目前的油氣井堵水工藝可分為兩大類(lèi)：如地層的含水區(qū)、油氣區(qū)可以分開(kāi)時(shí)，可將水泥、樹(shù)脂或硅膠等永久性封堵物質(zhì)，選擇性地注入含水區(qū)，形成可阻擋任何液流的不滲透擋板進(jìn)行堵水。當(dāng)油層的含油氣區(qū)和含水區(qū)不能截然分開(kāi)時(shí)，就只能將水溶性聚合物注入含油水區(qū)，以形成選擇性擋板，保證既可封堵水流又能保持油氣滲濾，進(jìn)行選擇性堵水。
常規(guī)的聚丙烯酰胺堵水工藝，其分子被地層孔隙壁吸附后，形成一個(gè)幾乎不可穿透的薄層，以阻止作為潤(rùn)濕相的水流，而使非潤(rùn)濕相的烴類(lèi)仍可從孔隙通道中心通過(guò)。但在高滲透或裂縫性油層中，孔隙通道比高分子的分子直徑還大，會(huì)使這類(lèi)處理無(wú)效。則必須再用多價(jià)金屬離子作交聯(lián)劑進(jìn)行特殊處理，以便在孔隙喉道中形成聚合物網(wǎng)絡(luò)。但這時(shí)孔隙喉道中心也可能被聚合物網(wǎng)絡(luò)占據(jù)，同時(shí)也阻擋油氣的流動(dòng)，從而失去選擇性封堵的目的。
現(xiàn)介紹的兩種新型聚丙烯酰胺堵水工藝，不需用交聯(lián)劑進(jìn)行特殊處理。因此，它既可改善常規(guī)聚丙烯酰胺處理的效果，又可消除交聯(lián)系統(tǒng)造成的地層損害。這兩種新工藝均是利用聚丙烯酰胺的就地膨脹。
1、工藝一
是利用丙烯酰胺/丙烯酸鹽共聚物（HPAM）的蜷屈分子具有的在鹽水中收縮，在軟水中膨脹的性能。在無(wú)鹽類(lèi)存在時(shí)，同一分子上的丙烯酸官能團(tuán)所帶的負(fù)電荷互相排斥，會(huì)使蜷屈分子膨脹。在有鹽類(lèi)存在時(shí)，其分子上的微小陽(yáng)離子也可遮蔽大分子上的負(fù)電荷，使其收縮。這種水動(dòng)力體積的變化，可使HPAM聚合物在鹽水中具有較高的稠化力，而在硬鹽水中的稠化力較小。然后收縮狀態(tài)的HPAM分子的吸附力比其膨脹時(shí)大，因此可在孔隙壁上形成密集的吸附層。而在油氣井生產(chǎn)時(shí)，地層中的軟鹽水將配制和注入HPAM的硬鹽水驅(qū)替出去后，就會(huì)使吸附層增厚，從而可有效地限制地層水產(chǎn)出，而只允許烴類(lèi)從孔隙通道中心排出。
2、工藝二
工藝二的原理比工藝一簡(jiǎn)單得多，它只是用未水解的聚丙烯酰胺（PAM）取代了HPAM，再用膨脹劑來(lái)使吸附的聚合物層膨脹，而不是靠礦化梯度。在該工藝中，是用10%的碳酸鉀溶液作膨脹劑，使PAM分子降解而膨脹。這時(shí)，可用任一礦化度的鹽水來(lái)溶解和注入聚合物，因?yàn)镻AM分子的特性使其對(duì)鹽水幾乎不敏感。另外，PAM溶液還比HPAM的粘度低、在地層孔隙中的吸附趨勢(shì)大，因此工藝二比工藝一的適用范圍廣泛得多。
對(duì)上面兩種改進(jìn)后的新工藝進(jìn)行的室內(nèi)試驗(yàn)表明，在所有情況下吸附的聚合物層均可膨脹，因而可明顯地降低地層的鹽水滲透率。它們均可提高堵水效果，而對(duì)油氣流沒(méi)不良影響。
為了證實(shí)室內(nèi)試驗(yàn)效果，1986年6月對(duì)Cerville-Velaine儲(chǔ)氣工廠的VA-48井，用工藝一進(jìn)行了堵水礦場(chǎng)試驗(yàn)。該井油層的平均深度為500m，平均產(chǎn)層厚度為60m。其滲透率由頂部的0.0987μm2，增大到55m處的0.987μm2。其余的5m是由滲透率大于4.935μm2的粗粒礦巖構(gòu)成。其高滲透薄夾層和含水層的存在，使其在產(chǎn)氣時(shí)大量產(chǎn)水。另外由于產(chǎn)出水為低礦化度鹽水，并且地層溫度較低，因此就選用工藝一對(duì)該井進(jìn)行處理。處理時(shí)注入700m3濃度為3000ppm含有500ppm商品甲醛的HPAM溶液，以處理該井60m厚的地層，處理半徑為5m。注入速度慢至10m3/h，以便在井眼區(qū)域保持足夠的剪切速率，防止聚合物降解。注聚合物時(shí)，井口壓力保持在0.5MPa以下。注完聚合物后，再注入氣體進(jìn)行反沖洗。
該井從1986年6月用工藝一處理后，在夏季作注氣井，冬季作產(chǎn)氣井均有良好的效果。注氣量保持在處理前的水平，產(chǎn)氣量有很大增加，還較大地降低了含水。下表給出了VA-48井（1986年6月用工藝一進(jìn)行過(guò)堵水）和VA-49（未進(jìn)行過(guò)堵水作業(yè)）1985年-1989年冬季生產(chǎn)期的氣、水產(chǎn)量對(duì)比。
VA-48井和VA-49井生產(chǎn)對(duì)比表
| 項(xiàng)目/生產(chǎn)期（年） | 1985-1986 | 1986-1987 | 1987-1988 | 1988-1989 | ||||
| VA-48井 | VA-49井 | VA-48井 | VA-49井 | VA-48井 | VA-49井 | VA-48井 | VA-49井 | |
| 產(chǎn)氣量（103英尺3） | 540 | 516 | 207 | 118 | 658 | 348 | 266 | 299 |
| 產(chǎn)水量（桶） | 257 | 178 | 67 | 580 | 704 | 663 | 98 | 387 |
| 水/氣（桶/英尺3） | 0.476 | 0.343 | 0.324 | 4.97 | 1.07 | 1.91 | 0.368 | 1.29 |
由上表可以看出，VA-48井堵水后，1987年-1988年冬季產(chǎn)氣量是VA-49井的兩倍，含水也大幅度下降，即使在下兩個(gè)生產(chǎn)周期中，含水也保持在較低水平上。由此可見(jiàn)，工藝一對(duì)降低氣井含水長(zhǎng)期有效，從目前情況看，有效期較少在三年以上。
