聚丙烯酰胺类堵水剂
　　使用较早的聚合物主要是聚丙烯酰胺类,注入地层后限制出水,而不影响油气产量,是一种廉价的处理方法。
　　法国 Zaitoun A等在传统聚丙烯酰胺堵水的基础上,提出了两种改进的方法[7]:(1)利用丙烯酰胺/丙烯酸盐共聚物部分水解卷曲分子在高矿化度水中收缩,在低矿化度水中伸展的性质,先将丙烯酰胺/丙烯酸盐共聚物溶入矿化度高于地层水的盐水中,再注入地层。注入过程中,低矿化度地层水逐渐取代了高矿化度的注入盐水,使聚合物分子伸展,在有效堵塞地层水流动的同时,油气仍可从孔道中央流动;采用非离子型聚丙烯酰胺,并用伸展剂(SA)对吸附的聚合物进行化学处理,使之伸展。例如采用1%的K2CO作伸展剂,可使PAM产生适度碱性水解,就地伸展。
　　Rogoza Z I 研制出一种堵水剂,其组成为:水解聚丙烯酰胺0.3%～1.42%(质量分数,下同),铬钾钒0.06%～0.09%,亚硝酸钠0.41%～3.00%,氯化铵0.32%～2.35%,水。配制时各组分按顺序加入,搅拌均匀,组分在地层缝隙中加热到60℃以上时,氯化铵与亚硝酸钠反应产生氮气,使原组分在缝隙中体积增大,牢固地留在缝隙中,起到良好的隔水作用。
　　Maloachosky E 等利用聚丙烯酰胺与Ca2+、Fe3+、Al3+、Cr3+等离子交联,进行聚合物堵水,工艺要求使用部分水解聚丙烯酰胺和Cr3+或Al3+离子,在地下产生稳定交联聚合物和凝胶。
　　天津大学刘庆普等合成了接近国外先进水平的聚丙烯酰胺第三代产品——W/O型PAM胶乳,免除了鱼眼堵塞物的产生等,瞬间溶解,现场应用方便。在此基础上,将W/O型聚丙烯酰胺胶乳转相后,加入改性氨基树脂,在完全互溶的情况下,加入适量交联剂和其他添加剂,充分搅拌,置于不锈钢反应器中,密封,在指定温度下恒温反应24h,制得一种凝胶互穿聚合物网络(IPN)型堵水剂。模拟油藏物化条件和现场试验证明,该堵水剂对油和水有选择性,抗压强度大,施工时基液粘度小,可携带各种固体填料,温度适应范围宽,成胶时间可调,工艺简单,有效期长,是目前国内性能较好的一种新型堵水剂。
　　聚糖类堵水剂
　　Zaitoun A 对 HST 和聚糖 G 两种新型聚合物[11]进行了研究,HST是乙烯基三聚体,聚糖G则是由微生物发酵合成的非离子型类似棒状分子的产物。两种物质均可制成粉剂,比聚丙烯酰胺有更好的稳定性。
　　其他聚合物堵水剂
　　前苏联研究人员研制出一种粘弹性聚合物,该粘弹性聚合物具有很高的结构稳定性、低吸附性和密度可调。其由原油、聚丙烯酰胺水溶液、磁活性物质和多价金属盐组成。强吸水性树脂是近20年开发的新型功能高分子材料,其研究、生产与应用发展迅速。胡三清等[12]以丙烯酸、丙烯酰胺等为主要原料 ,采用乙烯基有机硅交联剂,制备出一种新型的超强吸水性树脂JAR,在石油开发采油过程中用于封堵高渗透层、大孔道水层,取得了很好的应用效果。
　　有机硅堵水剂
　　为解决地层水和注入水矿化度低及寒冷条件下的堵水问题,常用的选择性封堵地层水的方法是向地层注元素有机化合物,但这类化合物毒性大,侵蚀性强。前苏联研究人员研制出一种以有机硅化合物为基础的选择性堵水材料,其组成为聚苯基乙氧基硅氧烷或硅酸乙酯和催化剂。催化剂是乙基硅酸钠含水乙醇溶液或甲基硅酸钠含水乙醇溶液。
