈閉中油層以下的底水。驅(qū)替水和邊水的竄流最好用深部調(diào)剖技術(shù)，但該技術(shù)還不夠成熟，因此從生產(chǎn)井封堵高滲透層的堵水技術(shù)仍是不可缺少的方法。對于底水錐進的問題，最好用錐進處建立水油隔板的方法解決[3]。油井出水會造成很多危害：消耗地層能量，減少油層最終采收率；降低抽油井的泵率；使管線和設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢嚴重；增加脫水站的負荷；若不將脫出的水回注，還會增加環(huán)境污染等。因而降低采出液的出水率有著極其重要的意義。如果油井有缺陷使得產(chǎn)量很低，那么堵水處理從工藝和經(jīng)濟上就會很有效。該工藝能極大地增加原油產(chǎn)量，降低操作費用，因而，國內(nèi)外都十分重視油田堵水工作。國外甚至將堵水作為二次采油前地層的預(yù)處理措施[4]，我國則將堵水作為控水穩(wěn)油的重要手段[5]。海洋上改善水驅(qū)開發(fā)效果是應(yīng)用的堵水調(diào)剖、深部調(diào)剖（調(diào)驅(qū)）技術(shù)，在陸上油田己有廣泛的研究和應(yīng)用，技術(shù)成熟、經(jīng)驗豐富，但在此方面針對海上油田的系統(tǒng)研究及建模（膠體模型Colloidal Model）與應(yīng)用才剛起步[6]。海上油田的油藏環(huán)境和生產(chǎn)條件獨特，如平臺生產(chǎn)作業(yè)空間受限，缺乏淡水，環(huán)保要求高，繞絲篩管礫石充填防砂完井，大井距，長井段，套井網(wǎng)多層合采，在平臺壽命期限內(nèi)（1520a），為收回投資而采取的強注強采等措施既不利于水驅(qū)（海上水驅(qū)采收率很低），又加劇油藏非均質(zhì)性及水指進程度。鑒于海上油田的上述特點，陸上油田現(xiàn)有成功應(yīng)用的堵水調(diào)剖、深部調(diào)剖（調(diào)驅(qū)）技術(shù)及經(jīng)驗是不能滿足海上油田作業(yè)要求的，需深入開展適合海上油田特點的改善水驅(qū)技術(shù)研究，提高海上油田的采收率。由此提出了應(yīng)用新型的耐高溫油溶性有機樹脂的研究，對其要求不僅要耐高溫，耐高礦化度，更要有效封堵出水油層，其意義可謂非常重大。 國內(nèi)外研究油溶性樹脂的現(xiàn)狀合成樹脂是我們關(guān)注的重點，也是大多數(shù)海洋調(diào)剖堵水劑的重要來源[7]。隨著石油化工的發(fā)展，合成樹脂已經(jīng)成長為和鋼鐵、水泥、木材相提并論的四大基本材料之一。如果以體積計算，1965年全世界合成樹脂產(chǎn)量僅為同年鋼產(chǎn)量的30%，1991年已超過了粗鋼的產(chǎn)量[8]，而且這一比例還在持續(xù)增長。2005年，108t。無論是生產(chǎn)能力，還是產(chǎn)量，合成樹脂都是第一位的。從一定意義上來講，合成樹脂已經(jīng)是合成材料的同義詞。合成樹脂不僅產(chǎn)品數(shù)量大，品種多，而且技術(shù)進步迅速，對整個石油化工技術(shù)的發(fā)展具有舉足輕重的影響，而油田調(diào)剖堵水樹脂也是其中一顆燦爛的新星。樹脂類油田調(diào)剖堵水劑的大量使用是在20世紀30年代以后，國外應(yīng)用最廣，意義最大的是以不同水溶性高聚合物為成膠劑，以無機或有機化合物為交聯(lián)劑形成的凝膠型堵水調(diào)剖劑。聚合物凝膠類堵水調(diào)剖劑，也是在國外從1965年的單體凝膠經(jīng)過一系列的發(fā)展，經(jīng)歷了一個很長過程。其中，歐美和俄羅斯是調(diào)剖堵水劑應(yīng)用較早，類型品種較多的國家。在美國，應(yīng)用面最廣，效果最好的是聚合物凝膠堵水調(diào)剖劑，而俄羅斯應(yīng)用最多的是水解聚丙烯睛，隨著多種聚合物分散體系、纖維分散體系和生物聚合物堵水調(diào)剖劑的開發(fā)應(yīng)用，都已經(jīng)取得了明顯的經(jīng)濟效益。我國化學調(diào)剖堵水技術(shù)始于20世紀50年代，早期使用的主要是水泥漿、油基水泥和活性稠油等，60年代以水溶性聚合物及其凝膠為主，70年代大量的樹脂開始在油田應(yīng)用[9]。從此，油田堵水技術(shù)進入了一個新的發(fā)展階段。隨著堵水品種迅速增加，處理井次也逐漸增多，經(jīng)濟效益更是明顯提高。