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摘 要： 目前，弱凝胶深部调剖技术已在很多油田的注水井得到成功实施。弱凝胶的初始黏度相对较低，其浓度比聚合物驱的浓度略高，而且通过在聚合物溶液中加入少量的延缓型交联剂，可以控制其成胶时间，使之在地层内运移至某特定位置后慢慢成胶。
关键词： 弱凝胶；油藏储层；调剖技术
【中图分类号】 TE357 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）10-0209-01
1引言
调剖是利用化学剂有自动选向功能，向注水井中注入化学药剂，使其优先进入并封堵高渗层，达到调整吸水剖面、提高油田采收率的目的。该工艺技术在不改变原注水管柱的条件下，利用地面泵车，将弱凝胶聚合物调剖剂注入吸水层，在地层条件下，聚合物和胶联剂通过化学反应，形成空间网状的凝肢体，有效地封堵地层高渗透层，达到注水井调整吸水剖面的目的。较合理地实现“调”与“驱”之间的段塞配合。在“调”方面，主要考虑限制高渗透带的吸水量，实现层内非均质小层的启动；在“驱”方面，侧重点考虑平面内的非均质影响，在提高后续驱替液的波及体积，同时提高驱油效率。
2弱凝胶调剖技术
近些年，国内外对弱凝胶调剖技术进行了很多室内及矿场试验研究，并取得了一定的成果。美国的 TIORCO 公司研究的胶态分散凝胶（CDG）是聚合物和交联剂构成的分子内交联凝胶体系。这一体系的交联反应主要是发生在分子的内部，位于其各交联的活性点之间，反应主要是分子内的交联，包括多个分子发生交联，最终形成的是较为分散的凝胶线团。CDG 体系中的聚合物浓度较低，其所用的交联剂往往是金属离子交联剂，如柠檬酸铝和乙酸铬。
综合分析了凝胶类、微生物类、沉定型元机盐类和粘土颗粒等 4 类调剖驱油剂在国内外的发展和应用状况，指出了聚丙烯酞胺类本体凝胶由于其良好的交联性能、低廉的价格成为国内油田应用最广的深部调剖剂，并对凝胶类调驱剂的交联剂选择进行了分析，总结出深部调驱剂的发展潜力和方向。
通过透明薄片填石英砂模型利用显微摄像仪记录了弱凝胶驱油过程。归纳出了以下 5 种弱凝胶驱油机理：注入过程中弱凝胶可以选择性的进入大孔道；弱凝胶能够克服贾敏效应的不利影响，排出被锁住的原油；弱凝胶可以封堵水蹿的大孔道，使得后续的液流被迫改变方向；弱凝胶可以通过粘弹性的整体运动产生负压，达到吸油效果；弱凝胶的驱油过程可以使得数量较多的油滴汇集成相对连续的油流。
通过孔喉模型实验研究指出柔性转向剂的门槛压力和岩心的喉粒径比呈现明显的指数关系，如果地层压差比柔性转向剂的门槛压力高时，柔性转向剂运移；否则柔性转向剂停留在地层中；通过网络模型实验研究指出，柔性转向剂的颗粒可以发生弹性变形、塑性变形、造粒和粘连等 4 种形式的变化及运移，分布在深部地层的各种尺寸孔喉处，然后叠加原理会使其形成暂堵性的移动带，调剖结束后其最终保留在地层的深部因此可以实现液流的流动转向。
采用多点测压法，研究弱凝胶运移的发生条件和注入时间、流动空间、注入介质、注入参数等因素的影响，研究了弱凝胶调剖时存在的一个理论最佳渗透率区，由于低渗透性的地层对弱凝胶的剪切效果较强，当注入距离为 50cm 时阻力系数和凝胶强度的降幅都在 70%以上，而在高渗透岩心中弱凝胶不能对深部地层形成有效封堵，弱凝胶均能顺利通过。
开展了堵剂定点投放研究。通过建立数模，并使用油藏数值模拟软件，通过可视化的室内物理模型进行了堵剂投放位置、投放量、投放次数以及堵剂方面的研究，考察其在在不同渗透率条件下对堵水效率影响。叶银珠等人通过新老凝胶体系的对比研究指出，可动凝胶体系利用自身的选择性封堵大孔道、克服贾敏效应和“变形虫”的独特特点，可以在油藏深部实现“封堵—突破—运移—再封堵”的驱油过程，达到“远调长驱、间歇调驱”的持续增油效果。同时指出，可动凝胶调驱技术在新体系的评价标准、机理研究及描述、数值模型及软件研制以及相关配套技术集成应用等方面有待继续深化和完善，而这些方面也是可动凝胶调驱技术的未来发展方向。
