聚合物驱油机理
油田用聚合物驱油剂相关知识
许多学者认为，聚合物溶液在多孔介质中的粘弹效应引
起了驱油剂粘度的大幅度增加，进一步改善了驱替前缘的流
度比，因而当驱油剂流量增加时，采油速度迅速上升。 用聚合物溶液驱替后，所有类型的残余油均减少，减少 量取决于驱替液的粘弹性。聚合物溶液在驱替不同类型残余 油时，表现出很强的“拉、拽”作用。残余油不是被聚合物
（2）粘滞作用：聚合物的粘弹性加强了水相对残余 油的粘滞作用，在聚合物溶液的携带下，残余油会 重新流动，从而被夹带而出。聚合物溶液在多孔介 质中的粘滞力增加，是驱替膜状、孤状残余油的主 要机理
（3）增加驱动压差：提高了岩石内部的驱动压差，使注入液可以克服 小孔道产生的毛细管压力，进入细小的孔道中，从而把原油驱替出来。 （4）绕流作用：聚合物进入高渗透层后，增加了水相的渗透阻力，产 生了由高渗透层指向低透层的压差，使注入液发生绕流，进入到中、 低渗透层中，扩大了水驱的波及体积，提高了原油的采收率。
Vsw EV V
Vsw－驱油剂的驱替体积； V－油藏总体积； Ev－体积波及系数；
影响因素： 流度比、岩石的宏观非均质性、注采井网对非均
质性的适应程度等
（1）流度比 指注入驱油剂的流度与被驱原油的流度之比。 流度 ：流体的渗透率
K
与其粘度 之比。
＝
水油流度比：
K
岩石允许流体 通过的能力
（2）油层岩石宏观非均质的影响
实际油层是在水流冲刷过程中沉积形成的
顺水流方向与垂直水流方向的渗透率必然有差异 流体沿渗透率好的方向流动快 形成不轨则驱动前缘 注采井网安排不当 油井会过早水淹，油藏留下一些“死油区”
油层结构的非均质性： • 油和水都是在油层岩石颗粒之间的细小孔道（孔隙、 裂缝）内运动的。这些孔道大小不一，纵横交错，变 化万千，这就是油层结构的非均质性。 • 水（驱油剂）驱动石油在这些孔道中流动时，由于孔 道大小不同，所遇到的阻力也不一样，使得水在不同 的孔道中驱油时的流动速度不同。
【采油PPT课件】聚合物驱油基础知识
60
0
200
400
600
800
1000
1200
聚合物用量（PV.mg/L）
喇南一区中心井含水与聚合物用量关系
40
产 油
30 (104t)
年产油 比例 累积产油
33.8
26.74 24.4
31.15
33.07
34.50
40
年 产 油 比 30 例
（％）
20
10 2.38
0 0
19.3 18.33
11.67 8.42
喇南一区油层注聚前后流度变化
试验 区块
一区葡 I1-2
流动 系数
872
注聚前
吸水厚 流度 度(m) (k/μ)
14.8 58.7
流动 系数
注聚后
吸水厚 度（m）
流度 (k/μ)
k/μ下 降幅度 （%）
144
14.8
9.7
82.2
油井生产压差放大，产液指数下降
生产
10.0 8.0
6.07
6.75
7.08
压差
6.0 4.0 3
3.77 3
生产压差放大4.26MPa
2.0 0
150
300
450
600
750
产液 指数
4.0 3.5 3.37 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
0
3.76 2.6
150
产液指数下降幅 度62.7%
1.49
1.38
1.4
300
450
600
喇南一区生产压差、产液指数变化曲线
粘7 度
6
5
4
3 20
聚合物驱油
⑶聚丙烯酰胺的合成
•丙烯晴的合成：氨氧化法
• CH2═CH－CH3＋NH3＋ 3/2O2→CH2═CH－CN＋ 3H20
•丙烯酰胺的合成： •CH2═CH－CN＋H2O→CH2═CH －CONH2 •丙烯酸的合成： •CH2═CH－CH2＋O2→CH2═CH －CHO＋H2O •2CH2═CH－CHO＋ O2→2CH2═CHCOOH
3.聚合物驱油机理
⑴吸附作用:
•聚合物大分子在孔隙介质的表 面由于氢键，静电力的作用和 介质表面结合在一起而丧失流 动能力的现象，称为吸附。
• ⑵捕集作用：
•机械捕集
水力学捕集
• 低渗透油层，其滞留主要以捕 集为主 • 高渗透地层，以吸附为主。
