水玻璃的性质随模数而变。模数越小，水玻 璃碱性越强，越易溶解。
2 重要的单液法调剖剂
硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。 （2）什么是活化剂？
是指可使水玻璃由先变成溶胶再变成凝胶的物质。活化 剂分为两类：一类是无机活化剂，如盐酸、硝酸、硫酸、 氨基磺酸、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸二 氢钠等；另一类是有机活化剂，如甲酸、乙酸、乙酸铵、 甲酸乙酯、乙酸乙酯、氯乙酸、三氯乙酸、草酸、柠檬酸、 苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚、甲醛、 尿素等。 常用的活化剂是盐酸。 根据盐酸和水玻璃的混合顺序可分为酸性硅酸凝胶和碱性 硅酸凝胶。
浅层 封堵
深部 调剖
单井油井堵水
调剖剂
单井油井堵水
调剖剂
从19世纪70年代提出，已由单纯的“剖面调整” 发展为深部封堵高渗透层。
二、注水井调剖的重要性 高渗透层的存在，必然 使注入水首先沿着它 突入油井，减小了注 入水的波及系数，降 低了原油采收率。 高渗透层的封堵，可迫 使注入水进入中低渗 透层，提高了注入水 的波及系数，也即提 注水井调剖的重要性在于它能提 高原油采收率。高了原油的采收率。
2 重要的单液法调剖剂
1）硫 酸
硫酸是利用地层中的钙、镁源产生调剖物质的。 硫酸先与近井地带的碳酸盐(岩体或胶结物的碳 酸盐)反应，增加了注水井的吸水能力，而产 生的硫酸钙、硫酸镁将随酸液进入地层，然后 饱和析出并在适当位置(如孔隙结构的喉部)沉 积下来，形成堵塞。 由于高渗透层进入的硫酸多，产生的硫酸钙、 硫酸镁也多，所以主要堵塞发生在高渗透层。
因此CDG是冻胶束的分散体。
2 重要的单液法调剖剂 7） 铝冻胶
冻胶束形成以后，CDG的流动阻力增加。若流动
压差能克服其流动阻力，则CDG仍能流动；若流动
压差不能克服其流动阻力，则CDG的流动停止，起
封堵作用。由于低质量浓度、低成本、可大剂量使
用，因此CDG适用于远井地带调剖，而且远井地带
流动压差小，有利于CDG封堵作用的发挥。
一、什么叫注水井调剖 “调剖”的含义： 狭义： 调整注水油层的吸水剖面。 广义： 从注水井进行封堵高渗透层的工作，从
而迫使注入水波及到含油饱和度较高的 中、低渗透层，从而起到提高注入水的 波及系数和降低油井含水的目的。
“调剖”的目的：
改善地层非均质性，提高注入水波及系数， 从而提高采收率。
一、什么叫注水井调剖
3 双液法堵剂 3)冻胶型双液法调剖剂
是指两种工作液相遇后可产生冻胶封堵高渗透层 的调剖剂。在两种工作液中，通常一种工作液为 聚合物溶液，另一种工作液为交联剂溶液。
例1 第一工作液HPAM溶液或XC溶液 第二工作液柠檬酸铝溶液 这两种工作液相遇后产生铝冻胶。 例2 第一工作液HPAM溶液或XC溶液 第二工作液丙酸铬溶液 这两种工作液相遇后产生铬冻胶。
2 重要的单液法调剖剂 7） 铝冻胶
CDG是由低质量浓度的聚合物和低质量浓度的 交联剂配成的。聚合物的质量浓度在100~1 200
mg· -1范围，聚合物与交联剂的质量浓度之比在 L
20∶1~100∶1范围。由于质量浓度低，聚合物与 交联剂不足以形成连续的网络，而只能缓慢形成 冻胶束（gel bundle）。冻胶束是少量聚合物分 子在分子内和（或）分子间由交联剂交联而成的，
一种聚丙烯酰胺水膨体的膨胀性
2 重要的单液法调剖剂 ◇放置于远井地带的方法
供选用的携带介质有三类：