涂伟霞等以丙烯酰胺和丙烯酸和交联剂为原料，加入 SiO2纳米颗粒，通过室内实验合成了一种新型的具有孔喉尺度的无机-有机聚合物复合微球体系。复合微球的整体结构较为稳定，而且粒径也很均匀，尺寸为亚微米级到微米级；此体系在高温或者高矿化度的外界条件下仍然有非常不错的膨胀性，而且较为稳定，是比较理想的驱油的体系。
通过考察 pH 值、阴离子型聚丙烯酰胺 CH601 浓度、交联剂 SQ-1浓度、稳定剂 TYB-5 浓度对自修复凝胶体系成胶性能的影响，进而得到自修复凝胶配方。并考察了最佳配方自修复凝胶体系的耐温性、抗剪切性及封堵性能。
以上研究主要是弱凝胶深部調剖体系的矿场应用以及室内弱凝胶在多孔介质中的运移、封规律实验研究。综上所述，目前弱凝胶深部调剖技术在很多油田的矿场试验效果较好，经济可行，具有较好的应用前景。从室内宏观和微观实验研究成果也可以看出，弱凝胶调剖体系既可以起到调剖、堵水的作用，又可以达到驱油的目的。
3弱凝胶调剖堵水的技术特点
弱凝胶调剖堵水技术在运用过程中具有以下几个明显的特点：
（1）体系初始黏度比较小，注入性好，并且能够进入到油藏深部，起到深部调剖堵水的作用。
（2）适应性好，能够用油田采出污水进行配置，节约了大量淡水资源，不仅降低了油田生产成本，同时由于采出污水的现场回收利用，很好的保护了现场环境。由于聚合物分子遇到污水中的各种盐分时，分子链发生卷曲，体系进入地层时受到多孔介质的剪切降低，具有一定的抗剪切能力。
（3）随着体系在地层中发生交联反应，聚合物分子上的活性基团所连接的分子尺寸进一步增大，体系的黏度快速增大，交联聚合物体系在地层中被捕集、滞留，其阻力系数比普通聚驱体系的阻力系数大。
（4）具有较强的选择性。能够选择性的对水流通道进行封堵，而对油相的相对渗透率产生较小的影响。
（5）对油藏储层不会产生永久性伤害，能够使后期油田措施较好的进行。
（6）现场施工工艺比较简单。与双液法相比较而言，弱凝胶调剖堵水技术的工艺较为简单，并且可以连续长时间操作。同时由于其较低的初始浓度和黏度，使其地面泵注性能较好。
参考文献
[1] 龙华，杜学盛，周红伟.大剂量整体调剖堵水配套工艺技术[J].钻采工艺，2007，30（4）：81-83.
[2] 张艳芳，罗跃，张建国，等.弱凝胶驱油体系的研究进展[J].精细石油化工进展，2003，4（6）：45-49.
关键词： 弱凝胶；油藏储层；调剖技术
【中图分类号】 TE357 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）10-0209-01
1引言
调剖是利用化学剂有自动选向功能，向注水井中注入化学药剂，使其优先进入并封堵高渗层，达到调整吸水剖面、提高油田采收率的目的。该工艺技术在不改变原注水管柱的条件下，利用地面泵车，将弱凝胶聚合物调剖剂注入吸水层，在地层条件下，聚合物和胶联剂通过化学反应，形成空间网状的凝肢体，有效地封堵地层高渗透层，达到注水井调整吸水剖面的目的。较合理地实现“调”与“驱”之间的段塞配合。在“调”方面，主要考虑限制高渗透带的吸水量，实现层内非均质小层的启动；在“驱”方面，侧重点考虑平面内的非均质影响，在提高后续驱替液的波及体积，同时提高驱油效率。
2弱凝胶调剖技术
近些年，国内外对弱凝胶调剖技术进行了很多室内及矿场试验研究，并取得了一定的成果。美国的 TIORCO 公司研究的胶态分散凝胶（CDG）是聚合物和交联剂构成的分子内交联凝胶体系。这一体系的交联反应主要是发生在分子的内部，位于其各交联的活性点之间，反应主要是分子内的交联，包括多个分子发生交联，最终形成的是较为分散的凝胶线团。CDG 体系中的聚合物浓度较低，其所用的交联剂往往是金属离子交联剂，如柠檬酸铝和乙酸铬。
综合分析了凝胶类、微生物类、沉定型元机盐类和粘土颗粒等 4 类调剖驱油剂在国内外的发展和应用状况，指出了聚丙烯酞胺类本体凝胶由于其良好的交联性能、低廉的价格成为国内油田应用最广的深部调剖剂，并对凝胶类调驱剂的交联剂选择进行了分析，总结出深部调驱剂的发展潜力和方向。