•⑶流体黏弹效应对改善流度比的贡 献。
4.聚合物驱基础研究最新进展：
• ⑸能阻止其他化学剂副反应的发生；
• ⑹注水用表面活性剂应考虑 到它与地层矿 物组分，地层水注入水成分，地层温度以 及油藏的枯竭程度等的相互关系； • ⑺具有抗地层高温，高盐浓度的能力； • ⑻具有较高的经济价值，投入产出比具备 优势。
分类
• ①阴离子表面活性剂：石油磺酸盐，烷基苯磺酸盐， 木质素磺酸盐，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，烷基酚聚 氧乙烯聚氧丙烯多硫酸盐等。
特点
1
聚合物的相对分子质量与地 层的渗透率密切相关。 对于油层聚合物的特定要求： 好的增粘性能，热稳定性高， 化学稳定性好，耐剪切，在油 层吸附量不大等。
2
好的聚合物中，主链应为碳链（热 稳定性好），有一定量的负离子基 团（增粘效果好），和一定量的非 离子亲水基团（化学稳定性好）
天然聚合物
1
纤维素
• 聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律和微观驱油机理研 究。 • 适合聚合物驱油田的筛选标准
油田聚合物驱油原理
油田聚合物驱油原理
油田聚合物驱油是一种常用的增油技术，其原理是通过注入聚合物溶液，增加油层中的黏度，形成较大的剪切应力和流动阻力，促使原油顺着聚合物流动，从而增加采油效果。
聚合物驱油机理主要包括以下几个方面：首先，聚合物分子与原油分子之间存在吸附作用，这种吸附作用可以提高原油的黏度，增加流动阻力，防止原油的快速流出，从而实现增油效果；其次，聚合物本身的分子结构可以形成一定的弹性和黏性，使其在油层井道中能够形成较大的剪切应力，进一步促进原油的流动；最后，聚合物的分子结构还可以吸附油层中的金属离子和其他杂质，从而减少沉积和堵塞，保持油层的通畅性和稳定性。
聚合物驱油技术具有很多优点，如增油效果好、操作简单、节约成本等。
但同时也存在一些不足之处，如聚合物的稳定性不高、溶液粘度过高等问题，需要不断进行优化和改进。
- 1 -。
《低渗透油藏纳微米聚合物驱油实验和渗流机理研究》
《低渗透油藏纳微米聚合物驱油实验和渗流机理研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长，低渗透油藏的开发显得越来越重要。
然而，低渗透油藏的开采过程中面临着诸多挑战，如采收率低、渗流性能差等。
为了提高采收率，研究者们不断探索新的驱油技术和渗流机理。
其中，纳微米聚合物驱油技术因其独特优势受到了广泛关注。
本文通过实验和理论研究，探讨了纳微米聚合物在低渗透油藏中的驱油效果及渗流机理。
二、纳微米聚合物驱油实验1. 实验材料与设备实验所使用的纳微米聚合物由本实验室合成，并采用低渗透油藏的岩心样品进行实验。
实验设备包括高压驱油装置、显微镜、粒度分析仪等。
2. 实验方法与步骤实验采用岩心样品在高压驱油装置中进行，分别对比了无聚合物和加入纳微米聚合物的驱油效果。
在相同条件下，观察岩心样品的采收率、渗流速度等指标的变化。
同时，利用显微镜和粒度分析仪对聚合物在岩心孔隙中的分布和渗流过程进行观察和分析。
3. 实验结果与分析实验结果表明，加入纳微米聚合物后，低渗透油藏的采收率得到了显著提高。
在相同条件下，加入聚合物的岩心样品采收率提高了约20%。
同时，通过显微镜观察发现，纳微米聚合物在岩心孔隙中分布均匀，有效改善了渗流性能。
粒度分析结果显示，聚合物分子能够更好地适应低渗透油藏的孔隙结构，从而提高采收率。
三、渗流机理研究通过对实验过程的分析，发现纳微米聚合物驱油的渗流机理主要包括以下几个方面：1. 纳微米聚合物具有较小的分子尺寸，能够更好地适应低渗透油藏的孔隙结构，有效降低流体在孔隙中的流动阻力。
2. 聚合物分子带有电荷，与岩石表面发生静电作用，增强了岩石表面的润湿性，有利于油滴的附着和移动。
3. 聚合物分子在孔隙中形成网络结构，增大了孔隙间的流体交换速率和储集能力，进一步提高了采收率。
