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水玻璃在油田堵水中的应用

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水玻璃在油田堵水中的应用

发布日期:2019-06-19 作者: 点击:

  水玻璃在油田堵水中的应用

一、常用的油田堵水剂有哪些及配备其配制方法

   学会几种堵水剂的制备方法。  2. 掌握几种堵水剂的形成机理及其使用性质。 

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  二、实验原理  堵水剂是指从油、水井注入地层,能减少地层产出水的物质。从油井注入地层的堵水剂称油井堵水剂(或简称堵水剂),从水井注入地层的堵水剂称为调剖剂。常用的堵水剂有冻胶型堵水剂、凝胶型堵水剂、沉淀型堵水剂和分散体型堵水剂,这些堵水剂的形成机理和使用性质各不相同。 

   冻胶型堵水剂  冻胶(如锆冻胶)是由高分子(如HPAM)溶液转变而来,交联剂(如锆的多核羟桥络离子)可以使高分子间发生交联,形成网络结构,将液体(如水)包在其中,从而使高分子溶液失去流动性,即转变为冻胶。  锆冻胶是油田常用的冻胶型堵水剂。锆冻胶是由锆的多核羟桥络离子与HPAM 中的羧基发生交联反应而形成的。体系的pH 值可影响多核羟桥络离子的形成及HPAM 分子中羧基的量,因此,pH 值可影响锆冻胶的成冻时间和冻胶强度。  2. 凝胶型堵水剂  凝胶是由溶胶转变而来。当溶胶由于种种原因(如电解质加入引起溶胶粒子部分失去稳定性而产生有限度聚结)形成网络结构,将液体包在其中,从而使整个体系失去流动性时,即转变为凝胶。油田堵水中常用的是硅酸凝胶。硅酸凝胶由硅酸溶胶转化而来,硅酸溶胶由水玻璃(又名硅酸钠,分子式Na2O·mSO2)与活化剂反应生成。活化剂是指可使水玻璃先变成溶胶而随后又变成凝胶的物质。盐酸是常用的活化剂,它与水玻璃的反应如下:  Na2O·mSiO2 + 2HCl → H2O·mSiO2 + 2NaCl  由于制备方法不同,可得两种硅酸溶胶,即酸性硅酸溶胶和碱性硅酸溶胶。这两种硅酸溶胶都可在一定的条件(如温度、pH 值和硅酸含量)下,在一定时间内胶凝。评价硅酸凝胶堵水剂常用两个指标,即胶凝时间和凝胶强度。胶凝时间是指硅酸体系自生成至失去流动性的时间。凝胶强度是指凝胶单位表面积上所能承受的压力。 

  3. 沉淀型堵水剂  沉淀型堵水剂由两种可反应产生沉淀的物质组成。水玻璃-氯化钙是油田最常用的沉淀型堵水剂,它通过如下反应产生沉淀: Na2O·mSiO2 + CaCl2 → CaO2·mSiO2 + 2NaCl 

  4. 悬浮体型堵水剂  悬浮体是指溶解度极小但颗粒直径较大(大于10-5cm)的固体颗粒分散在溶液中所形成的粗分散体系。分散体系中的固体颗粒可以在多孔介质的喉道处产生堵塞作用。油田中常用的分散体型堵水剂是粘土悬浮体型堵水剂。粘土悬浮体中的粘土颗粒可用聚合物(如HPAM)絮凝产生颗粒更大、堵塞作用更好的絮凝体堵水剂。絮凝是聚合物(HPAM)在粘土颗粒间通过桥接吸附形成。


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