非极性物质(如煤油) 半极住物质(如乙醇、异丙醇)，

电解质溶液(如 NaCl、HCl、CaCl2、FeCl3等) 如覆羟丙基甲基纤维素膜，将这种覆膜的水膨 体用水携带进入地层，它将在覆膜溶解至可与 水相接触时才开始膨胀。可用流化床法 （Wurster法）在水膨体外表面覆膜。
2 重要的单液法调剖剂
聚乙烯亚胺中的亚胺基（—NH—）通过与聚合物 中的—CONH2反应，脱出NH3而起交联作用
交联反应生成的交联体称为 聚乙烯亚胺冻胶
2 重要的单液法调剖剂
例如当w(PA-t-BA)为7.0%，w(PEI)为0.33%时， 可配得一种在95 ℃下成冻时间为12 h的聚乙烯亚 胺冻胶，用于封堵高渗透层。
2 重要的单液法调剖剂 2) 硫酸亚铁
硫酸是增注调剖剂；
氢氧化亚铁是一种沉淀，同样可起调剖作用。
三氯化铁可起与硫酸亚铁类似的作用。
2 重要的单液法调剖剂 3)硅酸凝胶
硅酸凝胶是由水玻璃与活化剂反应生成。 （1）什么是水玻璃？

又名硅酸钠，分子式为Na2O· mSiO2
m:模数(即水玻璃中SiO2的物质的量与Na2O 的物质的量之比)。 模数一般在1～4范围。
2 重要的单液法调剖剂
5） 锆冻胶
锆冻胶如何形成？ 用Zr4+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带 COO-的聚合物（如HPAM）生成。
聚丙烯酰胺的锆冻胶示意图
2 重要的单液法调剖剂
（2）锆的多核羟桥络离子如何形成？
络合 水解
羟桥作用
2 重要的单液பைடு நூலகம்调剖剂
进一步水解和羟桥作用
大的无机阳离子
2 重要的单液法调剖剂
0.4%，w(酚醛树脂)
为0.8%时，可配得
一种在80 ℃下成冻
交联反应生成的交联体称为 酚醛树脂冻胶。 时间为72 h的酚醛树 脂冻胶，用于封堵高
渗透层。
2 重要的单液法调剖剂
9）聚乙烯亚胺冻胶
聚乙烯亚胺冻胶是用聚乙烯亚胺交联溶液中带— CONH2的聚合物（如HPAM）生成的。
聚乙烯亚胺是由乙烯亚胺聚合产生的
可用常规土酸除去。


3 双液法堵剂
沉淀型双液法堵剂 凝胶型双液法堵剂 冻胶型双液法堵剂 泡沫型双液法堵剂
絮凝体型双液法堵剂
3 双液法堵剂
1)沉淀型双液法堵剂
指两种工作液相遇后可产生沉淀封堵高渗透层 的堵剂。
3 双液法堵剂 2)凝胶型双液法调剖剂
指两种工作液相遇后可产生凝胶封堵高渗透层 的调剖剂。例如向地层交替注入水玻璃和硫酸 铵，中间以隔离液(如水)隔开，当两种工作液 在地层相遇时可发生下面的反应，产生凝胶， 封堵高渗透层：
多核羟桥络离子与HPAM交联
2 重要的单液法调剖剂
6）铬冻胶
（1）铬冻胶如何形成？ 用Cr3+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带 COO-的聚合物（如HPAM）生成。
聚丙烯酰胺的锆冻胶示意图
Q：Cr3+的多 核羟桥络离 子如何形成？
2 重要的单液法调剖剂
（2） Cr3+ 可有哪些来源？