四、结论本研究通过实验和理论分析，深入探讨了纳微米聚合物在低渗透油藏中的驱油效果及渗流机理。
实验结果表明，纳微米聚合物能够有效提高低渗透油藏的采收率，改善渗流性能。
《聚驱驱油机理》PPT课件
2003
目前最为成熟的化学驱方法是聚合物驱，在 大庆油田得到广泛应用。近年来，三元复合驱在 大庆油田发展较快，成为化学驱中最有潜力，提 高采收率幅度最大的储备技术。
化学驱采油原理
化学驱油机理
采收率由三个因素来决定：一是井网对油层的控制程度 (Ew)，二是注入液的体积波及效率(Es)，三是水驱油的效率 Er，总的采收率E将是这三个效率的乘积，即：
2.1 聚合物及其水溶液性质
化学驱油机理
水溶性聚合物及其分子构象 聚合物是由大量的简单分子(单体)聚合而成的高分子 量的天然或合成的物质，又称高聚物。油田注聚合物工程 中，常用的人工合成聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺， 为柔性长链，常简写成HPAM。若由n个丙烯酰胺分子聚合 成聚丙烯酰胺，n则称为聚合度。
目前比较普遍应用的表面活性剂是石 油磺酸盐类。
舌进是非均质油藏水驱波及体积降低的主要原因，当高 渗透层的油水前缘达到生产井后继续注水，大部分水仅仅无 效穿过高渗透层，不能扩大低渗透层的波及体积，聚合物用 于EOR主要有两个目的：改善流度比和调整平面及层内、层间 矛盾。其工作原理是在水中加入聚合物，提高注入水的粘度。
化学驱油机理
常用的增稠剂有 化学制剂 和 生物化学制剂 两大类。常用的化
学增稠剂为部分水解聚丙烯酰胺。这是一类高分子化合物，它的增 稠能力主要由其分子量来决定。常用的聚丙烯酰胺的水解度为25-30 ％，平均分子量为几百万到上千万。聚丙烯酰胺不是一种单纯化合 物，它的分子量有一个分布范围，一般说来，分子量的分布范围愈 窄愈好。
化学驱油机理
聚合物是由很多基本结构单元连接起来的，根据基本结构单 元的化学结构，即分子内原子或原子团的种类以及它们的结合方 式，单个高分子化合物就有不同的结构形式：
聚合物驱提高石油采收率的驱油机理
1 聚合物驱提高石油采收率的驱油机理聚合物的驱油机理主要是利用水溶性高分子的增粘性，改善驱替液的流度比，在微观上改善驱替效率、并且在宏观上能提高平面和垂向波及效率，从而达到提高采收率的目的。
以下是水油流度度比的定义式：Mwo=(1)经典的前沿理论认为，降低油水流度比，能够改变分流量曲线。
聚合物驱的前沿含油饱和度和突破时的的含油饱和度都明显高于水驱，这表明聚合物驱能降低产出液含水率，提高采油速度，具有更好的驱替效果；(2)聚合物驱通过改善水驱流度比，可以改善水驱在非均质平面的粘性指进现象，提高平面波及效率;在垂向非均质地层，聚合物段塞首先进入高渗层，利用高粘度特性“堵”住高渗层，使后续水驱转向进入低渗层，增加了吸水厚度，扩大了垂向波及效率。
以下是聚合物驱和水驱的对比聚合物驱和水驱的波及系数(3)聚合物在通过孔隙介质时发生吸附、机械捕集等作用而滞留，改变了聚合物所在孔隙处的渗透率。
被吸附的聚合物分子链朝向流体的部分具有亲水性，能降低水相相对渗透率而不降低油相相对渗透率，即堵水不堵油;同时聚合物的滞留能增加阻力系数和残余阻力系数，表明渗流阻力增加，引起驱动压差增大，有利于驱动原来不曾流动的油层，提高油层波及体积。
(4)由于聚合物溶液粘滞力的作用，使得其很难沿孔隙夹缝和水膜窜进，在孔道中以活塞式推进，克服了水驱过程中产生的“海恩斯跳跃”现象，避免了孔隙对油滴的捕集和滞留。
（5）另外，聚合物溶液具有改善油水界面粘弹性的作用，使得油滴或油膜易于拉伸变形，更容易通过狭窄的喉道，提高驱油效率。
2 驱油用聚合物的性能要求通过对聚合物驱油机理的分析，可以知道驱油用水溶性聚合物的性能指标主要是能增加油水流度比，即具有增粘性。
另外，聚合物溶液由于要在地层条件下能通过多孔介质运移传播，并最终被采出地面。
所以还应具有滤过性、粘弹性、稳定性以及无污染性等性能(1)增粘性。
应该尽量获取在较低浓度下就具有较高表观粘度的水溶性聚合物。
聚合物驱提高采收率机理
