聚合物驱油技术

聚合物驱油技术

聚合物驱是一种提高采收率的方法，聚合物驱是注入水中加入少量水溶性高分子聚合物，通过增加水相粘度和降低水相渗透率来改善流度比，提高波及系数，从而提高原油的采油率。在宏观上，它主要靠增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积；在微观上，聚合物由于其固有的粘弹性，在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用，增加了携带力，提高了微观洗油效率。

从20世纪60年代至今，全世界有200多个油田或区块进行了聚合物驱的试验。水驱的采收率一般为40%左右，通过聚合物驱采收率为50%左右，比水驱提高10%。国内外在研究聚合物驱油理论与技术方面取得了大量的成果，我国在大庆油田，胜利油田和大港油田都应用了聚合物驱油并取得良好的效益。

目前，我国的大型油田，如大庆油田、胜利油田等东部油田都已进入开发末期，产量都有不同程度的递减，而新增储量又增加越来越缓慢，并且勘探成本和难度也越来越大，因此控制含水，稳定目前原油产量，最大程度的提高最终采收率，经济合理的予以利用和开发，对整个石油工业有着举足轻重的作用，而三次采油技术是目前为止能够达到这一要求的技术，国家也十分重视三次采油技术的发展情况，在“七五”、“八五”和“九五”国家重点科技攻关项目中，既重视了室内研究，又安排了现场试验，使得我国的三次采油技术达到了世界领先水平。目前的三次采油技术中，化学驱技术占有最重要的位置，化学驱中又以聚合物驱技术最为成熟有效。聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物，增加驱替相粘度，调整吸水剖面，增大驱替相波及体积，从而提高最终采收率。

我国油田主要分布在陆相沉积盆地，以河流三角洲沉积体系为主，储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂，油藏非均质性严重，而且原油粘度高，比较适合聚合物驱。对全国25个主力油田资料的研究表明，平均最终水驱波及系数0.693，驱油效率0.531，预测全国油田水驱采收率仅仅为34.2%，剩余石油储量百亿吨。目前这些已经投入开发的老油田，大部分已经进入高出程度、高含水期，开展新的采油技术十分必要。国内自1972年在大庆油田开展了小井

距聚合物驱矿场试验以来，我国的大庆、胜利、大港、南阳、吉林、辽河和新疆等油田开展了矿场先导试验及扩大工业试验。经过“七五”、“八五”和“九五”期间的共同努力，这一技术在我国取得了长足发展，其驱油效果和驱替动态可以较准确的应用数值模拟进行预测，聚合物已经形成系列产品，矿场试验已经取得明显效果，并形成配套技术。从1996年起，聚合物驱油技术陆续步入工业化生产，到1998年底大庆油田已投入聚合物驱区块共10个，动用面积104.01km2，地质储量19847.7×104t，总井数1753口，其中注入井808口，生产井945口。1998年聚合物驱注入干粉总量达46782t，产油量已达816×104t，占大庆油田当年产油量的15%，开创了中国聚合物驱三次采油的崭新局面，成为21世纪大庆油田乃至石油天然气集团公司可持续发展的重要技术支柱。

目前我国已经成为世界上使用聚合物驱技术规模最大，大面积增产效果最好的国家，聚合物驱技术成为我国石油持续高产稳产的重要技术措施。

1、聚合物驱的原理

聚合物驱技术由于其机理比较清楚、技术相对简单，世界各国开展研究比较早，美国于五十年代末、六十年代初开展了室内研究，1964年进行了矿场试验。1970年以来，前苏联、加拿大、英国、法国、罗马尼亚和德国等国家都迅速开展了聚合物驱矿场试验。聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物，增加驱替相粘度，调整吸水剖面，增大驱替相波及体积，从而提高最终采收率。

1.1 流度控制作用

聚合物溶液的流度控制作用是聚合物驱油的重要机理之一，对于均质油层，在通常水驱油条件下，由于注入水的粘度往往低于原油粘度，驱油过程中油水流度比不合理，导致采出液中含水率上升很快，过早地达到采油经济所允许的极限含水率的结果，使得实际获得的驱油效率远远小于极限驱油效率。向油层注入聚合物的结果，可使驱油过程中的油水流度比大大改善，从而延缓了采出液中的含水上升速度，使实际驱油效率更接近极限驱油效率，甚至达到极限驱油效率。1.2 调剖作用

调整吸水剖面，扩大波及体积，是聚合物提高采收率的另一项重要机理。因

为在聚合物的调剖作用下，油层水淹体积的扩大，将在油层的未见水层段中采出无水原油。这就是说，油层水淹孔隙体积扩大多少，采出油的体积也就增加多少。

聚合物的调剖作用只有在油层剖面上存在渗透率的非均质状态时才能发生。对于这类油层，在通常水驱条件下往往发生注入水沿不同渗透率层段推进不均匀现象。高渗透率层段注入水推进快，低渗透率层段注入水推进慢。加上注入水的粘度往往低于原油粘度，水驱油过程中高流度流体取代低流度流体的结果，导致注入水推进不均匀的程度加剧，甚至在很多情况下会出现高渗透率层段早已被注入水所突破，而低渗透率层段注入水推进距离仍然很小的情况，致使低渗透率层段原油不能得到有效的开采。

1.3其他驱油机理

聚合物溶液存在着粘弹性，在水驱过程中，表现了三种粘度，即本体粘度、界面粘度、拉伸粘度。在这三种粘度的共同作用下，聚合物驱不仅可以提高波及系数，而且还可以提高水波及域内的驱油效率。其提高驱油效率的机理有：本体粘度使聚合物在油层中存在阻力系数和残余阻力系数，驱替水驱未波及剩余油和簇状残余油；界面粘度使聚合物溶液在多孔介质中的粘滞力增加，是驱替膜状、孤岛状残余油)拉伸粘度使聚合物溶液存在粘弹性，是驱替盲状残余油的主要原因。

2、聚合物驱油剂的一般性质

聚合物的一般性质包含有9项指标：干重(固含量)、相对分子质量、水解度、浓度、溶液黏度、筛网因子(系数)、过滤因子、溶解性、聚合物不溶物含量、流变性。

固含量是指从聚合物中除去水分等挥发物以后，固体物质的百分含量。聚合物的相对分子质量是表征聚合物性能的一个重要指标，也是影响聚合物驱效果的重要参数。

合成聚合物的相对分子质量用动力学链长和平均聚合度两个物理量来表示。无链转移时，聚合物的相对分子质量用动力学链长表示；有链转移时，聚合物的相对分子质量用平均聚合度表示。

水解度是聚合物质检的重要指标之一。水解度不合格，聚合物抗盐能力差，