选择性堵水剂配方的确定

侯晋

油井堵水是降低采出液的出水率何提高勘探开发效益的一类重要技术。控制油层出水有很多方法：当油层和水层明显分割，可选择在含水层设置非渗透性的永久性屏障，如水泥浆、超细水泥、树脂或有机凝胶；当油层和水层在同一层位，工艺上又无法确保油层与水层分隔开的油气井，为达到降水增油的目的，需要采用具有高度选择性的堵水剂。对于选择性堵水剂，最关键的性能是堵水剂不但要具有良好的堵水性，而且还要具有良好的选择性。这样对于堵水剂配方的确定在整个工作环节中就显得尤为重要。选择性堵水作为稳油控油的重要措施之一，受到了普遍重视。影响堵水剂配方确定的因素有很多，本文通过用实验数学显示，拟从HPAM加量、Ca-Ls加量、交联剂加量、pH调节剂加量对成胶时间和凝胶强度的影响四个方面探讨。

一、HPAM加量对成胶时间和凝胶强度的影响

固定Ca-Ls加量为1.5%(以溶液质量计，下同)，交联剂加量为0.5%，pH值调节剂加量为0.25%，HPAM的浓度在0.2%～0.9%的范围内变化，养护温度为50℃，考察HPAM加量对堵水剂体系的成胶时间及凝胶强度的影响，结果见表1.1

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由表1.1可知,凝胶的强度随着聚丙烯酰胺浓度的增大而逐渐增大，成胶时间随着聚丙烯酰胺浓度的增大而逐渐缩短。当聚丙烯酰胺浓度达到一定值(0.7%)时，凝胶强度和成胶时间的变化都随着聚丙烯酰胺浓度的增加而减缓。由于聚丙烯酰胺是主要的胶凝物质，在反应中起主导作用，其浓度的大小直接影响着凝胶强度和成胶时间，所以要选择合适的聚丙烯酰胺加量。当聚丙烯酰胺加量为0.7%时，凝胶强度72.3Pa·s，成胶时间8.0h，可以满足现场的应用。若继续增加聚丙烯酰胺加量，虽然可以提高凝胶强度，但成胶时间缩短，不利于现场施工。因此，聚丙烯酰胺加量以0.7%为宜。故确定聚丙烯酰胺浓度在0.7%左右时为最佳。

二、Ca-Ls加量对成胶时间和凝胶强度的影响

固定HPAM加量为0.7%,交联剂加量为0.5%，pH值调节剂加量为0.25%，考察木质素磺酸钙加量对体系成胶时间和凝胶强度的影响，结果见表1.2。

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由表1.2可见，木质素磺酸钙主要是一种增强剂，对堵水体系的成胶时间影响较小，而对堵水体系的凝胶强度影响较大，从表可以看出，随着木质素磺酸钙加量增加，凝胶强度迅速增加，当木质素磺酸钙加量大于1.5%后，凝胶强度浓随木质素磺酸钙加量的增加而减缓，且成胶时间几乎不变。因此，从经济的角度考虑，确定木质素磺酸钙最佳加量为1.5%。

三、2.4.3交联剂加量对成胶时间和凝胶强度的影响

固定HPAM加量为0.7%,Ca-Ls加量为1.5%，pH值调节剂加量为0.25%，考察交联剂加量对体系成胶时间和凝胶强度的影响，结果见表2.5。

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由表1.3可见,交联剂加量对成胶时间和凝胶强度均有影响，随着交联剂加量增加，成胶时间缩短，凝胶强度逐渐增加，交联剂加量大于0.5%时，凝胶强度大于70 Pa·s，成交时间8.0h。继续增加交联剂加量，虽然可提高凝胶强度，但继续养护10d左右，凝胶出现脱水现象。因此，交联剂加量不能大于0.5%。

四、pH调节剂加量对成胶时间和凝胶强度的影响

固定HPAM加量为0.7%，Ca-Ls加量为1.5%，交联剂加量为0.5%，考察pH值调节剂加量对堵水剂体系的成交时间和凝胶强度的影响。为了不改变凝胶强度的条件下改变成胶时间，本实验选择了一种pH值调节剂，在加热条件下，缓慢的改变体系的pH值，抑制交联反应的进行，缩短了成胶时间，但凝胶强度基本不变。由表2.6可看出，随着pH值调节剂加量增加，成胶时间增加，而凝胶强度变化不大。因此，pH值调节剂加量为0.25%为宜。小结：

一种合适比例配方在生产作业过程中是不可或缺的。通过实验优选出堵水剂的最佳配方为：HPAM加量0.7%，Ca-Ls加量1.5%，交联剂加量0.5%，pH值调节剂加量0.25%。在此配方下，凝胶强度为72.3 Pa·s。成胶时间为8h。