【正文】 抗鹽性 聚合物溶液必須要具有較好的抗鹽性，這樣才能保證不出現(xiàn)聚合物分子過于卷曲或相分離，而導(dǎo)致聚合物溶液不能成膠的情況，因此有必要 研究 不同聚合物溶液的抗鹽性。這是因?yàn)?，在疏?締合聚合物濃度未達(dá)到 1250mg/L 時(shí)，其粘度的構(gòu)成主要 以 非結(jié)構(gòu)粘度 η 非結(jié)構(gòu) 為主。 實(shí)驗(yàn)用 水 ： 在篩選聚合物 時(shí) ， 采用 總礦化度 ，考慮到 Ca2+、 Mg2+含量對(duì)聚合物性能影響較大， 通過 適當(dāng)提高地層水水質(zhì)的 Ca2+、 Mg2+含量，篩選出性能更佳的聚合物。 (3)篩選出適合的交聯(lián)助劑。 為了實(shí)現(xiàn) 通過深部 調(diào)剖 ，提高驅(qū)油效率， 提高存水率 ，恢復(fù)地層壓力，縮小壓差的治理目標(biāo) ，要求凝膠體系具有如下性能： (1)良好的注入性，保證 調(diào)剖 體系的大劑量注入 。 （ 2） 完成了對(duì)約 150 個(gè)配方的成膠時(shí)間和膠體強(qiáng)度測(cè)定，確定了各組分的 用 量。 14 主要研究?jī)?nèi)容 針對(duì)長(zhǎng)慶油田采油四廠一些注水井注入水突進(jìn)的現(xiàn)狀，通過室內(nèi)研制出適合長(zhǎng)慶油田采油四廠的深部調(diào)剖劑體系 。根據(jù)凝膠在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)規(guī)律，凝膠優(yōu)先進(jìn)入被水占據(jù)的大孔隙（如圖 113（ b）所示）。 巖石顆粒 弱凝膠 水 a b c 圖 112 凝膠粘彈作用通過窄小孔吼示意圖 由于 油藏孔隙的 非均質(zhì)性極強(qiáng) ， 因?yàn)?凝膠的粘彈性能， 才能 通過窄小孔喉進(jìn)入到油藏深部。 11 所以， 對(duì) 長(zhǎng)慶油田采油四廠的生產(chǎn)區(qū)塊， 決定 采 用 凝膠 深部 調(diào) 剖 技術(shù) 。 （ 3） 具有較好的剪切穩(wěn)定性 。 礦物類堵水調(diào)剖價(jià)格便宜，原料易得，近年來在勝利、中原、大港等高滲透油田大面積推廣使用，己獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。該方法成本低，原材料來源廣，并有一定的選擇性。加入適當(dāng)?shù)柠}及保護(hù)劑有助于提高黃原膠溶液及凝膠的熱穩(wěn)定性。 栲 9 膠是一種復(fù)雜的混合物，主要的有效組份是單寧，單寧是多元酚衍生物的混合物，可代替酚類原料，其凝膠比普通酚類凝膠有更好的耐熱性，在 300℃下仍有良好的熱穩(wěn)定性，可用于稠油蒸汽驅(qū)地層堵水調(diào)剖。 另一類是蘆葦、稻草等非木材原料與堿蒸煮產(chǎn)生的堿法草漿黑液，其成份也很復(fù)雜。聚合物中 酰 胺基的活潑氫與酚醛樹脂中的 羥 甲基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成體型結(jié)構(gòu)的凝膠。 ④ 多元共聚物凝膠調(diào)剖劑 這是近幾年發(fā)展的新型調(diào)剖劑，在堵水調(diào)剖中除具有凝膠的共性外，還各具特性。 HPAM/烏洛托品 /對(duì)苯二酚組成的調(diào)剖體系，通過烏洛托品在 地 層溫度下受熱分解出甲醛，再與酚反應(yīng)生成樹脂，從而產(chǎn)生了一定的延遲交聯(lián)作用的凝膠，進(jìn)而調(diào)整注水井剖面。非水解的聚丙烯 酰 胺也可用有機(jī)酸鉻作交聯(lián)劑，如醋酸鉻，丙酸鉻等，聚丙烯 酰胺緩慢水解后與有機(jī)鉻緩慢交聯(lián)，這種延遲交聯(lián)形成的凝膠，其耐溫性可達(dá) 130℃ 。特別是聚丙烯 酰胺凝 膠 廣泛 大量 的應(yīng)用，給化學(xué)堵水調(diào)剖技術(shù)開創(chuàng)了新局面。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙中充滿了流體（分散介質(zhì)），將分散介質(zhì)全部包含在其中。層狀交聯(lián)機(jī)理是陰離子型聚合物以單分子層 的形 式吸附 在巖心表面上，隨著注入的交聯(lián)劑與聚合物交聯(lián)，交聯(lián)后的聚合物能大大降低水相滲透率。