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摘 要：研发了一种液体耐温凝胶单液法堵水剂XB-01，室内模拟孤东油田九区地层条件，进行了单管岩心封堵实验评价，结果表明，液体耐温凝胶堵剂XB-01对高、中、低渗岩心均具有良好封堵性能和耐冲刷性。对注入参数进行了评价，随注入段塞的增加、注入浓度的增大封堵性能逐渐增强，小段塞、高浓度注入方式下，液体耐温凝胶堵剂XB-01的封堵率和耐冲刷能力更强。通过双管并联岩心分流实验，堵调效果明显，低渗岩心分流率从封堵前的10%左右上升到70%。该体系已现场试验4口油井，开井4口，累计增油4094.3t。
关键词：液体耐温凝胶 堵水剂 封堵率 分流率 实验研究
目前，我国油田普遍采用注水或注聚的开发方式，由于地层非均质性严重，油藏地质复杂，在开发中后期含水上升速度加快，油井生产平均含水已达到80%以上。为控制含水上升速度，需要对油井的高含水层进行封堵。油井堵水剂的化学成分很多，但能满足某些特殊地层要求的品种较少。需要寻求一种适合热采井堵水的堵剂，而液体耐温凝胶堵水剂XB-01具有初始粘度低，成胶时间可控，生成凝胶强度高，且可以不动防砂管柱直接注入，能适应地层的注气温度。为此，对该液体耐温凝胶堵水剂XB-01进行了进一步室内研究及性能评价。
一、配方及封堵机理
本实验制备的新型液体耐温凝胶堵水剂是由主剂水玻璃、复合型电解质胶凝剂以及其它助剂经螯合、包覆等反应形成，属于单液法堵水剂。基本配方为主剂水玻璃75～95%，胶凝剂0.9～1.05%，包覆剂8～12.5%。该堵剂在常温下为淡黄色液体，在地层条件下持续10-15h可逐渐固化，产品代号XB-01。复合型电解质胶凝剂在常温下在水中能缓慢水解，电离出H+离子，使H+离子与水玻璃反应成液体耐温凝胶；特别当存在OH- 时，不同分子中的硅原子通过OH-发生聚合，生成二聚物、三聚物。继而线性硅酸继续缩聚，缩聚至一定程度后通过硅酸分子间的相互作用缠结在一起，便形成网状结构，发生凝胶，硅酸溶胶转变成液体耐温凝胶，缩合成多硅酸，达到封堵地层的目的。
二、室内性能评价
1.实验条件
模拟孤东油田九区地层条件：实验温度：70℃；实验用水：九区地层水，矿化度6500mg/L；实验用砂：九区地层产出油砂，孔隙度28.0～35.0%；驱替速度：2ml/min；渗透率：1.18～2.88μm2。
2.实验仪器
SL-A型多功能岩心驱替流程，岩心管，高压容器，油水分离器，WT-01型自动压力采集系统，真空泵，恒温箱，天平，量筒等。
3.实验步骤
1）岩心抽真空饱和水，测定岩心孔隙体积；2）水驱测定压力，计算岩心的初始渗透率；3）注入一定量的新型液体耐温凝胶堵剂，放入70℃的恒温箱中恒温24h；4）再次水驱，记录岩心的压力，计算岩心的最终渗透率；5）计算岩心各参数的变化量，评价该堵剂的封堵效果。
4.实验结果与讨论
4.1液体耐温凝胶堵水剂XB-01对高、中、低渗岩心封堵性能评价，结果表明，高、中、低渗封堵率分别达到92.90%、93.61%、95.67%，冲刷6个多PV后，注入压力没有下降的趋势。可见，该堵水剂具有很好的封堵性能及耐冲刷性。
4.2不同工艺参数注入下液体耐温凝胶堵水剂XB-01对岩心封堵性能评价，结果表明，随注入浓度的增加，岩心的封堵率逐渐升高；在注入有效堵剂含量一定的情况下，小段塞、高浓度的注入方式比大段塞、低浓度的注入方式所产生的封堵率更高，耐冲刷能力更强。