通过透明薄片填石英砂模型利用显微摄像仪记录了弱凝胶驱油过程。归纳出了以下 5 种弱凝胶驱油机理：注入过程中弱凝胶可以选择性的进入大孔道；弱凝胶能够克服贾敏效应的不利影响，排出被锁住的原油；弱凝胶可以封堵水蹿的大孔道，使得后续的液流被迫改变方向；弱凝胶可以通过粘弹性的整体运动产生负压，达到吸油效果；弱凝胶的驱油过程可以使得数量较多的油滴汇集成相对连续的油流。
通过孔喉模型实验研究指出柔性转向剂的门槛压力和岩心的喉粒径比呈现明显的指数关系，如果地层压差比柔性转向剂的门槛压力高时，柔性转向剂运移；否则柔性转向剂停留在地层中；通过网络模型实验研究指出，柔性转向剂的颗粒可以发生弹性变形、塑性变形、造粒和粘连等 4 种形式的变化及运移，分布在深部地层的各种尺寸孔喉处，然后叠加原理会使其形成暂堵性的移动带，调剖结束后其最终保留在地层的深部因此可以实现液流的流动转向。
采用多点测压法，研究弱凝胶运移的发生条件和注入时间、流动空间、注入介质、注入参数等因素的影响，研究了弱凝胶调剖时存在的一个理论最佳渗透率区，由于低渗透性的地层对弱凝胶的剪切效果较强，当注入距离为 50cm 时阻力系数和凝胶强度的降幅都在 70%以上，而在高渗透岩心中弱凝胶不能对深部地层形成有效封堵，弱凝胶均能顺利通过。
开展了堵剂定点投放研究。通过建立数模，并使用油藏数值模拟软件，通过可视化的室内物理模型进行了堵剂投放位置、投放量、投放次数以及堵剂方面的研究，考察其在在不同渗透率条件下对堵水效率影响。叶银珠等人通过新老凝胶体系的对比研究指出，可动凝胶体系利用自身的选择性封堵大孔道、克服贾敏效应和“变形虫”的独特特点，可以在油藏深部实现“封堵—突破—运移—再封堵”的驱油过程，达到“远调长驱、间歇调驱”的持续增油效果。同时指出，可动凝胶调驱技术在新体系的评价标准、机理研究及描述、数值模型及软件研制以及相关配套技术集成应用等方面有待继续深化和完善，而这些方面也是可动凝胶调驱技术的未来发展方向。
涂伟霞等以丙烯酰胺和丙烯酸和交联剂为原料，加入 SiO2纳米颗粒，通过室内实验合成了一种新型的具有孔喉尺度的无机-有机聚合物复合微球体系。复合微球的整体结构较为稳定，而且粒径也很均匀，尺寸为亚微米级到微米级；此体系在高温或者高矿化度的外界条件下仍然有非常不错的膨胀性，而且较为稳定，是比较理想的驱油的体系。
通过考察 pH 值、阴离子型聚丙烯酰胺 CH601 浓度、交联剂 SQ-1浓度、稳定剂 TYB-5 浓度对自修复凝胶体系成胶性能的影响，进而得到自修复凝胶配方。并考察了最佳配方自修复凝胶体系的耐温性、抗剪切性及封堵性能。
以上研究主要是弱凝胶深部調剖体系的矿场应用以及室内弱凝胶在多孔介质中的运移、封规律实验研究。综上所述，目前弱凝胶深部调剖技术在很多油田的矿场试验效果较好，经济可行，具有较好的应用前景。从室内宏观和微观实验研究成果也可以看出，弱凝胶调剖体系既可以起到调剖、堵水的作用，又可以达到驱油的目的。
3弱凝胶调剖堵水的技术特点
弱凝胶调剖堵水技术在运用过程中具有以下几个明显的特点：
（1）体系初始黏度比较小，注入性好，并且能够进入到油藏深部，起到深部调剖堵水的作用。
（2）适应性好，能够用油田采出污水进行配置，节约了大量淡水资源，不仅降低了油田生产成本，同时由于采出污水的现场回收利用，很好的保护了现场环境。由于聚合物分子遇到污水中的各种盐分时，分子链发生卷曲，体系进入地层时受到多孔介质的剪切降低，具有一定的抗剪切能力。
（3）随着体系在地层中发生交联反应，聚合物分子上的活性基团所连接的分子尺寸进一步增大，体系的黏度快速增大，交联聚合物体系在地层中被捕集、滞留，其阻力系数比普通聚驱体系的阻力系数大。
（4）具有较强的选择性。能够选择性的对水流通道进行封堵，而对油相的相对渗透率产生较小的影响。
（5）对油藏储层不会产生永久性伤害，能够使后期油田措施较好的进行。
（6）现场施工工艺比较简单。与双液法相比较而言，弱凝胶调剖堵水技术的工艺较为简单，并且可以连续长时间操作。同时由于其较低的初始浓度和黏度，使其地面泵注性能较好。
参考文献
[1] 龙华，杜学盛，周红伟.大剂量整体调剖堵水配套工艺技术[J].钻采工艺，2007，30（4）：81-83.
[2] 张艳芳，罗跃，张建国，等.弱凝胶驱油体系的研究进展[J].精细石油化工进展，2003，4（6）：45-49.