提高采收率的原理及方法
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5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ① 分子量的影响
分子量↑水动力半径↑ → 视粘度↑ 阻力系数↑↑ 分子量↑机械捕集量↑ →残余阻力系数↑
特别注意：
分子量↑ 剪切降解↑ → 到达油藏深部的聚合物分子 量大大降低
分子量↑ 滞留损失↑ → 到达油藏深部的聚合物浓度 大大降低
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ④ 矿化度的影响 矿化度↑ 聚合物分子卷曲↑有效水动力学直径↓ 聚合物溶液的视粘度↓↓ 阻力系数降低↓↓
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.2 聚合物溶液主要驱油机理
提高微观驱油效率 早期的观点：聚合物驱只能扩大波及体积，不能提高微观驱
油效率。 近期研究结果：聚合物驱不仅能扩大波及体积，而且可以提
高微观驱油效率。
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
1.产品检测项目
① 外观——样品的颜色、状态。 ②固含量 ——一般聚合物干粉的固含量应在90％以上，胶 状聚合物的固含量在30％左右。 ③ 颗粒粒径——一般粒径小于150μm或大于1000μm的颗 粒含量均应低于或等于5％。 ④不溶物含量 ——一般规定不溶物含量小于或等于0.2％。 ⑤ 水解度——水解度是指羧基的链节在聚合物链节中所占 的百分数。水解度增大，聚合物溶液表观粘度增大
强的粘弹性。 ③良好的化学稳定性——使用的聚合物与油层水及注入水中
的离子不发生化学降解。对于生物聚合物，受细菌的影响应尽 可能小。
④良好的剪切稳定性——聚合物溶液在油藏孔隙中流动时， 不会因为剪切而大幅度地降解
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.1 驱油用聚合物
1. 驱油用聚合物基本条件 ⑤较强的抗吸附性——聚合物溶液在油藏孔隙中的吸附滞
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（1）阻力系数 ——聚合物降低流度比的能力，定义为水的流度与聚合 物溶液的流度之比
水相渗透率 聚合物溶液渗透率
RF
=
λw
λP
=
Hale Waihona Puke ⎛ ⎜⎝kw
μw
⎞ ⎟ ⎠
水的流度
⎛ ⎜⎜⎝
kp
μp
⎞ ⎟⎟⎠
聚合物的流度
水的视粘度
聚合物溶液的视粘度度
第一节 聚合物驱
5.1.2 聚合物溶液主要驱油机理
● 改善流度比，提高宏观波及效率 ● 调剖效应 ● 提高微观驱油效率
第五章
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.2 聚合物溶液主要驱油机理
改善流度比与调剖效应 室内模拟：非均质岩心中，聚合物溶液的波及范围扩
大到了水未波及到的中低渗透层。 矿场取心资料也有同样的结果
第五章
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
2. 聚合物溶液在油藏中的基本性质
（1）聚合物溶液在油藏中的机械降解（剪切降解） 机理—— 聚合物分子受流场剪切力的作用发生分子断裂 部位——截流装置、炮眼、注入井附近油藏 弊端——分子量降低，粘弹性严重损失，到达油藏深部 的聚合物溶液驱油能力大大降低。
提高石油采收率原理与方法
岳湘安
中国石油大学(北京) 2008.3
第五章 化学驱油技术
第一节 聚合物驱 第二节 表面活性剂和碱水驱 第三节 化学复合驱 第四节 化学驱的几个关键问题
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.1 驱油用聚合物
1. 驱油用聚合物基本条件 ①良好的水溶性——能够在水中快速溶解。 ②良好的流变性——在较低浓度条件下，聚合物溶液具有较
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
1.产品检测项目
⑥ 表观粘度(流变性） ⑦ 溶解速度 ⑧ 残余单体含量 ⑨ 特性粘度及相对分子质量
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
2. HPAM基本应用性能评价
（1）稳定性评价
① 热稳定性 ② 化学稳定性 ③ 生物稳定性
（2）耐温性能评价 （3）聚合物溶液的粘性 （4）盐敏性能评价 （5）滤过能力