③液体耐温凝胶堵水剂XB-01对高、低渗并联岩心的分流能力评价，在封堵前高渗层岩心分流率在90%左右，低渗岩心分流率只有10%左右；封堵后高渗层岩心分流率明显降低，低渗层岩心分流率显著上升，低渗层岩心分流率超过70%，后续水驱2.3PV后，高渗岩心的分流率继续下降，然后趋于稳定。可见，新型液体耐温凝胶堵剂易进入高渗层，固化后能有效的封堵高渗层，迫使低渗层被启动。
三、现场试验
试验选择在孤东油田九区热采单元，该单元油井已经过多轮次吞吐热采，目前油井大部分进入高含水开采时期；油藏具有非均质性强，存在高渗透带，边底水活跃等特点。一般选择在注汽后生产一段时间，含水快速上升期进行堵水，以延长油井的热采效果。工作液用量计算原则：离井眼3 m以内不放置堵剂，离井眼6 m的近井地带放置堵剂。施工采用光油管或不动管柱套管反挤施工，施工后关井反应24h以上。
表1 XB-01液体堵剂堵水效果注（统计日期201306）
液体耐温凝胶堵水剂XB-01在九区现场试验4口井，开井4口，累计注入液体耐温凝胶堵水剂XB-01共440m3。试验效果（见表1），措施前平均单井日油0.78t，措施后11.7t，单井平均日增油10.9t；措施前平均含水95.4%，措施后78.8%，累计增油4094t。
四、结论
1.研发单液法液体耐温凝胶堵水剂XB-01配方，并进行了堵水机理的研究。
2.对该堵水剂XB-01进行了封堵性能、液流改向能力评价，注入参数优化，实验结果已表明该体系具有良好的封堵能力和液流改向能力，并得到小段塞、高浓度的注入工艺方式。
3.单液法液体耐温凝胶堵水技术已进行了现场应用，试验结果表明该技术具有良好的降水增油效果。
参考文献
[1]王斌.高含水油井堵水用复合颗粒堵剂[J].油田化学，2002.19（3）230-232.
[2]刘翔鹗.油田堵水技術论文集[M].北京：石油工业出版社，1998：94.
[3]刘一江 王香增.化学调剖堵水技术[M]. 北京：石油工业出版社， 1999：127.
关键词：液体耐温凝胶 堵水剂 封堵率 分流率 实验研究
目前，我国油田普遍采用注水或注聚的开发方式，由于地层非均质性严重，油藏地质复杂，在开发中后期含水上升速度加快，油井生产平均含水已达到80%以上。为控制含水上升速度，需要对油井的高含水层进行封堵。油井堵水剂的化学成分很多，但能满足某些特殊地层要求的品种较少。需要寻求一种适合热采井堵水的堵剂，而液体耐温凝胶堵水剂XB-01具有初始粘度低，成胶时间可控，生成凝胶强度高，且可以不动防砂管柱直接注入，能适应地层的注气温度。为此，对该液体耐温凝胶堵水剂XB-01进行了进一步室内研究及性能评价。
一、配方及封堵机理
本实验制备的新型液体耐温凝胶堵水剂是由主剂水玻璃、复合型电解质胶凝剂以及其它助剂经螯合、包覆等反应形成，属于单液法堵水剂。基本配方为主剂水玻璃75～95%，胶凝剂0.9～1.05%，包覆剂8～12.5%。该堵剂在常温下为淡黄色液体，在地层条件下持续10-15h可逐渐固化，产品代号XB-01。复合型电解质胶凝剂在常温下在水中能缓慢水解，电离出H+离子，使H+离子与水玻璃反应成液体耐温凝胶；特别当存在OH- 时，不同分子中的硅原子通过OH-发生聚合，生成二聚物、三聚物。继而线性硅酸继续缩聚，缩聚至一定程度后通过硅酸分子间的相互作用缠结在一起，便形成网状结构，发生凝胶，硅酸溶胶转变成液体耐温凝胶，缩合成多硅酸，达到封堵地层的目的。
