油田化学堵水剂的开发研究与应用

摘要：近年来，油田化学堵水剂得到了一定程度的发展，它的作用越来越受到重视。本文介绍了化学堵水剂的国内外研究及应用开况 ,并对堵水剂的研究及发展提出了建议。

关键词：化学堵水剂；研究概况；应用

中图分类号TE3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）66-0081-02

1 油田堵水剂概述

从50年代起，我国油田化学[1]堵水技术得到了应用，逐渐发展到60年代的树脂，再到70年代的水溶性聚合物,使得油田堵水技术取得了很大的进展。

经济的飞速发展带来了油田的过度开采, 在所开采的石油当中，占了绝大部分是水。在这种情况下，油井出水将直接导致石油的产量越来越低。另外，地还有各种各样的原因，比如设备的腐蚀加剧等，也会带来巨大的经济损失，最终使得石油的开发受到抑制。由此可见，在油田开采的过程中，油田堵水的作用是不容忽视的。

堵水剂主要是指从油、水井注入地层，能减少地层产出水的物质。堵水又包括水井调剖和油井堵水。从油井注入地层的堵水剂称油井堵水剂（或简称堵水剂），至于从水井注入地层的我们常称之为调剖剂。堵水也好，调剖也好，在当今使用得最多的以及最有效的还是化学试剂，因此，应用于油井堵水的化学试剂常被人称为油井堵水剂。这种堵水剂不但能够从油井渗入，还能够减少油井的产水量，经过各方面的考验，堵水剂的发展已经全面系列化了，这对于油田的合理开发与应用具有重要意义。

2 油田堵水剂的种类

2.1 冻胶型堵水剂

由高分子（如HPAM）溶液转变而来的，我们称之为冻胶，而交联剂可以使高分子间发生交联，从而形成网络结构，这样可以把液体包在其中，那么高分子溶液将会失去流动性，转变为冻胶。联系实际，锆冻胶就是目前油田常用的冻胶型堵水剂。

2.2 凝胶型堵水剂

溶胶转变既产生凝胶。这种转变的原因有很多，比如电解质的加入引起部分溶胶粒子的稳定性下降而产生的有限度聚结的网络结构，通过包裹液体使整个体系失去流动性，在这种情况下即转变为凝胶。而硅酸凝胶就是目前油田堵水中常用的凝胶。同理，硅酸凝胶也是由硅酸溶胶转化而来的，而硅酸溶胶又是由水玻璃（又名硅酸钠）与活化剂（常用盐酸）反应生成。另外，制备方法的不同，得到的硅酸溶胶当然也有所差异，主要可得两种硅酸溶胶，即酸性硅酸溶胶和碱性硅酸溶胶。这两种硅酸溶胶都会受到环境的影响，在一定的条件（如温度、pH值和硅酸含量）下，在一定时间内产生胶凝现象。

硅酸凝胶堵水剂的好坏具有一定的评价指标，主要是对胶凝时间和凝胶强度的评价。硅酸体系自生成至失去流动性的时间既为胶凝时间。而凝胶强度则是指凝胶单位表面积上所能承受的压力。

2.3 沉淀型堵水剂

由两种可反应产生沉淀的物质组成的称为沉淀型堵水剂。目前，水玻璃-氯化钙是油田中最常用的沉淀型堵水剂，其反应式如下：

Na2O·mSiO2+CaCl2CaO2·mSiO2 + 2NaCl

2.4 悬浮体型堵水剂

悬浮体是指颗粒直径较大但溶解度极小的固体颗粒分散在溶液中所形成的粗分散体系。这个分散体系中的固体颗粒可以起到堵塞的作用因此可以作为堵水剂使用。目前油田中常用的分散体型堵水剂就是粘土悬浮体型堵水剂。它的粘土颗粒使用的是聚合物（如HPAM）的絮凝作用，因此可以产生颗粒更大、堵塞作用更好的絮凝体堵水剂，应用非常广泛。

3 堵水剂的研究意义

油井出水是油田开发过程中不可避免的问题。主要是由于技术的不成熟引起的。油井出水所造成的危害极大，不但会减少油层的采收率，环境也会受到一定程度的影响，那么降低采出液的出水率就显得极其重要。国内外必须对此重视起来。

4 堵水剂国内外研究状况

打从20世纪30年代以后开始，油田化学剂[2]就得到了普遍的重视并应用开来。比如，国外以不同的聚合物来制备成胶剂，同时又以某些化合物来制备交联剂，这样得到的凝胶型堵水调剖剂无疑是一个划时代的发展，具有重大的意义。从1965年的单体凝胶开始起步，国外聚合物凝胶类堵水调剖剂的发展注定要饱受经历和磨练。在这当中，美国和俄罗斯的发展最让人叹为观止，这两个国家的堵水调剖剂在很早之前就得到广泛应用并且其种类也非常之多，美国着重于使用聚合物凝胶堵水调剖剂，相比之下，俄罗斯则较多地使用水解聚丙烯腈，同时，越来越多的堵水调剖剂得到应用，必将带动社会经济的发展。跟其他国家相比，即使我国堵水剂的发展还能满足我们的基本需要，但是这还远远不够，有许多堵水剂的性能还不是很完善，品种也不多，急需相应的措施调整。

5 对堵水剂研究的建议

5.1推广廉价原料堵水剂新产品

针对我国目前的情况而言，大部分油田已处于高含水开采期，这些地层需要进行大剂量的堵水处理，既然这样，堵水剂的用量自然会很大，所以，我们需要使用廉价的堵剂才能获得更高的效益。比如纸浆 废液和工业废酸等廉价原料被合理利用了，不但可以大量生产堵水剂，还可以保护环境。因此，开发利用廉价原料，将会是堵水剂的又一个重要研究方向。

5.2研究开发选择性新型堵剂

80年代左右，我国的油田堵水技术发生了很大的变化，注水井调剖慢慢地取代了生产井堵水,各企业为了增加石油的开采率,都在对油田进行综合治理[3]，不但要进行大剂量的调剖，还要在生产井堵水。但是可惜的是,到目前为止还没有发现一种可以广泛利用的选择性堵剂，同样国外也对此进行研究中，这必将是一个任重而道远的任务。

5.3研究微生物调剖技术

近些年来，微生物调剖技术已经在国外得到了广泛的应用，这种技术不但能够很好地提高原油采收率，并且其操作简单，安全性问题不大，对环境也基本没有影响，另一方面还减少了费用的支出。

6结论

本文通过对油田化学堵水剂的一系列研究，凸显了其在生活当中所出现的一些问题，使得它越来越受到重视。通过采取一定的措施，必定可以让其健康稳步发展。

参考文献

[1]李宇乡，唐孝芳，刘双成.油田化学，1995，12(1)：88-94.

[2]罗跃，王正良，等.油田化学，1999，16(1)：212-213.

[3]付美龙，黄俊英.油田应用化学.荆州：江汉石油学院，2000：141-170.