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注聚驱高吸附无机颗粒调剖体系研究及应用

郑伟林安传奇

（孤东采油厂孤东采油厂工艺所）

摘要：根据孤东油田聚合物驱过程中，聚合物窜流严重、油井见聚早、浓度高、出水严重等问题，提出了JHT-4A
型注聚驱高吸附无机颗粒调剖体系，针对不同的地层条件及聚合物窜流状况，既可选择在水井调剖，也可进行油
井封堵。介绍了复合型高吸附无机颗粒堵剂体系作用机理，通过室内试验，对各种影响因素进行了考察，并就现
场应用情况作了总结分析，为油水井窜聚、堵调的治理提供了有益的经验。

主题词：聚合物驱窜流JHT-4A无机颗粒

调剖堵水技术是目前应用最为广泛的改善油藏层间非均质性、扩大聚合物驱波及
系数、提高驱油效果的技术之一。胜利孤东油田长期实践应用表明，在利用聚合物冻
胶和无机颗粒类对大孔道或高渗层进行封堵时，均取得了一定的效果，但仍存在一定
的缺陷。其中，普通聚合物冻胶类堵剂的耐温性和耐盐性较差，在地层中的成胶时间
可控性差，有效期短；而无机颗粒类堵剂则存在封堵强度较低、稳定性差、封堵半径
较小等问题。因此，提出利用无机颗粒作为交联剂的载体，预先吸附一定浓度的交联
剂分子，在注入的过程中交联剂分子缓慢地释放出来与聚合物发生交联反应，实现在
地层深部将聚合物“固定”，起到改善层间吸水剖面的作用。该技术可以显著提高和
改善聚合物驱井调剖的效果。

1无机颗粒调剖体系作用机理

复合型高吸附无机颗粒堵剂体系的基本配方为：2000~2500mg/LHPAM+0.08~0.10%
交联剂+1~3%JHT-4A多孔微粒。该体系除了具有一般固体颗粒的优点和封堵机理外，
由于比表面积大，多孔微粒吸附能力强，可以吸附聚合物在表面形成吸附层，与孔隙
表面相互作用，一方面“固定”聚合物，一方面更容易形成封堵，并且封堵强度较大，
适用于注聚各时期尤其窜聚的大孔道、高渗层。
高吸附颗粒在调剖体系中起两方面作用：①可随着聚合物溶液进入地层，由于地
层非均质性的影响，颗粒主要进入高渗透地层的大孔道，当其浓度较高时，可通过颗
粒的聚集形成对地层的堵塞；②由于具有很强的吸附性能，不仅可以吸附聚合物，还
可预先吸附一定浓度的交联剂，作为交联剂的载体，在注入的过程中交联剂分子缓慢
地释放出来与聚合物发生交联反应，延长了聚合物与交联剂的交联时间，在地层深部
的大孔道和高渗透层中将聚合物“固定”，起到改善层间吸水剖面的作用。

2高吸附无机颗粒调剖体系性能评价

1
对复合颗粒调堵体系（2000mg/LHPAM+0.08%有机铬+2%JHT-4A多孔微粒）的
抗盐性能、耐温性能、抗酸碱性能及抗剪切性能进行评价。

2.1耐盐性能

实验分别测试了上述堵剂体系在不同一价金属盐离子和二价金属盐离子浓度下
的成胶性能进行了评价测试，分析其抗盐性能。

不同NaCl和CaCl2浓度下成胶强度如下图所示：

图1高吸附无机颗粒调堵体系耐盐性能曲线
由图1颗粒看出：当Na+浓度在3000～20000mg/L范围内时，随着Na+浓度的升
高，体系的成胶强度有所下降，但整体变化幅度较小，显示出了良好的抗盐性能；与
之相比，在考察Ca2+浓度的影响时，随着Ca2+浓度的增加，体系成胶强度呈现了一个
先略有增加后迅速降低的趋势。分析其交联性能改变的原因主要有两方面：其一是
HPAM的盐敏效应，金属离子对扩散双电层的压缩作用，降低了聚合物分子间静电斥
力，抑制了HPAM的分散，从而使交联强度增加；但是当金属离子浓度过大时，聚合
物分子的过度蜷曲，影响了分子间的交联，使得交联体系的强度降低；其二是Ca2+
的存在，与Cr3+形成竞争交联，其可以与HAPM中的-COO-在一定程度发生反应，使
得Cr3+与-COO-的交联受到排挤，最终导致体系强度下降。对比两组曲线可得，二价
金属离子与一价金属离子对扩散双电层的压缩作用要大得多，其对交联体系的影响更
大。因此在高矿化度地层中，特别是高Ca2+离子地层，实际作业时最好用清水预冲洗
地层。

2.2耐温性能

将配制好的上述体系分别放入50、60、70、80和90℃的恒温水浴锅中，待体系

充分成胶后测其突破真空度值，结果如下：

2

图2高吸附无机颗粒调堵体系抗温性能曲线
由图中曲线可以看出，当温度在50～90℃范围时，随着温度的升高，体系成胶强
度成缓慢下降趋势；90℃时体系强度仅降低17.5%，强度保留率较高，显示出了良好
的耐温性能。但是当温度达到90℃及以上时，会导致聚丙烯酰胺发生降解，影响成胶
强度，因此体系适用温度不宜过高（＜90℃）。

2.3抗剪切性能

将配置好的高吸附无机颗粒复合堵剂体系置于3000r/min的高速搅拌机中分别搅
拌10min、20min、40min和60min，然后将剪切后的体系置于60℃水浴中静置成胶，
考察