二、室内性能评价
1.实验条件
模拟孤东油田九区地层条件：实验温度：70℃；实验用水：九区地层水，矿化度6500mg/L；实验用砂：九区地层产出油砂，孔隙度28.0～35.0%；驱替速度：2ml/min；渗透率：1.18～2.88μm2。
2.实验仪器
SL-A型多功能岩心驱替流程，岩心管，高压容器，油水分离器，WT-01型自动压力采集系统，真空泵，恒温箱，天平，量筒等。
3.实验步骤
1）岩心抽真空饱和水，测定岩心孔隙体积；2）水驱测定压力，计算岩心的初始渗透率；3）注入一定量的新型液体耐温凝胶堵剂，放入70℃的恒温箱中恒温24h；4）再次水驱，记录岩心的压力，计算岩心的最终渗透率；5）计算岩心各参数的变化量，评价该堵剂的封堵效果。
4.实验结果与讨论
4.1液体耐温凝胶堵水剂XB-01对高、中、低渗岩心封堵性能评价，结果表明，高、中、低渗封堵率分别达到92.90%、93.61%、95.67%，冲刷6个多PV后，注入压力没有下降的趋势。可见，该堵水剂具有很好的封堵性能及耐冲刷性。
4.2不同工艺参数注入下液体耐温凝胶堵水剂XB-01对岩心封堵性能评价，结果表明，随注入浓度的增加，岩心的封堵率逐渐升高；在注入有效堵剂含量一定的情况下，小段塞、高浓度的注入方式比大段塞、低浓度的注入方式所产生的封堵率更高，耐冲刷能力更强。
③液体耐温凝胶堵水剂XB-01对高、低渗并联岩心的分流能力评价，在封堵前高渗层岩心分流率在90%左右，低渗岩心分流率只有10%左右；封堵后高渗层岩心分流率明显降低，低渗层岩心分流率显著上升，低渗层岩心分流率超过70%，后续水驱2.3PV后，高渗岩心的分流率继续下降，然后趋于稳定。可见，新型液体耐温凝胶堵剂易进入高渗层，固化后能有效的封堵高渗层，迫使低渗层被启动。
三、现场试验
试验选择在孤东油田九区热采单元，该单元油井已经过多轮次吞吐热采，目前油井大部分进入高含水开采时期；油藏具有非均质性强，存在高渗透带，边底水活跃等特点。一般选择在注汽后生产一段时间，含水快速上升期进行堵水，以延长油井的热采效果。工作液用量计算原则：离井眼3 m以内不放置堵剂，离井眼6 m的近井地带放置堵剂。施工采用光油管或不动管柱套管反挤施工，施工后关井反应24h以上。
表1 XB-01液体堵剂堵水效果注（统计日期201306）
液体耐温凝胶堵水剂XB-01在九区现场试验4口井，开井4口，累计注入液体耐温凝胶堵水剂XB-01共440m3。试验效果（见表1），措施前平均单井日油0.78t，措施后11.7t，单井平均日增油10.9t；措施前平均含水95.4%，措施后78.8%，累计增油4094t。
四、结论
1.研发单液法液体耐温凝胶堵水剂XB-01配方，并进行了堵水机理的研究。
2.对该堵水剂XB-01进行了封堵性能、液流改向能力评价，注入参数优化，实验结果已表明该体系具有良好的封堵能力和液流改向能力，并得到小段塞、高浓度的注入工艺方式。
3.单液法液体耐温凝胶堵水技术已进行了现场应用，试验结果表明该技术具有良好的降水增油效果。
参考文献
[1]王斌.高含水油井堵水用复合颗粒堵剂[J].油田化学，2002.19（3）230-232.
[2]刘翔鹗.油田堵水技術论文集[M].北京：石油工业出版社，1998：94.
[3]刘一江 王香增.化学调剖堵水技术[M]. 北京：石油工业出版社， 1999：127.