這類交聯(lián)劑體系的基本組分是苯酚和甲醛。 因此 深部調(diào)剖技術(shù)逐步引起了人們 的 廣泛重視。 國(guó)內(nèi)調(diào)剖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)自 20 世紀(jì) 50 年代開始研究和應(yīng)用油田堵水技術(shù)， 至今己有 50 余 年的歷史 ，經(jīng)歷了油田機(jī)械卡封堵水為主的階段（ 20 世紀(jì) 50 年代至 70 年代）、油田化學(xué)堵水階段（ 20 世紀(jì) 80 年代初期開始）、注水井調(diào)剖和以油田區(qū)塊整體調(diào)剖堵水為主的綜合治理階段（ 20 世紀(jì) 80 年代中期開始）、 可動(dòng)性凝膠深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù)為 主導(dǎo) 的 深部調(diào)剖階段 （ 20世紀(jì) 90 年代）。 NAMumallah 給出了一種評(píng)價(jià)弱凝膠的實(shí)用方法。 20 世紀(jì) 50 年代在油田應(yīng)用原油、 粘 性油、憎水的油水乳化液，固態(tài)烴溶液和油基水泥等作堵水劑。 針對(duì) 開發(fā)過程中存在 的問題， 調(diào)研國(guó)內(nèi)外相 近 油藏 開發(fā) 的 經(jīng)驗(yàn) 教訓(xùn) ， 基于 油田 的 措施 效果 ， 決定采用深部 調(diào) 剖 技術(shù)，研制 開發(fā) 調(diào) 剖 體系， 利用深部 調(diào) 剖 防 止層內(nèi)繞流、層間竄流，阻止后續(xù)注入液繞過封堵區(qū) 再竄到高滲透層，改善吸水剖面，啟動(dòng)低滲透層，采取 “ 堵調(diào)驅(qū)相結(jié)合 ” 的治理思路 提高波及體積和驅(qū)油效率 ： 堵：在 裂縫處 ， 即 剖面上的吸水尖峰處，采用強(qiáng)度較高的調(diào)剖劑，封堵 裂縫 ，削減吸水尖峰，改善吸水剖面。延 9 儲(chǔ)層物性好，根據(jù)測(cè)井解釋結(jié)果，平均孔隙度 %，滲透率 103μm2，油層較厚，平均單井油層厚度 ，油層中深1096m，原始地層壓力 ， 油藏屬?gòu)椥匀跛畨候?qū)動(dòng)。主力儲(chǔ)油層長(zhǎng) 213 和長(zhǎng) 221 巖性以灰、淺灰色、中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖和巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主 ，電測(cè)解釋油層平均孔隙度 %，滲透率 103μm2。主力儲(chǔ)油層長(zhǎng) 212 巖性以灰、淺灰色、中細(xì)粒巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主，長(zhǎng) 212 儲(chǔ)層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，電測(cè)解釋平均孔隙度 %，平均滲透率103μm2。主力儲(chǔ)油層長(zhǎng) 4+5 巖性以淺灰色中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主，儲(chǔ)層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，電測(cè)解釋平均孔隙度 %，平均滲透率 103μm2，均較低。 長(zhǎng)慶油田采油四廠各個(gè)區(qū)塊基本物性 見表 111。主力油層是三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng) 213 層，儲(chǔ)層巖性以灰白色中、細(xì)粒巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主，長(zhǎng)石含量 %，石英含量 %，巖屑含量 %，其它碎屑含量 %。本區(qū)裂縫（高滲帶）發(fā)育，具有多向性，給油藏開發(fā)管理帶來困難。 靖安油田大路溝二區(qū)三疊系長(zhǎng) 6 油藏為典型的低滲油藏，位于陜北斜坡中北部，油藏主要受上傾方向致密層與砂體側(cè)變帶所形成的圈閉所控制，為典型的彈性溶解氣 驅(qū)油藏。