聚合物驱提高采收率机理嘿，朋友！咱来聊聊聚合物驱提高采收率这事儿。
你看啊，聚合物驱就像是给油藏里的油请了个超级厉害的“交通指挥官”。
油在地下就像一群调皮的小虫子，到处乱窜，有时候就卡在那些岩石的小缝隙里，不愿意出来。
聚合物呢，就像那种超级有号召力的大明星，一到油藏里，油滴们就像粉丝见了偶像一样，都乖乖听话。
聚合物分子链在孔隙里就像编织了一个大网，把那些小油滴都网罗起来，这就是它的增粘作用，让油滴们聚集起来，就像把散兵游勇组成了纪律严明的军队，方便一起朝着井口出发。
而且啊，聚合物驱还像是给油藏做了个“瘦身计划”。
油藏里的孔隙有的大有的小，就像人的身材一样参差不齐。
聚合物溶液会优先进入那些大孔隙，就像水流总是先找宽敞的河道一样。
这样一来呢，就相当于把大孔隙给占了一部分，就像给大孔隙里塞了些“减肥球”，逼迫油滴们往小孔隙里去，把以前没开发到的油也给挤出来，这就是它的调剖作用，就像把藏在边边角角的小宝藏都给挖掘出来啦。
再说说这个聚合物驱对油滴的“按摩”功效。
油滴在地下待久了，就像人久坐不运动一样，有点懒洋洋的。
聚合物溶液在孔隙里流动的时候，就像给油滴做按摩一样，让它们活动起来，变得更有活力。
这就好比把一个睡眼惺忪的人给彻底叫醒，让油滴们有动力朝着井口跑，这个叫改善流度比的作用。
聚合物驱还像是油藏里的“环保卫士”呢。
它能减少水相的渗透率，就像在水流动的道路上设置了一些小障碍。
这可不是坏事哦，因为这样水就不会像脱缰的野马一样到处乱跑，而是规规矩矩地把油往前推，这就像水和油达成了一种默契，一起朝着采收的目标前进。
有时候啊，油滴在地下就像一群胆小的小动物，它们害怕那些岩石表面的电荷。
聚合物呢，就像一个贴心的保护神，它可以吸附在岩石表面，改变岩石的表面性质，就像给岩石穿上了一层柔软的“防护服”。
油滴就不再害怕了，就像小动物找到了安全的栖息地，然后大大方方地朝着井口流动，这就是聚合物的吸附作用带来的好处。
油藏里的油滴和水就像两个性格迥异的小伙伴。
聚合物驱油机理.pptx
石表面润湿性和毛细管液阻效应的存在，水驱后还存在着大量的残余油。这些残
余油以簇状、柱状、孤岛状、膜（环）状、盲状的形态滞留在孔隙介质中。那么
， 聚合物驱能否把这些残余油驱动呢？研究表明：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
段原油不能得到有效的开采。
在不考虑重力影响的前提下，我们可以给出高渗透率层段水突破之前任一注
水阶段时两层段间吸水量之比：
q1 1
K1Krw1 K1Kro1
w
o
o Krw1 Kro1 K1 • w
q2 2 K 2Krw2 K 2Kro2 K2 o Krw2 Kro2
w
o
w
K1＞K2
2
一 寸 光 阴 不 可轻
在水驱油条件下，水突破油层后采出液中油的分流量为：
KKro
fo
λo λw λo
μo KKrw KKro
μw μo
该式经简化得出：
fo
1
1
o •
Krw
w Kro
100
经济极限含水 90
含水率，
80
70
60
50 0.4
μo/μw=15 μo/μw=1
0.5
0.6
0.7
0.8
含水饱和度，Sw
不同油、水粘度比时采出液含水率随水饱和度变化关系曲线
残余油与流过其表面的驱替液之间的粘滞力可用下式表示： τ＝dv/dz·μr
式中： τ——两相流体间的粘滞力； dv/dz——两相流体的界面速度梯度； μr——两相流体间的界面粘度。 聚合物溶液与残余油之间的界面粘度远远高于注入水与残余油间的界 面粘度值。
高浓度聚合物驱油机理及影响因素分析
一、引言聚合物驱油可在水驱基础上提高采收率l0％左右。
聚合物浓度越高，采收率越大；越早转注高浓聚合物，采收率越大。
因此，尽可能采用最高浓度的聚合物，尽可能早地转注高浓聚合物，不仅采收率可大幅提高，而且经济效果越好。
二、聚合物驱油机理聚合物驱油是60年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。
深入进行聚合物驱的研究，对改善油田开发效果，保持原油稳产，提高原油最终采收率具有重要意义。
