赵娟1，2   康晓东1，2   张健1，2

(1. 海洋石油高效开发国家重点实验室，北京 100027； 2. 中海油研究总院，北京 100027)

    我国十分重视调剖工作，自1957年玉门油田开始进行油井堵水的探索和研究，至今已近50年的历史[1]。研究历次全国会议的有关文献，根据调剖的放置区域大致分为注水井单井调剖、井组区块调剖、油藏整体调剖[2]3个阶段。90年代开展区块调剖，代表技术有三个：PI决策技术、RE决策技术和RS决策技术[3-5]。90年代后期，石油大学（华东）赵福麟教授提出了在充分调剖的基础上进行有限度三次采油的“2+3”技术[6]，同时有学者提出调驱概念。2000年至今，以调驱为名的注水井大剂量深部调剖，见到了一定效果。最近提出了高含水油田深部液流转向技术[7]，这一概念在理论上比调驱概念更严谨，在实践上目标更明确。该技术是介于调剖和聚合物驱之间的改善地层深部液流方向、扩大水驱波及体积的新技术，其投入成本远远低于聚合物驱，尤其适合非均质油藏中高含水时期来改善水驱和聚驱开发效果。纵观调剖技术的历程，可以清楚地看到，是油田开发的现时需要推动了调剖技术的发展。
    1调剖剂
    近年来，在调剖剂方面的研究与应用取得了许多进展，主要包括以下7个方面。
    1.1冻胶类调剖剂
    冻胶类调剖剂[8]是聚合物冻胶类堵剂是目前国外使用最多、应用最广的一类堵剂，由聚合物溶液和适当的交联剂形成具有空间网状结构的物质而成的。可用的聚合物包括合成聚合物、天然改性聚合物、生物聚合物等，它们的共同特点是溶于水，在水中有优良的增粘性，线性大分子链上都有极性基团，能与多价金属离子或有机基团反应，生成体型交联产物—冻胶，形成冻胶后，粘度大幅度增加，丧失流动性。交联剂可用高价金属离子形成的多核羟桥络离子或低分子醛类化合物等。施工时，若近井地带调剖，可将高分子溶液和交联剂混合后注入地层；若远井地带调剖，可将它们分成几个段塞，中间以隔离液隔开，交替地注人地层，让它们进入水层一定距离后才混合交联成冻胶。
    目前大量使用的冻胶型调剖体系都是以部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）为主剂，以Cr3+、Al3+、酚醛树脂、苯酚以及间苯二酚等为交联剂的体系。这些体系都属于交联强度较高的调剖体系，在油层相对较高的盐水矿化度（>80000mg/L）和温度较高（高于90℃）的条件下，由于聚合物的热降解、盐降解和金属离子降解使得体系的稳定性变得比较差。冻胶型调剖剂使用比较方便，并且通过调整聚合物和交联剂的浓度得到不同强度的冻胶，用来封堵不同地带的地层，价格相对较高。
    1.2凝胶类调剖剂
    凝胶是固态或半固态的胶体体系，具有由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相连接形成的空间网状结构，结构空隙中充满了液体，液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性，其性质介于固体和液体之间。凝胶分为刚性凝胶和弹性凝胶两大类，硅酸凝胶[9]是油田常用的凝胶之一。在稀的硅酸溶液中加人电解质或在适当含量的硅酸盐溶液中加人酸，则生成硅酸凝胶，该凝胶透明且有弹性，其强度足以阻止通过地层的水流。
    硅酸凝胶的优点在于价廉并且能处理井径周围半径1.5~3m的地层，能进人地层小空隙，在高温下稳定。其缺点是Na2SiO3完全反应后微溶于流动的水中，强度较低，需要加固体增加其强度或用水泥封口。此外，能和很多普通离子反应，处理层必须验证清楚并在其上下隔开。
    1.3聚合物微球调剖剂
聚合物微球[10-11]技术是近年来发展起来的一种新型调剖技术，其优点包括受外界影响小，可以直接用污水配制，耐高温高盐，以及注入无粘度、无污染、成本较低等。聚合物微球的调驱机理是交联聚合物微球是纳米级/微米级微球，对油层孔喉直径，其初始粒径满足“进得去”的要求；微球经过水化溶胀后，能达到封堵大孔喉的粒径要求，且具有一定的强度，满足对地层大孔喉“堵得住”的要求，使后续液流发生转向；微球具有弹性，在一定压力下变形并向前移动到地层深部，满足了调驱剂能够进入地层深部发挥作用的要求。微球调剖剂的特点主要包括以下几方面：
   （1）微球合成条件可控，地面合成避免了地下交联体系因剪切、降解、稀释和交联剂与聚合物吸附不同步等因素造成的不成胶或成胶强度变差的弊端，解决了地下交联体系配注困难、无法实现段塞处理等问题。
   （2）微球直径在微米级，与孔隙喉道匹配。为弹性有形球体，在一定压差下发生弹性变形，数量庞大，实现可移动式从水井到油井的全程调剖。
   （3）封堵强度高，阻力系数和残余阻力系数大，具有调剖驱油双重作用。
   （4）微球在较高温度下预先合成，耐温、耐矿化度能力强。
   （5）微球粒径小、以水为携带介质，不需专门的注入设备、不需对注水管线进行改造，适用于高含水油田、断块油田、海上油田的提高采收率，可用于水驱、聚合物驱和聚合物驱后提高波及体积和洗油效率。
   （6）通过各种不同尺寸和不同性质聚合物微球的优化组合，可以实现对不同渗透率，不同地质条件的有效封堵。
聚合物微球调剖技术是利用微球遇水膨胀的特性封堵地层孔喉，实现液流转向。该技术在新立村油田的永102X31井组、永8-11井区进行了先导试验，取得了良好的增油降水效果。室内、现场试验表明，聚合物微球具有耐温耐盐、剖面改善效果好、增油降水明显、可实现在线注入的特点。