經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展，我國當前調(diào)剖堵水樹脂己形成了，具有我國油藏特點的系列化學品種。根據(jù)我國油藏條件的不同要求，研究開發(fā)了不同類別的系列化的調(diào)剖堵水劑，因各油田地質(zhì)條件的差異，開發(fā)應(yīng)用的調(diào)剖堵水劑類型也有不同。但總的看來，調(diào)剖堵水劑無論是品種，還是應(yīng)用的區(qū)域，水溶性聚合物類堵水調(diào)剖劑都占多數(shù)。其中，又以聚丙烯酰胺凝膠系列堵水調(diào)剖劑為主要劑種。而油溶性樹脂的發(fā)展一直較為緩慢，其主要原因是其價格較高，但由于其性能的優(yōu)越性，近年來在海洋調(diào)堵技術(shù)中也得到了廣泛的關(guān)注。我國研究開發(fā)的調(diào)剖堵水化學劑主要有：沉淀型無機類、聚合物凍膠類、顆粒類、泡沫類、樹脂類、微生物類等。到目前，己開發(fā)應(yīng)用近百個調(diào)剖堵水劑種，從工程上講，經(jīng)歷了單井堵水、注水井調(diào)剖、井組堵水調(diào)剖和區(qū)塊綜合治理四個階段。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，自1979～2006年期間，我國的堵水調(diào)剖工作無論是施工井次，還是增產(chǎn)油量都有了很大的發(fā)展，這期間共應(yīng)用推廣了49174井次，，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，而油溶性樹脂在高滲地層中應(yīng)用尤為廣泛。如今，以油溶性樹脂為主劑的調(diào)剖堵水技術(shù)己成為海洋各主要油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，提高采收率的主要技術(shù)之一。而隨著油田開發(fā)進入中后期，應(yīng)用的數(shù)量還會增加?？梢灶A(yù)計，我國不同油田調(diào)剖堵水市場的強勢需求，必將大大推動油溶性樹脂堵水調(diào)剖用化學品的進一步發(fā)展。但發(fā)展中也有不足，雖然我國現(xiàn)有的樹脂類調(diào)剖堵水劑基本上能滿足國內(nèi)各類油藏條件下調(diào)剖堵水劑的需要，但能滿足某些特殊要求的品種較少，如耐高溫，高壓，高礦化度的試劑。許多調(diào)剖堵水劑的性能需要完善，品種需要實現(xiàn)系列化。而且我國大部分油田己處于高含水開采期，許多油層被水淹，或在長期注水后孔隙發(fā)生很大變化，非均質(zhì)性嚴重。據(jù)報道，大慶油田2003年的產(chǎn)油量為48300kt，比2002年減少1700kt，其原因主要是地下采出的油含90%以上的水，脫掉的水還要反注回去，這樣做既提高了成本，又增加了工作難度，這一問題將使得大慶油田每年減產(chǎn)1500kt左右。而且這些地層需要進行大劑量多段塞深部處理，堵水劑用量大，因此只有廉價的堵水劑才有使用價值。進一步加強廉價原料和工業(yè)廢棄物的研究和利用也是今后堵水調(diào)剖劑的研究方向。如果能利用國內(nèi)的一些過剩資源，生產(chǎn)調(diào)堵劑，不僅降低了調(diào)堵劑的生產(chǎn)成本，還為資源的合理利用找到了新的途徑，可謂一舉兩得。因此這也給我們油溶性樹脂的研究工作提出了新的挑戰(zhàn)。在樹脂的應(yīng)用方面，現(xiàn)在應(yīng)用較多的是含有AM（乙烯胺共聚物）結(jié)構(gòu)的有機合成高分子的凍膠或顆粒樹脂堵水調(diào)剖劑。如HPAM凍膠、JYZ預(yù)交聯(lián)顆粒，還有處于試用階段的高吸水性聚合物、AMSY共聚物（黃麻類）[11]。預(yù)交聯(lián)類顆粒由于易于合成，價格不高，配制施工方便，可用于高滲透、大孔道地層，在地下性能較穩(wěn)定，因此得到了廣泛應(yīng)用。最近，中國石油勘探開發(fā)研究院開發(fā)的SR3柔性轉(zhuǎn)向劑[12]在吉林油田、華北油田進行了現(xiàn)場試驗，是新一代深部調(diào)剖劑。由于高溫高鹽油藏[10]提高采收率的需要，開發(fā)了梳形聚丙烯酰胺抗鹽聚合物（KYPAM聚合物），和油溶性樹脂等。例如高吸水性聚合物能實現(xiàn)長膨脹時間（1015d），也是很有前景的。就目前而言，調(diào)剖堵水難點有[7]：（1）要求試劑耐高溫[10]，耐溫值要求一般都在120℃以上；深井，作業(yè)井深大多在5000m以上。