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;(2)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K2CO3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[8],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[9]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[10]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。