1.提高宏观波及系数(Ev)。
聚合物注入地层后，会提高注入水的粘度，降低水相渗透率，使得油层吸水剖面得到调整，平面非均质性得到改善，水洗厚度增加，扩大了水相的波及体积，从而提高宏观波及系数。
2.提高微观驱油效率(Ep)。
只要选择合适的油藏，有正确的注入体系设计，聚合物驱可提高采收率l0％以上。
国内外专家认为，这是由于聚合物在一定注入速度下具有粘弹效应，从而提高了微观驱油效率。
聚合物驱替机理主要有：(1)粘弹性聚合物溶液对孔隙盲端中残余油的拖拉携带。
(2)聚合物溶液对连续油膜的携带机理。
(3)粘弹性聚合物溶液对孔喉处的残余油的携带机理。
(4)聚合物溶液的粘弹性对圈闭残余油的携带机理。
三、聚合物驱油影响因素由于聚合物驱主要是利用聚合物提高注入水的粘度，降低水油流度比，因此，聚合物水溶液的粘度大小，直接影响聚合物驱的效果，是聚合物驱油的主要影响因素。
1.聚合物的结构及浓度的影响。
聚合物分子越大，聚合物相互缠绕的程度越大，聚合物溶液的粘度越大。
水解度是影响聚物溶液粘度的重要因素，一般水解的聚烯酰胺要比相应未水解的聚丙烯酰胺的况粘度高，这主要是由于已水解分子上的电荷能使聚合物分子的链最大限度展开，并由此提高了溶液的视粘度。
聚合物的浓度也是影响聚合物溶液粘度的一个重要因素。
因为聚合物的浓度越大，被溶解在水中的聚合物分子越多，分子相互缠绕的机会明显增多，聚合物溶液的粘度增加。
聚合物驱油机理
1、聚合物溶液的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。
在水驱油条件下，水突破油层后采出液中油的分流量为：该式经简化得出：μoKKroμw KKrw μo KKroλo λw λo fo +=+=KroKrw w o fo •+=μμ11不同油、水粘度比时采出液含水率随水饱和度变化关系曲线50607080901000.40.50.60.70.8含水饱和度，Sw含水率，%2、聚合物溶液的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巳被注入水所突破，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。
在不考虑重力影响的前提下，我们可以给出高渗透率层段水突破之前任一注水阶段时两层段间吸水量之比：K1＞K2221121222211112121Kro Krw woKro Krw w oK K oKro K w Krw K o Kro K w Krw K q q ++•=++==μμμμμμμμλλ3、聚合物溶液微观驱油机理传统的聚合物驱油理论认为，聚合物驱只是通过增加注入水的粘度，降低水油流度比，扩大注入水在油层中的波及体积提高原油采收率，聚合物驱并不能增加油藏岩石的微观驱油效率，并认为聚合物驱后残留于孔隙介质中的油的体积与水驱之后相同。
国内外聚合物驱油应用发展与现状
国外聚合物驱油应用发展与现状一、聚合物驱油机理聚合物驱(Polymer Flooding)是三次采油(Tertiary Recovery)技术中的一种化学驱油技术。
聚合物有两种驱油机理，一是地层中注入的高粘度聚合物溶液降低了油水流度比，减小了注入水的指进，提高了波及系数（图1和图2），从而提高原油采收率[1-6]。
二是由于聚合物溶液属于非牛顿流体，因此具有一定的粘弹性，提高了微观驱油效率[7-13]，从而提高采收率。
常使用两种类型的聚合物[14]，一种是合成聚合物类，如聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺等；另一种是生物作用生产的聚合物，如黄胞胶。
在长达30 年的聚合物驱室研究和现场试验中，使用最为广泛的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺和生物聚合物黄胞胶两种。
由于生物聚合物黄胞胶的价格比较昂贵且易造成井底附近的井筒堵塞，除了在高矿化度和高剪切的油藏使用外，油田现场都使用人工合成的部分水解聚丙烯酰胺作为聚合物驱的驱剂。