　　醇基堵水剂
　　为了探索用于地层温度高、油层渗透率低的深井的隔离液及在不提升井下设备条件下选择性封堵油层含水带的可能性,前苏联研究人员在实验研究的基础上,研制出一种封堵材料。其组分主要是水溶性聚合物和硅酸钠含水乙醇溶液。
　　使用较早的聚合物主要是聚丙烯酰胺类,注入地层后限制出水,而不影响油气产量,是一种廉价的处理方法。
　　法国 Zaitoun A等在传统聚丙烯酰胺堵水 的基础上,提出了两种改进的方法:利用丙烯酰胺/丙烯酸盐共聚物部分水解卷曲分子在高矿化度水中收缩,在低矿化度水中伸展的性质,先将丙烯酰胺/丙烯酸盐共聚物溶入矿化度高于地层水的盐水中,再注入地层。注入过程中,低矿化度地层水逐渐取代了高矿化度的注入盐水,使聚合物分子伸展,在有效堵塞地层水流动的同时,油气仍可从孔道中央流动;采用非离子型聚丙烯酰胺,并用伸展剂(SA)对吸附的聚合物进行化学处理,使之伸展。例如采用1%的K2 CO3 作伸展剂,可使PAM产生适度碱性水解,就地伸展。
　　Rogoza Z I 研制出一种堵水剂,其组成为:水解聚丙烯酰胺0.3%～1.42%(质量分数,下同),铬钾钒0.06%～0.09%,亚硝酸钠0.41%～3.00%,氯化铵0.32%～2.35%,水。配制时各组分按顺序加入,搅拌均匀,组分在地层缝隙中加热到60℃以上时,氯化铵与亚硝酸钠反应产生氮气,使原组分在缝隙中体积增大,牢固地留在缝隙中,起到良好的隔水作用。
　　Maloachosky E 等利用聚丙烯酰胺与Ca2+、Fe3+、Al3+、Cr3+等离子交联,进行聚合物堵水,工艺要求使用部分水解聚丙烯酰胺和Cr3+或Al3+离子,在地下产生稳定交联聚合物和凝胶。
　　简单介绍一下聚丙烯酰胺的分子量由谁来决定的：在不同pH值条件下所得产品的分子量反应有明显的差异。PH值过低、强酸容易引起爆炸在一起,形成交联形状不溶物、收入阴离子聚丙烯酰胺和低分子量;随着PH值的增大、酸反应溶液弱碱性的逐渐增加,收入阳离子聚丙烯酰胺分子量逐渐减少,溶解性好。这种现象可以归因于、低pH值条件相关的分子内和分子聚合与酰化反应,形成了一个链条或交联型产品,它可以导致产品溶解性能不佳和分子量聚合小;在高pH值,它可以创造出一种氮多数是三丙烯酰胺(NTP),NTP在反应中潜在的还原剂,更多更快的反应,同时也是NTP链转移剂,会导致最终产品分子量的降低,使其溶解性好。
　　阴离子聚丙烯酰胺分子量随温度的变化趋势,反映了反应温度对合成产品的影响规律分子量等。随着反应温度的升高,产品的分子量阴离子聚丙烯酰胺在第一,然后增加逐渐下降。分析其原因可能是,自由基产量在低温、数量少,诱导长期缓慢,有利于连锁反应增长,从而可得到高分子量阴离子聚丙烯酰胺产品;随着反应温度的升高,最初的反应从激进的增加,响应速度,并倾向于终止连锁反应,造成产品低分子量。但反应的温度太低,也容易引起反应太慢,使反应时间太长,影响效率的反应。反应温度过高的话,系统内部的自由基反应将越来越多的一瞬间,容易引起爆炸在一起,使彼此分子间交联,成为一个凝胶状的不溶物。由此可见,适当的反应温度是重要保证获得理想的产品,该实验室将适当的反应温度的温度控制在20 - 30℃范围。