聚合物驱油技术综述

聚合物驱油技术综述

李星蓉;佟乐;王璐;荣继光;ONGARBAYEV ASSET

【摘要】综述了目前石油开采过程中常见的聚合物驱油剂种类,包括耐高温耐盐聚合物驱油剂、生物聚合物(黄原胶)、交联聚合物、疏水缔合聚合物、星形聚合物、两性聚合物等;以此为基础介绍了四种聚合物驱技术类型,包括热驱、混相驱、化学驱和微生物采油;并简单介绍了聚合物驱油技术在油田开发过程中所带来的负面矛盾及目前的主要解决方法.%Common types of polymer flooding agents in the process of oil exploration were summarized, including high temperature resistant salt-resistant polymer flooding agent, biopolymers, crosslinked polymers, hydrophobic associative polymers, star polymers, amphoteric polymer, etc.Four types of polymer flooding technologies were introduced, including hot flooding, miscible flooding, chemical flooding and microbial oil recovery. The negative conflict during using the polymer flooding technology in the process of oil exploration was discussed as well as current main solutions.

【期刊名称】《当代化工》

【年(卷),期】2017(046)006

【总页数】4页(P1228-1230,1234)

【关键词】三次采油;聚合物驱;提高采收率;技术

【作者】李星蓉;佟乐;王璐;荣继光;ONGARBAYEV ASSET

【作者单位】辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001

【正文语种】中文

【中图分类】TE357

能源是人类活动的物质基础，是国民经济发展的前提条件。当前，煤炭、石油、天然气等化石能源在世界能源消费中占仍据主导地位，其中石油是最重要的能源之一，被誉为“工业的血液、黑色的金子”。石油在日常生活、工业、农业、军事等领域有着广泛的应用，这就要求石油行业提供更多的石油产品。自2010年以后，我国大部分油田长时间处于不间断开采状态，近乎所有国内油田已处于高及特高含水期。在高含水率阶段开发油田效益极差，但仍可利用聚合物驱油技术继续开发。获得更多的油气资源，提高原油的采收率，是全世界对石油领域开发的核心问题，世界上聚合物驱油技术的研究对此有很大推进作用[1]。

1.1 聚合物驱

聚合物驱能够提高采油效率，目前多用于三次采油过程中。聚合物因为其自身所具有高分子量的长链结构使其具有较高的粘弹性，在流动过程中对油滴、油膜进行拉伸，从而增大其携带能力。驱油过程中有利的流度比可以显著提高驱替相的波及体积，利用聚合物进行驱替的过程中则可以得到较好的流度比，从而提高采收效率。提高采收率的主要途径是提高驱油效率和扩大波及体积，所以聚合物驱油可以有利于油气田后期开发[2,3]。

1.2 聚合物驱机理

聚合物驱油技术始于20世纪50年代，早期的研发团队将水溶性高相对分子质量

的聚合物以适宜条件少量溶于水中，使水溶液的粘度极大的增加，从而使得驱油过程油水的流度比较小。油藏工程领域认为一般情况下流度比越低驱油效果越好，从提高采收率角度分析扩大波及体积和洗油效率也是提高水驱开发原油采收率的主要途径。另外低浓度的聚合物溶液就可获得较高的粘度，使得其开发成本相对不高。聚合物驱油技术主要应用在原油粘度不高、温度适中、水平及垂向非均质性极其严重的油藏开发。原油采收率与聚合物浓度有关，在一定范围内聚合物浓度高，原油采收率相对提高；早期高浓度聚合物药剂的驱替，使得原油的采收率提高。应使用最优的的聚合物量配制成驱替剂，来获得较高的经济效益[4,5]。

1.3 聚合物驱的实际应用

聚合物驱油技术的技术难题不大，所以世界各个国家对驱油技术的研究都比较早。最初在20世纪50年代初美国已经开展了聚合物驱油技术的室内研究，并于1964年进行了矿场先导性试验。20世纪70年代至今，英国、前苏联、加拿大等国家

都先后开展了聚合物驱矿场试验。从聚合物驱油技术研发至今全世界有超过200

多油田或区块进行了聚合物驱试验，原油采收率均得到了较大的提高。聚合物驱油技术在我国大庆油田1972年进行开发使用，目前该技术已经在我国众多水驱开发油田中得到了广泛的使用，如胜利油田、大港油田等。目前国内各大油田的研究重心是研发性能好、价格低、污染小、易降解的聚合物，例如，改性部分水解聚丙烯酰胺、带有少量疏水基团的水溶性聚合物疏水缔合聚合物（HAWP）等[6]。

2.1 耐高温耐盐及常用聚合物驱油剂

聚合物驱油过程中如遇到特殊的地层环境，如高温高盐的地层，则对聚合物的耐高温和耐盐性提出了特殊的要求。有一种耐高温耐盐聚合物的组成物质是丙烯酸胺类，它是由苯乙烯磺酸基团、磺酸基团合成。对其进行性能评价，证实其具有耐高温、耐盐、抗剪切等特点，但受限于一定的生产环境和技术基础，生产出的丙烯酸胺类并不能全部达标，所以这种耐高温耐盐聚合物的广泛使用还有需要更完备的技术和

生产条件。

目前常用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）及其衍生物配置聚合物溶液。HPAM亲

水性强，易溶于水形成氢键，从而具有较强的增粘作用，同时分子链之间发生了电性排斥作用，使得分子链可以充分扩展，得到高的流体动力体积。聚合物水溶液中的柔性链在高温和高盐度盐水中有随机线圈的构象形式，卷曲现象的分子链使聚合物溶液的增粘效果明显，但易机械损失，柔性链降解，使其应用也受到了一定的限制，无法满足高温高盐的环境[7]。

2.2 黄原胶聚合物

黄原胶又称黄胶、汉生胶，黄单胞多糖，是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖，相对分子量高达100万以上，是一种重要的生物聚合物。黄原胶具有优良的

悬浮性、增稠性、乳化性、水溶性以及良好的酸碱稳定性。黄原胶使用广泛，但仍具有较大局限性，耐温性、耐磨性和抗剪性相对较差等。黄原胶分子链的刚性程度强于聚丙烯酰胺，能有效地抵抗机械破坏，但是对细菌比较敏感，容易被细菌所降解，并对油层剖面产生堵塞，因而必须使用杀菌剂和除氧剂进行适当清理。黄原胶聚合物在矿场上更广泛的使用还必须对其在性能方面进行改进[8]。

2.3 交联聚合物

交联聚合物具有三维网状结构，固又称交联高分子。良好的相容性是交联聚合物的性能保障，其耐磨性、耐溶剂性、抗蠕变性、热稳定性和力学性能都会受到交联的影响，这一影响普遍表现为上述特性的增强。交联聚合物驱油技术是在调剖堵水技术的基础上发展起来的一种的高效驱油技术，具有性能优良、成本低、提高采收率效果明显。交联的聚合物溶液体系具有良好的流动性，低粘度，选择性。使得交联聚合物溶液在深部调剖、改善储层性质、改善流体性质方面都能够发挥良好的作用。

2.4 疏水缔合聚合物

在聚合物亲水性大分子链上引入疏水基团就形成了疏水缔合型水溶性聚合物。引入