聚合物驱油技术机理及应用的综述

聚合物驱油技术机理及应用文献综述

目录

聚合物溶液种类及性质 (2)

聚合物驱油机理 (3)

聚合物驱提高采收率的影响因素 (4)

油层条件对提高采收率的影响因素1 (4)

聚合物条件对提高采收率的影响4 (5)

国内油田形成的聚合物驱主要技术 (7)

一类油层聚合物驱油技术 (7)

二类油层聚合物驱技术 (9)

聚合物驱油技术应用效果 (10)

大庆油田北一区断西聚合物驱油工业性矿场试验效果 (10)

胜坨油田高温高盐油藏有机交联聚合物驱试注试验12 (12)

大港油田港西五区一断块聚合物驱油试验效果 (14)

参考文献 (15)

聚合物溶液种类及性质

驱油用的聚合物有下面几种，黄胞胶（天然），聚丙烯酰胺（PAM），梳形抗盐聚合物，疏水缔合聚合物等等1。

黄胞胶是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单胞多糖，具有良好的增粘性、假塑性、颗粒稳定性。由于其凝胶强度较弱，不耐长期冲刷，以及弹性差、残余阻力系数小，现场试验驱油效果不好，还容易发生生物降解作用，因此调剖和三次采油现在不怎么样用，有待于进一步改善。

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺（AM）及其衍生物的均聚和共聚物的统称。产品有三种形式，水溶液胶体、粉状及胶乳，并可以有阴离子、阳离子和非离子等类型（油田一般用粉状阴离子型产品，再者是非离子，阳离子正在发展）。具有双键和酰胺基官能团，具有烯烃的聚合性能以及酰胺结构的性能。具有水解、霍夫曼降解、交联等反应属性。聚合物溶液应用过程中会发生氧化降解、自发水解、铁离子促进降解等化学反应，以及机械剪切降解和生物降解作用。经试验证明，粘度对聚合物相对分子质量、水解度、浓度、温度、水质矿化度、流速有很多依赖性，基本上相对分子质量越高，水解度越小，浓度越大，温度越低，水质矿化度越小，流速越小，其粘度就越大。聚合物溶液在孔隙介质中流动特性有絮凝、粘弹等特性。聚丙烯酰胺的絮凝作用具有电荷中和和吸附絮凝两大因素，能降低聚合物在水中的有效浓度和粘度。通过稳态剪切流动和稳态剪切流动实验，证明了聚合物具有粘弹性，一定条件下随流速增加而发展，粘弹效应是聚合物溶液提高微观驱油效率重要机理。另外聚合物溶液的注入性差会导致注入压力上升，严重时将引起地层破坏，致使聚合物驱油失败。

普通聚丙烯酰胺耐温、抗盐性能差，为此有关专家研制出梳形抗盐聚合物，经过试验，其粘度、黏温性、增稠性、热稳定性都得到大大的提高，此类产品现已经成为普通聚合物的替代品。另外研制出一种疏水缔合聚合物，增粘及抗温、抗盐、抗剪切性能提高，但是其溶

解性、注入性、稳定性不怎么好，因此还需进一步改良。

聚合物驱油机理

宏观上看聚合物驱油的基本原理是通过提高注入流体的粘度，调节油藏中油水两相的流度比，达到扩大波及体积的目的。下面我们从微观上分析一下聚合物的驱油机理。

首先改善了水油流度比（M表示），扩大了波及体积。水驱油时，当M＞1，说明水的流动能力比原油强，水的流动易发生指进现象，波及系数就低，大部分原油将不会被驱替出来。而聚合物加入水中，溶液渗入地层能力降低，粘度就提高，溶液流动则降低。如原油的流动能力比溶液强，溶液波及范围就得到提高，水驱油的效果则变好。

其次增加了水在油藏高渗透部位的流动阻力，提高了波及效率。聚合物的加入水中，一方面增加了水的粘度并减少了水的有效渗透率。另一方面在渗透高部位流动时所受流动阻力小，机械剪切作用弱，聚合物降解程度低，则聚合物分子就易于缠结在孔隙中，增大高渗透部位的流动阻力。反之，低渗透率部位，聚合物分子降解作用强，分子回旋半径就低，反而容易通过低孔径孔隙，而不堵塞小孔径。

