四、活性微球的封堵性能
高低渗砂管出液量变化
14 12 10 8
注 入1500ppm微乳球
高低渗砂管采收率变化
100 90
注 入1500ppm微乳球 转 注 水 注 入3000ppm微乳球 转 注 水 注 入1500ppm乳液球 转 注 水
高渗管 低渗管
高渗管 低渗管
转 注 水 注 入3000ppm微乳球 转 注 水 注 入1500ppm乳液球 转 注 水
0.4PV 4.05 0.44 89.1
随着堵剂量的增加，堵效不断上升。在注入0.3PV情况下，封堵 率达到76％以上。
四、活性微球的封堵性能
（5）室内三管模型驱油试验
实验条件：
低渗727mD
中渗1810mD 高渗2630mD
填砂模型长度： 30cm； 注 入 段 塞： 0.5PV； 微 球 浓 度：1800mg/L
1.8 1.6
压力 MPa
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
P P1 P2 P3
0.2%粉状 剂
压力上升 1.5MPa
0
1
2
3
4
5
注入倍数 PV
6
7
8
9
10
实验结果：从实验压力与注入倍数的关系曲线图可以看出，本材料可以形成强大 封堵，并使渗透率从2000mD降低到140mD。
四、活性微球的封堵性能
材料使用工艺简便，微溶胶体系粘度低，注入容易，可以用污水直接配制。
二、活性微球现有种类
根据地层孔喉直径的不同，合成出不同尺寸的微球。
微乳聚合微球照片(产品编:D-2), 共聚微球照片(产品编号:H1),初始尺寸:1-5微米。 初始尺寸:100-400纳米.
二、活性微球现有种类
分散聚合微球照片(产品编号:J-1),初始尺寸:10-20微米.
四、活性微球的封堵性能
模型号 空气渗透率μm2 孔隙度 ％ 水相渗透率μm2 配方体系 注入段塞 PV 原始含油饱和度 % 水驱驱油效率 % 化学驱驱油效率 % 总驱油效率 % 突破压力 MPa 单管水驱后渗透率μm2 单管封堵效率 ％ 0.0356 96.93 单管 三管 77.73 69.79 4＃ 2.63 40.59 1.16
四、活性微球的封堵性能
（1）深部封堵－突破－运移试验 实验结果：
1400 1200 1000 800 第一测压点 第二测压点 第三测压点 第四测压点 第五测压点
在通过低渗层面 后，在中渗层面仍然 可以形成有效封堵。 该特性使微球不仅对 层间，对层内非均质 性可进行多次调整。
P/mmHg
600 400 200 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
耐剪切
能突破 可移动
堵不死
t/min
P1
P2
110mD
P3
450mD
P4
600mD
P5
四、活性微球的封堵性能
（1）深部封堵－突破－运移试验
P1 P2 P3 P4 P5
150mD
400mD
3000mD
第一测压点 第二测压点 第三测压点 第四测压点 第五测压点
微球在34000mg/L矿化度模拟污水中，75℃烘箱中烘烤4天后注入以上砂管
四、活性微球的封堵性能
（1）深部封堵－突破－运移试验 实验条件： 模拟条件：34000mg/L的模拟海水 模 型：填砂管，长度1米, 直径2.5cm, 横截面：5.3cm2 油田采出砂 840g; 空隙体积 160mL。 注采速度：0.5mL/min 注入微球：未经过膨胀，分散到模拟海水后立刻注入。 1500ppm，0.2pV
二、活性微球现有种类
微球种类3：初始粒径为微米，膨胀后彼此粘结封堵
聚合物核壳微球是带有电荷的微米级颗粒，微球外部带有负电荷，在水中可溶涨，
不与近井地带的地层岩石发生吸附；内层是带有正电荷的交联型凝胶，在水中溶涨速
度快于微球外层组分，因此体积膨胀达到一定程度时，正电荷会裸露，微球之间发生 电性吸附，具有封堵能力，正电荷也会吸附在岩石表面，提高封堵效果。同时，这类
80 70 60
％
50 40 30 20 10
ml
6 4 2 0
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PV
0 1 2 3 4 5 PV 6 7 8 9 10
第一段塞在高渗管明显提高采收率，调整 了层内非均质性，但不能动用低渗管，第 二段塞开始明显动用低渗管原油。累计提 高采收率分别为高渗10.5%，低渗14.1%.
