在南海西部油田条件下,针对海上堵水存在问题,从堵剂配方、堵剂环保性能评价、堵水工艺和配套用剂这3个方面开展研究。常用堵剂中冻胶成本低廉、封堵对油水具有选择性、可笼统注入,适合于海上油田堵水。研究建立了南海西部油田条件的堵剂系列,包括常规冻胶和环保冻胶聚乙烯亚胺冻胶(PEI冻胶)。采用基液等粘度模糊评判法,综合考虑成本、冻胶强度和稳定性筛选聚合物,通过成冻对比优选PEI交联剂。研究得到了成冻时间和冻胶强度可调的系列配方,对典型配方进行了应用性能评价。系统考察了温度、矿化度、聚合物、交联剂、pH值对PEI冻胶成冻时间和冻胶强度(储能模量和损耗模量)的影响,研究了PEI冻胶封堵的选择性。试验测定了南海海水配制PEI冻胶的表观活化能。温度、聚合物和交联剂是缩短成冻时间,提高冻胶强度的有利因素,矿化度则是不利因素,pH值在8～10时,降低pH值,成冻时间显著延长,冻胶强度明显降低。堵后驱替速度和油水相残余阻力系数的试验结果表明PEI冻胶的封堵对油水具有明显的选择性,该现象可由膨胀/收缩机理进行解释。建立了符合海上油田堵剂特点的环保评价方法。该方法选取海生菌明亮发光杆菌作为海洋环境的代表性受试生物,通过发光细菌急性毒性试验研究冻胶主剂、配方和产出液的环保性能。对冻胶的主剂、配方和产出液毒性进行了分级和排序,结果表明聚乙烯亚胺冻胶毒性远低于常规冻胶,冻胶的毒性主要源于交联剂,聚合物和交联剂在配方中表现的联合毒性作用为拮抗作用,冻胶因其封堵特性,产出液中毒性是逐渐缓慢释放。根据南海西部油田的出水类型分析了其适用的堵水方式,结果表明笼统堵水是最重要的工艺形式。针对南海西部油田的主要问题即大斜度井和水平井堵水,通过物理模拟研究了其笼统堵水的封堵机理和存在问题。为了在笼统堵水中更好的保护低渗通道,提出了聚合物保护海水增孔法,研究了该方法的影响因素,物理模拟的结果表明,与常规方法相比,该方法对低渗的保护效果更明显,堵水效果更好。研究了堵水工艺相关的各种配套用剂,包括前置液、后置液、暂堵冻胶和解堵工作液,在常规后置液段塞中增加了近井保护液,氧化降解近井残留的聚合物和冻胶,进一步降低过顶替后近井地带残余阻力系数,保证堵后足够的产液能力。