图1 平面上水驱与聚驱示意图图2 纵向上水驱与聚驱示意图二、国外驱油用聚合物现状及发展趋势2.1国外驱油用聚合物的发展由于经济政策和自然资源的原因，国外对聚合物驱油做了细致的理论及实验研究，但未作为三次采油的主要作业手段。
驱油用聚合物的理论自80年代成熟以来，并未有较大突破，而其发展主要受限于成本因素。
理论上，在油气开采用聚合物中，可以选用的聚合物有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、生物聚合物(黄胞胶)、纤维素醚化合物、聚乙烯毗咯烷酮等[15]。
但己经大规模用于油田三次采油的聚合物驱油剂仅有HPAM和黄胞胶两类。
人工合成的驱油用聚合物仍主要以水解聚丙烯酰胺为主。
已产业化的HPAM产品包括日本三菱公司的MO系列，第一制药的ORP系列，三井氰胺的Accotrol系列；美国Pfizer的Flopaam系列，DOW的Pusher系列；英国联合胶体的Alcoflood系列；国SNF的AN系列HPAM聚合物。
聚合物驱提升驱油效率的机理分析及效果探讨
2017年12月聚合物驱提升驱油效率的机理分析及效果探讨单茹（大庆油田有限责任公司第四采油厂试验大队中心化验室，黑龙江大庆163000）摘要：在三次采油技术中，聚合物驱使一种较为成熟的技术，在国内油田应用也较多。
该技术能有效提升油田采收率，保障油田稳产和经济效益。
本文主要是从聚合物驱油的机理出发，对影响聚区效果的因素进行分析，并探讨新的措施来改善聚驱效果，以此为相关油田的聚驱开发提供理论参考。
关键词：聚合物驱；采收率；驱替聚合物驱是三次采油技术中较为成熟的一种，能有效提升油田采收率，提升经济效益，在国内油田有着较多的应用。
从发展趋势来看，未来的一段时间内该技术有着一定的主导地位，会通过研究不断完善。
本文主要是从聚合物驱油的机理出发，对影响聚合物驱的因素展开相关探讨。
1聚合物驱油机理对于聚合物驱油机理，早期的理论认为其提升采收率是通过增加注入水的波及体积和粘度，是水油流度比既降低来实现，聚驱后和水驱后有着相同体积的孔隙介质残留油，并不能机加大岩石微观扫油效率。
从后续研究看出，在非牛顿粘弹性作用下，聚驱提升采收率不只是扩大了波及体积，还是从微观驱油层面来实现。
聚驱在盲状、膜状、孤岛状、柱状以及簇状残余油开发中有高效发挥。
从实验室数据可以看出，在相同粘度下，聚合物粘度具有弹性会提升3%到5%的爱收率。
从机理上分析，聚驱主要是通过降低油水粘度比、降低水油流度比、降低注水地层渗透率、产生流体转向效应和提升油相分流系数五个方面。
油水粘度比的降低能促进采收率的提升，提升驱油效率可从提升驱油剂粘度和降低地层原油粘度两方面入手，但是降低原油粘度无法实现，在这个层面上看，只能提升驱替相粘度，实施方法也相对简单，值需要将高相对分子品质聚合物添加到注入水中就可以实现。
水油流度比的降低使为了减少注入水单层突进现象，该参数的降低能有效提升注入水波及体积系数，采取相同的原油需要的注入水更少，也提有效提升驱油效率。
聚驱的意义是提升驱替效果，缩短开发周期。
《聚驱驱油机理》课件
研发新型聚合物溶液，提高驱 油效果和环保性能
聚驱驱油技术的集成和创新
集成：将多种驱油技术进行集成，提高驱油效率 创新：开发新型驱油技术，如二氧化碳驱油、微生物驱油等 提高采收率：通过集成和创新，提高油田采收率 降低成本：通过集成和创新，降低驱油成本，提高经济效益
聚驱驱油技术的经济效益和社会效益评估
经济效益：提高采收率，降低生产成本 社会效益：减少环境污染，提高能源利用效率 技术发展：推动相关技术的研发和应用 产业升级：促进石油行业的技术进步和产业升级
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聚合物溶液的驱油 机理：通过改变油 水界面张力，提高 油水相对渗透率， 实现驱油
聚合物溶液的驱油 效果：提高采收率， 降低采油成本，保 护环境
聚合物溶液的宏观驱油机理
聚合物溶液的 组成：聚合物、 表面活性剂、