水驱 注微球 注微球 注大尺 0.3PV后 0.2PV后 采出 寸微球 0.3PV 转水驱 转水驱 液髙 含水 第一段塞没有起到封堵作用，第二段塞开始有
效，第三段塞封堵效果更好
五、活性微球的特点
活性微球的基本特性
“进得去、堵得住、能移动” 1、活性微球具有耐温、耐盐、能移动、有弹性、不易剪切、不伤害储层 等特点。 2、初始的尺寸小，溶胀速度和变形性可调，能进入地层深部－－纳米 / 微米材料 3、水化好，在水中稳定存在，实现了在线注入－－溶液/溶胶 4、由于封堵地层的孔喉，浓度低，用量少；安全环保，不增加下游处理 难度－－膨胀/交联 5、 材料为球形，具有弹性，在一定压力下可以突破，耐盐耐剪切不吸 附，可以形成二次封堵，具有多次封堵能力和长寿命特点。－－弹性 6、在一定压力下能突破－变形
实验结果：
5＃ 1.81 33.54 0.310 1800ppm 0.5 70.96 57.73 60.05 66.28 48.50 6＃ 0.727 32.42 0.112
单管
三管 单管 三管
5.02
74.81
11.28
10.08 69.01 70.13 0.260 0.0266 91.42
16.11
K23 K34 K45
3000
t/min
初始渗透率(mD) 注微球后渗透率(mD) 渗透率变化
150 70 53%
400 60 85%
3000 180 94%
四、活性微球的封堵性能
（2）不同渗透率条件下封堵实验
（1）中渗岩芯不同膨胀时间微球的封堵实验
实验条件：温度：60℃ 渗透率：0.42dc 600ppm，0.5PV 污水配制
四、活性微球的封堵性能
微球封堵机理
三球架桥理论
Abrans根据三球架桥理论得到悬浮固体颗粒在孔喉处的堵塞规律： 1）颗粒粒径大于1/3倍孔喉直径，在地层表面形成外滤饼。 2）颗粒粒径在（1/3～ 1/7）倍孔喉直径，固相颗粒基本可以进入储层内 部。由于孔喉的捕集等作用，在储层内部产生桥堵形成内滤饼。 3）颗粒粒径小于1/7倍孔喉直径，可自由通过地层，不形成固相堵塞。
64.61
0.0231 79.38
从以上三管驱油室内模型可以看出，提高采收率部分主要来自低渗透的油层，说 明利用纳微米聚合物微球，可以有效的改善地层的非均质性，扩大波及体积效率，
四、活性微球的封堵性能
（6）对高渗通道的封堵强度试验
P
P1
P2
2000mD
P3
实验条件：砂管长度1米，4个测压点，微球浓度2000mg/L，注入0.4PV，注入后 在60℃下膨胀5天，然后从正方向注水，观察压力变化，计算渗透率变化。
注微球
800
注水
600
P/mmHg
400
200
0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
t/min
四、活性微球的封堵性能
（1）深部封堵－突破－运移试验
4500
注入过程中渗透率 变化情况
渗透率K/mD
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 500 1000 1500 2000 2500
四、活性微球的封堵性能
（3）不同浓度下封堵实验
结论：实验表明，该药剂低浓度下即可达到较大改变渗透率的特点。
四、活性微球的封堵性能
(4)注入不同堵剂量的封堵效果
注入不同PV量的堵剂封堵率 0.1PV 0.2PV 0.3PV 初始渗透率/dc 堵后渗透率/dc 堵效/% 2.88 2 30.56 2.79 1.137 59.24 3.4 0.81 76.07
二、活性微球现有种类
分散聚合微球照片,初始尺寸:20-50微米
二、活性微球现有种类
分散聚合微球照片,初始尺寸:40-60微米
二、活性微球现有种类
分散聚合微球照片,初始尺寸:60-100微米
二、活性微球现有种类
微球扫描电镜图片
微球透射电镜图片
三、活性微球的形态
（1）活性微球的原始尺寸
活 性聚 合 物 微 球 的 大 小 和 形 态
实验温度：75 ℃ 原油粘度：75℃ 下80mPa.s 注入水：现场污水
将填砂管抽真空饱和水测孔隙体积和孔隙度，在测水相渗透率后，饱和油， 制造束缚水，然后进行水驱，水驱时记录压力、采出液量、采出油量。当 综合含水达到98％以后，依据要求注入聚合物微球体系，关闭填砂管两端 的阀门，让微球在岩心中溶胀5d后，再进行后续水驱，观察突破压力，实 验结束后测水相渗透率，计算封堵效率及采收率提高值。
650mD
（7）双管封堵分流试验
3520mD
实验条件：试验中，先注水使高低渗分流率稳定，然后注入2000ppm的聚合物， 再注水；待没有分流效果后，再注入 2000ppm 的活性微球。
100 90 80
注水
高低渗 分流率 /%
70 60 50 40 30 20 10 03.5
（3）一吨微球材料所含微球个数在2×1020个以上。
（4）依据现场试验注入水井压力一般可上升1～1.5MPa;一吨微球材料增油大约5090吨。
七、现场应用 现场施工工艺