第三，形成稳定的“油丝”通道。由于聚合物溶液的粘弹性作用，拖拉携带盲端残余油以及形成稳定的“油丝”通道2。聚合物加入水中，没有弹性的水变成了具有弹性的溶液。一方面聚合物溶液可看作可胀可缩的海绵，即“海绵效应”3。聚合物溶液通过孔隙就像海绵通过一样，可以拖拉携带出孔隙边缘中油滴状的油以及使孔隙壁上的

油膜变薄。另外一方面聚合物溶液将残余油拉伸形成细长的油柱，然后跟下游油柱相遇即形成稳定的“油丝”通道，也可能是由于油水界面的内聚力而形成多个细小油珠，并与下游油珠结合形成稳定的“油丝”通道。无论是“海绵”效应拖拉携带残余油还是“油丝”机理，都降低了各类水驱残余油量，提高了驱油效率。

聚合物驱提高采收率的影响因素

油层条件对提高采收率的影响因素1

油藏类型的影响。如果油层含大量泥岩，那么聚合物就会被泥岩吸附。如果是气顶油藏，或者油层具有裂缝，那么注入的聚合物会充填到气顶中，或者沿着聚合物前进造成聚合物绕流。如此就会大大的影响驱油效果，不过对于泥岩含量非常小，我们可以多注些来弥补被吸附的聚合物，对于高孔渗大孔道或微笑裂缝可以通过调剖来改善。根据国内大量室内试验和现场实施经验，聚合物驱适用的油藏类型是陆相沉积的砂岩油藏，砂体发育连片，不含泥岩或含量非常少。

油层非均质性影响。当油层比较均匀时,聚合物流体推进就比较均匀，比非均质油藏推进速度慢，被聚合物流体波及到体积越大，驱油效率就越高。当油层非均质程度严重时，体积扫油效率提高幅度就越大。体积扫油效率和驱油效率这两个因素基本保持平衡，因而提高采收率值几乎是一样的。不过油层非均质性较均匀时，水驱开发效果本来很好，聚合物驱提高采收率的幅度就低。而油层非均质性不好，水驱开发效果差，聚合物驱提高采收率幅度就大。综合考虑，油层非均质性越强（一般在0.5-0.8之间），越适合实施聚合物驱油。

地层原油粘度的影响。当原油粘度过低，那么一般水驱后孔隙中的残余油就会很少，实施聚合物驱就没有意义。当原油粘度过高，要想改变水油流度比，则需要更高粘度的聚合物溶液，那么要求的聚合

物浓度和量就高，从而需要更强的注入压力，这就给地面工艺带来了相当大的困难。根据国内经验，原油粘度一般在20～100mPa.s之间，适合实施聚合物驱。

油层温度的影响。温度太低，细菌活动加剧，聚合物的生物降解作用就强，不利于聚合物驱。温度过高，聚合物的氧化降解、水解、絮凝作用就强，粘度明显减小。根据经验，大于70℃时，过滤因子会明显增大，注入压力则需增强。这些情况的发生都不利于聚合物驱，因此适合聚合物驱的油层温度不能过高，一般略低于70℃。

地层水矿化度的影响。前面已经提到配置聚合物溶液所用水质的矿化度能影响聚合物驱油粘度，同样地层水的矿化度也会降低聚合物溶液的粘度，影响聚合物驱油效果。因此适合油藏地层水的矿化度不能太高，一般在6000mg/L。

聚合物条件对提高采收率的影响4

聚合物浓度及用量对原油采收率的影响5、6。一定程度下，聚合物浓度越大，溶液的粘度越高，驱油效果应该越好。据李鹏华等人考察聚合物浓度对聚合物驱采收率的试验结果所得图件，如图（），从图中可以看出，原油采收率随着聚合物浓度增加而提高，然后趋于缓慢。相同浓度原油采收率随聚合物用量增加而提高到一定程度。从而我们可以得出一般高浓度聚合物驱油效果确实要优于低浓度聚合物浓度。