稳定剂等
聚合物溶液的 作用：提高油 水界面张力， 降低油水粘度
比
聚合物溶液的 注入方式：注 入井、注入层、
注入时间：影响聚合物溶液的粘度，注入时间越长，粘度 越低
聚合物溶液的流速和压力
流速：影响聚合物溶液的注入速度，从而影响驱油效果 压力：影响聚合物溶液的注入压力，从而影响驱油效果 流速和压力的配合：需要合理控制流速和压力，以实现最佳驱油效果 流速和压力的调整：根据油藏条件，调整流速和压力，以适应不同的驱油需求
聚驱驱油技术发展历程
20世纪50年代：聚驱驱 油技术开始出现
20世纪60年代：聚驱驱 油技术在油田中得到应用
20世纪70年代：聚驱驱 油技术逐渐成熟，成为油 田开发的重要手段
20世纪80年代：聚驱驱 油技术在油田中得到广泛 应用，成为油田开发的主 流技术
20世纪90年代：聚驱驱 油技术在油田中得到进一 步发展，成为油田开发的 重要手段
聚合物驱油机理.pdf
我们知道水驱开采时，由于油层的非均质性，注入水往往波及不到相对渗透
率较低的油层部位，成为未波及水驱的剩余油；在注入水波及到的油层，由于岩
石表面润湿性和毛细管液阻效应的存在，水驱后还存在着大量的残余油。这些残
余油以簇状、柱状、孤岛状、膜（环）状、盲状的形态滞留在孔隙介质中。那么，
聚合物驱能否把这些残余油驱动呢？研究表明：聚合物溶液存在着粘弹性，在水
可以驱替出水驱未波及剩余油和簇状残余油。
学海无涯
（2）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 残余油的主要机理：
残余油与流过其表面的驱替液之间的粘滞力可用下式表示： τ＝dv/dz·μr
式中： τ——两相流体间的粘滞力； dv/dz——两相流体的界面速度梯度； μr——两相流体间的界面粘度。 ⚫ 聚合物溶液与残余油之间的界面粘度远远高于注入水与残余油间的界面 粘度值。
w Kro
100
经济极限含水 90
含水率，%
80
70
60
50 0.4
μo/μw=15 μo/μw=1
0.5
0.6
0.7
0.8
含水饱和度，Sw
不同油、水粘度比时采出液含水率随水饱和度变化关系曲线
学海无涯
2、聚合物溶液的调剖作用
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
传统的聚合物驱油理论认为，聚合物驱只是通过增加注入水的粘度，降低水
油流度比，扩大注入水在油层中的波及体积提高原油采收率，聚合物驱并不能增
加油藏岩石的微观驱油效率，并认为聚合物驱后残留于孔隙介质中的油的体积与
聚合物驱油机理及影响因素研究
聚合物驱油机理及影响因素研究作者：周易辰王建辉袁莹来源：《科技创新导报》2011年第34期摘要：聚合物驱油在我国已形成大规模的推广和应用。
本文针对二类油层聚驱进行优化，以提高原油采收率和经济效益。
本文介绍了聚驱的发展状况，叙述了聚合物的性质及聚合物驱油机理，揭示了聚合物浓度与采收率的关系。
关键词：高浓聚合物；聚合物驱油中图分类号：TE357 文献标识码: A 文章编号：1674-098X(2011)12(a)-0000-00聚合物驱油可在水驱基础上提高采收率10%OOIP左右。
聚合物浓度越高，采收率越大；越早转注高浓聚合物，采收率越大。
因此，尽可能采用最高浓度的聚合物，尽可能早地转注高浓聚合物，不仅采收率可大幅提高，而且经济效果越好。
1 聚合物驱油机理聚合物驱油是60年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。
深入进行聚合物驱的研究，对改善油田开发效果，保持原油稳产，提高原油最终采收率具有重要意义[2]。
（1）提高宏观波及系数（）。
聚合物注入地层后，会提高注入水的粘度，降低水相渗透率，使得油层吸水剖面得到调整，平面非均质性得到改善，水洗厚度增加，扩大了水相的波及体积，从而提高宏观波及系数。
（2）提高微观驱油效率（）。
只要选择合适的油藏，有正确的注入体系设计，聚合物驱可提高采收率10%以上[3]。
国内外专家认为，这是由于聚合物在一定注入速度下具有粘弹效应，从而提高了微观驱油效率。
