硅氧树脂类调堵材料添加剂的功能研究

闻晶

摘要：采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料的凝胶固化反应速度与温度密切相关，为了更好地启动和控制它的凝胶固化反应，在不同温度条件下尚需使用不同种类的助剂。本文主要介绍了包括1#活化剂、2#添加剂、3#低温活化剂、4#高温活化剂和5#蒸汽吞吐专用添加剂共五种添加剂及其功能。

关键词：高温；表面活性剂；固化反应；添加剂

1、1#活化剂的功能

1#活化剂在通常地层温度条件下（40℃～100℃）对采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料的潜在凝胶反应具有良好的活化作用，使之发生凝胶化反应，最终形成体型结构的无机凝胶。

例如，固定2#添加剂2%和采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料20%，再分别加入1#活化剂0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0% 、4.0%和5.0%，余为水。将制作的几个样杯同时放入80℃恒温水浴中加热。观察各样杯中调剖浆液凝胶时间。

如果没有1#活化剂，则采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料浆液在长时间加热条件下（如20d）也不会凝胶固化。说明1#活化剂对非固相耐高温调堵剂的潜在活性具有激发作用，没有1#活化剂，则采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料不具有凝胶硬化性能。

另外，随着1#活化添加剂用量的增加，采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料浆液的稠化、凝胶时间先逐渐降低，而后又逐渐增大。这在1#活化剂高掺量时尤其明显，而且超量使用还会导致强度的损失。故应避免1#活化剂的超量使用。

2、2#添加剂的功能

2#添加剂这种物质就是具有稳定作用和显著延长筛管井调堵材料浆液的凝胶固化时间两种功能的材料，即2#添加剂对凝胶反应具有一定的阻抑作用，可在一定程度上阻抑采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料凝胶固化反应，使1#添加剂的活化作用受到一定程度的限制。因此，可以配合1#活化剂调节凝胶固化反应的速度，这对大剂量调堵作业是非常有利的。

例如，平行取七份1#活化剂2%和采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料20%于七个烧杯中，再分别加入2#添加剂0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%，余为水，搅拌均匀。将上述7个样杯同时放入80℃恒温水浴中加热。观察各样杯中调剖浆液凝胶时间。

3、3#低温活化剂的功用

试验结果表明：3#低温活化剂可以对采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料在较低温度条件下启动凝胶反应，在一定时间内凝胶。

3#低温活化剂的低温活性作用拓宽了采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料适用温度的范围，可对地层温度相对较低的浅井进行调堵封窜。但3#低温活化剂的活性随温度升高显著增大，温度较高时，可在很短时间内使采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料浆液失去流动性，使调剖液可泵时间明显缩短，故不宜在40℃以上使用。

3、4#高温活化剂的功能

温度升高，采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料凝胶固化速度增大，在超过100℃时，1#活化剂和3#低温活化剂不再适用，他们虽然可使其发生凝胶反应，但凝胶速度太快，过快的凝胶速度不能满足调堵施工需要足够安全注入时间的要求，而且容易在施工过程中发生事故。为了满足高温地层条件，采用一种在高温条件下具有对采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料凝胶固化作用的活化剂，这种物质低温基本没有催化作用，它的催化活性组分在温度足够高时（≥100℃）可明显释放出来，从而对采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料的凝胶固化反应进行启动，慢慢的形成凝胶封堵物。這种活化剂可以称作采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料的4#高温活化剂。

例如，固定采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料20%和2#添加剂4.0%，再分别加入4#活化剂1.0%、2.0%、4.0%、6.0%，余为水，搅拌均匀，于150℃恒温加热。观察样杯中调剖浆液凝胶时间。

试验结果表明：4#高温活化剂可以使采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料在较高温度条件下发生反应，在一定时间内产生凝胶。

3、5#蒸汽吞吐井专用添加剂的功能

固定采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料20%，2#添加剂4.0%，4#高温活化剂4.0%，再加入5#蒸汽吞吐井专用添加剂3%，余为水。分别将其注入不同岩心，测定各岩心封堵率。试验结果表明，调堵液中加入一定量5#蒸汽吞吐井专用添加剂，在高温条件下，经过一定时间后可以使采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料形成的封堵物的渗透性慢慢得到恢复，而且是随着高温作用时间的延长渗透性恢复程度增大。说明5#蒸汽吞吐井专用添加剂的这个性质非常适合于蒸汽吞吐采油工艺。实际调剖作业时，可根据需要调整5#蒸汽吞吐井专用添加剂以及采油用调剖剂硅氧树脂类调堵材料和其它添加剂的比例以满足渗透率恢复的不同要求。

参考文献：

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