該區(qū)長(zhǎng) 2 油藏主要儲(chǔ)層河道砂體發(fā)育，屬于平緩西傾單斜上的鼻隆背斜與巖性組合構(gòu)成的巖性 － 構(gòu)造油藏，呈東北西南向展布，平面上為條帶狀，剖面上為頂平底凸的透鏡狀。 2） 部分層位不吸水，需剖面改造 。 為 實(shí)現(xiàn)這一治理思路，研究適合 長(zhǎng) 慶油田采油四廠 各區(qū)塊 油藏條件的 深部 調(diào) 剖 體系是關(guān)鍵。 20 世紀(jì) 70 年代以來， Needham 等人指出利用聚丙烯酰胺在多孔介質(zhì)中的吸附和機(jī)械捕集效應(yīng)可有效地封堵高含水層，從而使化學(xué)堵水調(diào)剖技術(shù)的發(fā)展上了一個(gè)臺(tái)階。加拿大的 F G. Cusack 等人培養(yǎng)出了超微細(xì)菌（ UMB）進(jìn)行 深部調(diào)剖 堵水處理 。為此在 20 世紀(jì) 80 年代中后期提出了深部調(diào)剖技術(shù)，該技術(shù)主要通過大劑量深部 處理， 提高驅(qū)油效率，增加 采出程度。該技術(shù)在勝利、江漢、華北等油田得到了廣泛的 應(yīng)用 。該類交聯(lián)體系主要包括聚合物 – 有機(jī)鈦 – 羥乙酸、聚合物 – 檸檬酸 – 脂、聚合物 –有機(jī)鋯酸鹽 – 醛、聚合物 – 檸檬酸鋁 – 堿金屬陽離子和鰲 合陰離子鹽、 聚合物 – 檸檬酸鈦等。目前多采用的有機(jī)鉻交聯(lián)體系 Cr3+/配位絡(luò)合物，該體系適應(yīng)性較強(qiáng)，但該體系在堿性油藏中吸附和滯留嚴(yán)重，在 pH 為 的油藏條件下能穿過的距離 6 僅為 10m左右，影響了常規(guī)有機(jī)鉻交聯(lián)體系在深部油藏堵水和驅(qū)油方面的應(yīng)用。如 1995 年，我國(guó)一些科研院 （所） 開始共同對(duì) 深 部 調(diào)剖技術(shù) 進(jìn)行了研究，到 1996年該新技術(shù)達(dá)到較成熟階段， 1997 年注水井延緩交聯(lián)弱凝膠體系的深部調(diào)剖技術(shù)在吉林油田推廣應(yīng)用 220 井次，年增產(chǎn)能力 22329t，噸聚合物增油能力 124t，投入產(chǎn)出比達(dá) 1∶； 1998 年遼河油田利用聚合物弱凝膠深部調(diào)剖技術(shù)在興 209 斷塊實(shí)施了注水井調(diào)剖，調(diào)剖 后相關(guān)井含 水 量 普遍下降，增油效果明顯。聚合 物凝膠在堵水調(diào)剖中的作用機(jī)理是它們?cè)诘貙佣嗫捉橘|(zhì)中產(chǎn)生物理堵塞作用、吸附作用、殘余阻力或改變水油流度比。此外，以 鋯 離子為交聯(lián)劑的 HPAM/Zr4+調(diào)剖劑，以雙液法注入，形成的 凝 膠與砂粒間有良好的粘附性。根據(jù)引發(fā)劑及其 它 添加劑的不同形成了用于環(huán)境溫度至 120℃的系列產(chǎn)品。 在勝利孤島等油田獲得了廣泛應(yīng)用的 CAN－ 1 調(diào)剖劑，該 調(diào)剖 劑為交聯(lián)的陰、陽、非離子三元共聚物，以凝膠微粒擠入高滲透出水層，遇水膨脹，產(chǎn)生機(jī)械堵塞，實(shí)驗(yàn)室堵水率達(dá) 95%以上。 （二） 天然高分子改性產(chǎn)物調(diào)剖劑 ① 木質(zhì)素類堵水調(diào)剖劑 木質(zhì)素是廣泛 存在與植物中的一大類天然高分子化合物，該類調(diào)剖劑來源于造紙廠紙漿廢液 。 ② 改性淀粉堵水調(diào)剖劑 淀粉經(jīng)熟化后以丙烯睛或丙烯 酰 胺接 枝 改性可用于油田堵水調(diào)剖。 圖 111 黃 原膠分子結(jié)構(gòu) 黃原膠分子中的 羧 基與交聯(lián)劑在適當(dāng)溫度作用下結(jié)合而形成凝膠。在生產(chǎn)井堵水時(shí)容易發(fā)生返排，因此使用較少。 （ 3） 礦物類 ： 包括膨潤(rùn)土、粘 土、黃河土、安丘鈉土、夏子街鈉土以及 PAM 溶液 － 礦物類，鉻凍膠 － 夏子街鈉土等。 但 該類 調(diào)剖劑 成本高 ， 從經(jīng)濟(jì)上考慮，不會(huì)首選 該類 調(diào)剖劑 ；其次， 脆性大、強(qiáng)度低。 （ 1）凝膠選擇性強(qiáng)，具有不同的強(qiáng)度 。 