（2）堵水調(diào)剖技術(shù)難在化學劑和工藝技術(shù)方面；水平井堵水技術(shù)找水技術(shù)儲劑的選擇性堵、工藝技術(shù)；堵底水技術(shù)堵劑用量和放置方式、放置區(qū)域的確定；具有工業(yè)意義的選擇性堵水劑的研制技術(shù)，難在優(yōu)異的油、水選擇性，廉價，長效上；調(diào)剖堵水劑放置技術(shù)的難點是，用什么手段使化學劑完整而準確地到達預(yù)定區(qū)域；最佳劑量設(shè)計技術(shù)，最佳效益的確定受眾多因素的影響，包括油藏的不確定因素。堵水調(diào)剖技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有7個方面[12]：（1）油藏深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù)與油藏工程研究的結(jié)合日益緊密；（2）基于分子設(shè)計原理的延遲吸水膨脹高分子轉(zhuǎn)向劑[13]研究將有所突破，然后在大孔道、高滲透高含水油田得到工業(yè)應(yīng)用；（3）KYPAM，HAWSY（高聚黃麻類聚合物）等抗鹽聚合物在高礦化度油藏的應(yīng)用；（4）西部和海上油田堵水調(diào)剖技術(shù)，特別是水平井堵水技術(shù)的研究將加強，措施工作量會增加；（5）堵水調(diào)剖設(shè)計軟件隨著油藏工程研究、物理模擬技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展更簡潔、實用；（6）具有工業(yè)意義的選擇性堵水劑技術(shù)；（7）納米技術(shù)有在堵水調(diào)剖劑領(lǐng)域應(yīng)用。 本文所做工作及取得的成果增加產(chǎn)油量和獲得利潤是調(diào)剖堵水的最終目的。但由于堵水和調(diào)剖是分別在油井和注水井實施的，因此評價方法有別。因此本文的主要目的是完成從室內(nèi)實驗的評價分析的角度來看堵水效果，對于油藏整體深部調(diào)剖是具有實際意義的。因為對于現(xiàn)場的評價內(nèi)容有三個方面：調(diào)剖井的吸水剖面、注水壓力、注水量、吸水指示曲線、壓降曲線（pH值）等；對應(yīng)油井的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水率變化；油藏的產(chǎn)油量、含水率、自然遞減、綜合遞減、可采儲量、水驅(qū)特征曲線等。而我們室內(nèi)實驗則為現(xiàn)場實際試驗提供關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，如：軟化點，油溶性等，在實際開發(fā)時，這些指標都需要進一步考濾。本文主要是對幾種油溶性有機樹脂堵劑的主要性能進行室內(nèi)評價，并且把這幾種樹脂加入到特定配方的海水鉆井液后對海水鉆井液性能的室內(nèi)評價，取得其性能指標，完成油溶性樹脂對海水鉆井液性能影響的室內(nèi)評價包括機理分析，和具體實驗。實驗包括：（1）樹脂密度的測定實驗；（2）樹脂的油溶性實驗；（3）樹脂軟化點測定實驗；（4）海水鉆井液基液性能的測定實驗；（5）不同量的樹脂加入到海水鉆井液中對其性能的影響。通過實驗結(jié)果可得油溶性樹脂具有以下特點：耐高溫、耐高礦化度、抗鹽侵、能夠耐酸腐蝕、具有相當好的油溶性、有良好的封堵性能、解堵工作簡單等優(yōu)點。由此得出結(jié)論：油溶性樹脂堵劑可以勝任艱巨的海洋油田調(diào)剖堵水工作。并且得出了加入海水鉆井液的油溶性樹脂的最佳的比例。第2章 油溶性樹脂鉆井液的評價方法 油溶性樹脂的分類油溶性樹脂型堵劑是指由低分子有機物質(zhì)通過縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的[14]，并能夠溶于油的高分子物質(zhì)。有機樹脂按受熱后性質(zhì)的變化可分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂兩種[14]。非選擇性堵劑常采用熱固性樹脂，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、糖醇樹脂等。選擇性堵劑常采用三聚氰胺甲醛樹脂[14]，醇酸樹脂、環(huán)氧聚脂樹脂、丙烯酸類樹脂等油溶性樹脂。為了進一步了解樹脂的性質(zhì)，以下簡單介紹幾種常見樹脂按其性質(zhì)進行的分類。 熱固性樹脂（1）脲醛樹脂：脲與甲醛在NH4OH等堿