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（2）残余阻力系数 ——残余阻力系数表征聚合物降低渗透率的能力，定义 为聚合物驱前后储层水相渗透率的比值，即渗透率下降系数
RK = kwb kwa
注聚合物前的水相渗透率
注聚合物后的水相渗透率
第五章
第一节 聚合物驱
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ② 聚合物浓度的影响 浓度↑→ 视粘度↑ 阻力系数↑↑ 浓度↑→ 滞留量↑ 残余阻力系数↑↑
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.1 驱油用聚合物
2. 驱油用聚合物产品 ①部分水解聚丙烯酰胺 （HPAM) 由丙烯酰胺单体（AM）引发聚合而成的水溶性链状聚合物 ②黄原胶 (XanthanGum)
由淀粉经黄单孢杆菌发酵代谢而成的多糖 ③部分水解聚丙烯腈(HPAN) ④ 羧甲基纤维素及羟乙基纤维素 ⑤ 阴阳非离子三元共聚物 ⑥ 疏水缔合聚合物
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
2. 聚合物溶液在油藏中的基本性质
（2）聚合物在油藏孔隙中的滞留 ①聚合物的吸附 ②聚合物的机械捕集 ③聚合物的水动力滞留
利——堵塞水流通道→调剖效应 弊——一般发生在近井油藏中→到达油藏深部的聚合物 溶液浓度大大降低；近井堵塞，注入困难。
第五章
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ③ 渗透率对残余阻力系数的影响 由于低渗透储层的表面大，所以储层的渗透率越低聚合
物的吸附量越大；另外，由于低渗透储层的孔喉很小，聚合 物分子在储层中的机械捕集量大。所以在其他因素相同的条 件下，随着岩心渗透率的降低，残余阻力系数增大。
低渗透油藏中注聚合物溶液必须特别注意！！
留损失不能过大，以使到达油藏深部的聚合物溶液仍可具有 足够的浓度，注入井附近油藏不至于因聚合物大量吸附而造 成堵塞。
⑥良好的注入性——在保证具有良好的流度控制能力的前 提下，聚合物溶液的注入压力不应过大。
⑦良好的环保特性——不会造成对油藏和环境的污染。 ⑧来源广、价格低——这是聚合物驱能够实现大规模工业 化应用的必要条件。
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ① 分子量的影响
分子量↑水动力半径↑ → 视粘度↑ 阻力系数↑↑ 分子量↑机械捕集量↑ →残余阻力系数↑
特别注意：
分子量↑ 剪切降解↑ → 到达油藏深部的聚合物分子 量大大降低
分子量↑ 滞留损失↑ → 到达油藏深部的聚合物浓度 大大降低
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ④ 矿化度的影响 矿化度↑ 聚合物分子卷曲↑有效水动力学直径↓ 聚合物溶液的视粘度↓↓ 阻力系数降低↓↓
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.2 聚合物溶液主要驱油机理
提高微观驱油效率 早期的观点：聚合物驱只能扩大波及体积，不能提高微观驱
油效率。 近期研究结果：聚合物驱不仅能扩大波及体积，而且可以提
高微观驱油效率。
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
1.产品检测项目
① 外观——样品的颜色、状态。 ②固含量 ——一般聚合物干粉的固含量应在90％以上，胶 状聚合物的固含量在30％左右。 ③ 颗粒粒径——一般粒径小于150μm或大于1000μm的颗 粒含量均应低于或等于5％。 ④不溶物含量 ——一般规定不溶物含量小于或等于0.2％。 ⑤ 水解度——水解度是指羧基的链节在聚合物链节中所占 的百分数。水解度增大，聚合物溶液表观粘度增大
强的粘弹性。 ③良好的化学稳定性——使用的聚合物与油层水及注入水中
的离子不发生化学降解。对于生物聚合物，受细菌的影响应尽 可能小。
④良好的剪切稳定性——聚合物溶液在油藏孔隙中流动时， 不会因为剪切而大幅度地降解
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.1 驱油用聚合物
1. 驱油用聚合物基本条件 ⑤较强的抗吸附性——聚合物溶液在油藏孔隙中的吸附滞
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（1）阻力系数 ——聚合物降低流度比的能力，定义为水的流度与聚合 物溶液的流度之比