KCr(SO4)2、CrCl3、Cr(NO3)2、Cr(CH3COO)3
进入地层后
流动性降低
双液法
定义： 向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种 工作液（或工作流体）。 基本原理： 隔离液作用： 调节封堵位置
注水 注水
第一工作液
第二工作液
隔离液 注入水
封堵物质
三、注水井调剖剂
按调剖剂封堵的距离分类，可分为近井地带调 剖剂（如硅酸凝胶）和远井地带调剖剂（如胶 态分散体冻胶）。 若按使用的条件分类，可分为高渗透层调剖剂 （如粘土/水泥固化体系）、低渗透层调剖剂 （如硫酸亚铁）、高温高矿化度地层调剖剂 （如各种无机调剖剂）。
3 双液法堵剂 3)冻胶型双液法调剖剂
例3 第一工作液溶有Na2SO3的HPAM溶液或XC溶液 第二工作液溶有Na2Cr2O7的HPAM溶液或XC溶液 这两种工作液相遇后，Na2SO3可将Na2Cr2O7中的Cr6+还原 为Cr3+，Cr3+进一步生成多核羟桥络离子将聚合物交联， 产生铬冻胶。 例4 第一工作液HPAM溶液 第二工作液ZrOCl2溶液 这两种工作液相遇后产生锆冻胶。 例5 第一工作液HPAM溶液 第二工作液聚季铵盐溶液 这两种工作液相遇后产生聚季铵盐冻胶。
2 重要的单液法调剖剂 10）水膨体
水膨体是一类适当交联遇水膨胀而不溶解的聚合 物； 所有适当交联的水溶性聚合物都可制得水膨体。
m CH
2
CH
+
CH2
CH COO CH2CH2O
10
CH OOC
CH2
CONH2
CH2 CH
CH2
CH COO CH2CH2O
10
CONH2
OOC CH CH2
2 重要的单液法调剖剂
2 重要的单液法调剖剂 12）石灰乳
石灰乳是将氧化钙分散在水中配成的氢氧化钙悬 浮体。
特点：

氢氧化钙的粒径较大（ 62μm左右），特别适合于封 堵裂缝性的高渗透层。由于氢氧化钙颗粒不能进入中、 低渗透层，因此对中、低渗透层有保护作用。 氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，所以可用于封 堵高温地层。
第二篇 采油化学
第五章 注水井调剖与油井堵水
注水井调剖和油井堵水是重要的提高原油采收率 技术，同时也是其他提高原油采收率技术（如化学 驱、混相驱、热采和微生物驱等）不可缺少的配套 技术，因此应对注水井调剖和油井堵水有一个全面、 深入的了解。
第一节 注水井调剖法
一、什么叫注水井调剖
吸水能力好 吸水能力差
一、什么叫注水井调剖
•油层是不均质的； •注入水沿阻力最小的地方前
含油饱和度高
进；
•高渗透层流动阻力小；
•由于注入水的冲刷，使油层
的不均质性随着时间的推移 而加剧； 单井油井堵水
k2> k3 > k1
•注入水的波及系数低，采收
率低，油井含水上升快。
高渗透层 （含油饱和度低）
一、什么叫注水井调剖
“调剖”含义 ： 从注水井调整注水 地层的吸水剖面
表面覆膜：

2 重要的单液法调剖剂
11）冻胶微球
冻胶微球是粒度达到纳米级的冻胶分散体。它可 用微乳聚合方法制得。如可由丙烯酰胺和其他含 烯基的单体、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸 铵配得的水溶液，用高浓度的混合表面活性剂(如 Span80+Tween60)制得油外相微乳，水溶液增溶 在微乳的胶束之中，单体共聚后，即成冻胶微球。 使用时，用反相剂(如OP-10等)将油外相的冻胶微 球反相分散于水中，注入地层。在地层中，冻胶 微球有一定的膨胀倍数，它可在高渗透的通道中 通过运移、捕集、变形、再运移、再捕集、再变 形……的机理，由近及远地起调剖作用。