根據(jù) 分子間 的 交聯(lián)特性， 凝膠 是稀 (弱 )的本體凝膠，不同之處在于 凝膠 有一定的流動(dòng)性。因此在水驅(qū)過程中注入水總是趨于進(jìn)入阻力較小的孔道，而殘余油總是留在小孔隙中或者 以 油珠方式殘留在大孔隙的中央。從圖 113 的 (a)(b)(c)(d)驅(qū)替過程可以看出凝膠的存在改變了注入水的流向，微觀上增加了注入水波及的孔隙體積，提高了微觀波及效率。 研究 思路 由于 長(zhǎng)慶油田采油四廠 油藏為中低滲透油藏，所以需要優(yōu)選分子量相對(duì)較低、增粘性好、整體推進(jìn)能力強(qiáng)、溶液具有 可逆超分子 空間網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu) 和 可逆的物理“交聯(lián)” 的 締合聚合物 作為 調(diào) 剖 體系的 聚合物 ， 以 保證調(diào) 剖 體系的良 好注入性。 研究成果 在大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 研制開發(fā)出了 適合 長(zhǎng)慶油田 采油 四 廠油藏 的 深部 調(diào) 剖 凝膠 體系配方 ： （ 1） 篩選出 具 有 可逆空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 、 良好的剪切稀釋性 、 良好的整體推進(jìn) 能力 、高粘度 、 長(zhǎng)期穩(wěn)定 的 聚合物 APP4， 為凝膠體系 具備 大 劑量注入 能力、 注入性良好、抗剪切能力 強(qiáng) 、高強(qiáng)度（粘度）、 低交聯(lián)劑用量 、 低 脆性、 高彈性 、 長(zhǎng)期穩(wěn)定 能力奠定了基礎(chǔ)。 (4)凝膠 體系應(yīng)有 相應(yīng)的 強(qiáng)度（粘度）和彈性、耐鹽能力、長(zhǎng)期穩(wěn)定 性 等。 (2)較低分子量和較低濃度 時(shí) 具有高粘度，溶液具有耐溫抗鹽、高效 增粘的特點(diǎn) 。 實(shí)驗(yàn)儀器： BROOKFIELD 粘度計(jì) 圖 211 BROOKFIELD 粘度計(jì) 粘濃 關(guān)系 配制凝膠所用的聚合物的濃度大小不僅關(guān)系到整 個(gè)調(diào) 剖 的 成本問題，還關(guān)系到交聯(lián)后膠體的性能。 耐溫性 聚合物溶液必須表現(xiàn)出較好的耐溫性，才可能使其配制的凝膠溶液在實(shí)際 地層 中成膠，實(shí)現(xiàn)深部調(diào)剖，所以有必要對(duì)其的耐溫性 能 進(jìn)行評(píng)價(jià)。 表 214 四種不同類型 聚合物的粘度－礦化度關(guān)系 聚合物濃度 mg/L 聚合物類型 礦化度， mg/L 純水 500 APP4 MO4000 普通聚丙烯酰胺 KYHPAM 聚合物 750 APP4 MO4000 普通聚丙烯酰胺 KYHPAM 聚合物 1000 APP4 MO4000 普通聚丙烯酰胺 KYHPAM 聚合物 1500 APP4 MO4000 2020 . 普通聚丙烯酰胺 1428 KYHPAM 聚合物 2020 2020 APP4 . MO4000 2020 普通聚丙烯酰胺 2020 KYHPAM 聚合物 2020 2500 APP4 MO4000 2020 普通聚丙烯酰胺 2020 KYHPAM 聚合物 2020 3000 APP4 2020 MO4000 2020 普通聚丙烯酰胺 2020 KYHPAM 聚合物 2020 22 3500 APP4 2020 MO4000 2020 普通聚丙烯酰胺 2020 KYHPAM 聚合物 2020 01020304050607080900 10000 20200 30000 40000 50000礦化度，m g / L粘度，mPa.sAPP4MO4000普通聚丙烯酰胺K Y H P A M 聚合物 (a) 溶液濃度 2020mg/L 的粘度－礦化度關(guān)系曲線 0501001502002503003504000 10000 20200 30000 40000 50000礦化度，m g / L粘度，mPa.sAPP4MO4000普通聚丙烯酰胺K Y H P A M 聚合物 (b) 溶液濃度 3000mg/L 的粘－鹽關(guān)系曲線 23 01002003004005006007008000 10000 20200 30000 40000 5000