水相渗透率 聚合物溶液渗透率
RF
=
λw
λP
=
Hale Waihona Puke ⎛ ⎜⎝kw
μw
⎞ ⎟ ⎠
水的流度
⎛ ⎜⎜⎝
kp
μp
⎞ ⎟⎟⎠
聚合物的流度
水的视粘度
聚合物溶液的视粘度度
第一节 聚合物驱
5.1.2 聚合物溶液主要驱油机理
● 改善流度比，提高宏观波及效率 ● 调剖效应 ● 提高微观驱油效率
第五章
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.2 聚合物溶液主要驱油机理
改善流度比与调剖效应 室内模拟：非均质岩心中，聚合物溶液的波及范围扩
大到了水未波及到的中低渗透层。 矿场取心资料也有同样的结果
第五章
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
2. 聚合物溶液在油藏中的基本性质
（1）聚合物溶液在油藏中的机械降解（剪切降解） 机理—— 聚合物分子受流场剪切力的作用发生分子断裂 部位——截流装置、炮眼、注入井附近油藏 弊端——分子量降低，粘弹性严重损失，到达油藏深部 的聚合物溶液驱油能力大大降低。
提高石油采收率原理与方法
岳湘安
中国石油大学(北京) 2008.3
第五章 化学驱油技术
第一节 聚合物驱 第二节 表面活性剂和碱水驱 第三节 化学复合驱 第四节 化学驱的几个关键问题
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.1 驱油用聚合物
1. 驱油用聚合物基本条件 ①良好的水溶性——能够在水中快速溶解。 ②良好的流变性——在较低浓度条件下，聚合物溶液具有较
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
1.产品检测项目
⑥ 表观粘度(流变性） ⑦ 溶解速度 ⑧ 残余单体含量 ⑨ 特性粘度及相对分子质量
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
2. HPAM基本应用性能评价
（1）稳定性评价
① 热稳定性 ② 化学稳定性 ③ 生物稳定性
（2）耐温性能评价 （3）聚合物溶液的粘性 （4）盐敏性能评价 （5）滤过能力
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（2）残余阻力系数 ——残余阻力系数表征聚合物降低渗透率的能力，定义 为聚合物驱前后储层水相渗透率的比值，即渗透率下降系数
RK = kwb kwa
注聚合物前的水相渗透率
注聚合物后的水相渗透率
第五章
第一节 聚合物驱
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ② 聚合物浓度的影响 浓度↑→ 视粘度↑ 阻力系数↑↑ 浓度↑→ 滞留量↑ 残余阻力系数↑↑
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
3.聚合物在多孔介质中的流动参数
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.1 驱油用聚合物
2. 驱油用聚合物产品 ①部分水解聚丙烯酰胺 （HPAM) 由丙烯酰胺单体（AM）引发聚合而成的水溶性链状聚合物 ②黄原胶 (XanthanGum)
由淀粉经黄单孢杆菌发酵代谢而成的多糖 ③部分水解聚丙烯腈(HPAN) ④ 羧甲基纤维素及羟乙基纤维素 ⑤ 阴阳非离子三元共聚物 ⑥ 疏水缔合聚合物
第五章
第一节 聚合物驱
5.1.3 聚合物及其溶液性质评价
2. 聚合物溶液在油藏中的基本性质
（2）聚合物在油藏孔隙中的滞留 ①聚合物的吸附 ②聚合物的机械捕集 ③聚合物的水动力滞留
利——堵塞水流通道→调剖效应 弊——一般发生在近井油藏中→到达油藏深部的聚合物 溶液浓度大大降低；近井堵塞，注入困难。
第五章
（3）阻力系数和残余阻力系数的主要影响因素 ③ 渗透率对残余阻力系数的影响 由于低渗透储层的表面大，所以储层的渗透率越低聚合
物的吸附量越大；另外，由于低渗透储层的孔喉很小，聚合 物分子在储层中的机械捕集量大。所以在其他因素相同的条 件下，随着岩心渗透率的降低，残余阻力系数增大。
低渗透油藏中注聚合物溶液必须特别注意！！
留损失不能过大，以使到达油藏深部的聚合物溶液仍可具有 足够的浓度，注入井附近油藏不至于因聚合物大量吸附而造 成堵塞。
⑥良好的注入性——在保证具有良好的流度控制能力的前 提下，聚合物溶液的注入压力不应过大。
⑦良好的环保特性——不会造成对油藏和环境的污染。 ⑧来源广、价格低——这是聚合物驱能够实现大规模工业 化应用的必要条件。