聚合物驱替机理主要有：①粘弹性聚合物溶液对孔隙盲端中残余油的拖拉携带。
②聚合物溶液对连续油膜的携带机理。
③粘弹性聚合物溶液对孔喉处的残余油的携带机理。
④聚合物溶液的粘弹性对圈闭残余油的携带机理。
2 聚合物驱油影响因素由于聚合物驱主要是利用聚合物提高注入水的粘度，降低水油流度比，因此，聚合物水溶液的粘度大小，直接影响聚合物驱的效果，是聚合物驱油的主要影响因素[2]。
聚合物驱油
1.活性水驱：以活性水作为驱油剂的驱油法。
• 活性剂：非离子表面活性剂或 耐盐性较好的磺酸盐型和硫酸 酯盐型负离子表面活性剂。
2.胶束溶液驱：以胶束溶液作为驱油剂
表面活性剂浓度超过临界胶束 浓度；醇，盐助剂的加入
3.微乳区：表面活性剂含量大于2％，水含
量大于10％的表面活性剂驱。
4.溶性油驱：表面活性剂含量大于2％，水 含量小于10％的表面活性剂驱。 5.泡沫驱：主要成分为水，气和起泡剂的泡 沫作驱油剂。
9.3聚合物驱油 9.4表面活性物驱油
2015020502班2组
1 9.3聚合物驱油
定义：是指以聚合物作为驱油剂 提高原油采收率的方法。
•实质:增加水相粘度，改善 流度比，稳定驱替前沿。 •别称：稠化水驱
聚合物驱以提高 波及系数为主， 适用于非均质的 重质或较重质的 油藏，与交联调 剖技术结合时， 也可以用于具有 高渗透率通道或 微小裂缝的油藏。
⑶聚丙烯酰胺的合成
•丙烯晴的合成：氨氧化法 • CH2═CH－CH3＋NH3＋ 3/2O2→CH2═CH－CN＋ 3H20
•丙烯酰胺的合成： •CH2═CH－CN＋H2O→CH2═CH －CONH2 •丙烯酸的合成： •CH2═CH－CH2＋O2→CH2═CH －CHO＋H2O •2CH2═CH－CHO＋ O2→2CH2═CHCOOH
岩性
要求 <0.966 <150 不限 <4×10ˆ4 <500 >0.50 不限 >10 <2740 <93（HPAM）<71（XG ）
砂岩，灰岩
2
9.4表面活性剂驱油
•表面活性剂驱是以表面活性 剂作为驱油剂的一种提高原 油采收率的方法。
聚合物驱油在G271长8油藏的应用
聚合物驱油在G271长8油藏的应用姬塬油田G271 区块为中含水期的超低渗透油藏，平面及剖面存在水驱动用程度不均、油藏含水上升快以及油井见水原因复杂等问题，常规调驱方法有效率低、有效期短。
鉴于此，以G271区为先导试验区，系统研究了特低渗油藏聚合物驱油的调驱机理、最优工艺参数。
根据现场试验微球球调驱的最优粒径为50nm。
研究结果可为鄂尔多斯盆地及类似超低渗油藏后续调驱提供指导。
聚合物驱油是一种性能优良的高分子材料，可以有效地改善水驱平面及剖面上的矛盾，提高水驱效率。
标签：物性差;工艺参数;水驱效率1.油藏开发矛盾1.1油藏非均质性强平面上：渗透性差异大，整体属于中等非均质性。
渗透率高值区主要沿北西～南东向或南北向呈椭圆状、透镜状分布，平面水驱具有明显的方向性。
纵向上：水下分流河道和河口坝沉积，两种成因砂体在纵向上相互叠置，发育正、反韵律层或高低渗透段交替出现的复合韵律，存在优势通道。
1.2剩余油分布复杂平面上，裂缝主向水淹，侧向注水见效困难，局部储量失控;纵向上，各低渗透层无法得到有效动用，剩余油富集，采出难度大。
2019年测试结果显示均匀吸水比例仅为38.5%。
2.聚合物驱油机理2.1聚合物驱油原理所谓聚合物驱，指的就是往注入水中添加一定量的高分子可溶聚合物，以此来提高水相粘度，降低水相有效渗透率，使得油水速度比变大，进一步增大波及系数，最终增加采收率的技术方法。
聚合物驱的主要原理就是增加注入水的粘度，增加油与水的速度之比，通过平面绕流以及纵向调剖作用增加注入水在油层中的波及体积，提高其微观驱油效率，最终达到提高采收效率，增强作业效果的目的。
2.2两种驱油聚合物基理2.2.1聚合物微球（聚丙烯酰胺）聚合物微球进入地层后，由于微球颗粒的存在使得其仅能够顺利进入大孔道，从而实现对优势渗流通道的有效封堵。
聚合物微球能够选择性地封堵水驱优势通道，改善平面及纵向水驱效果，其主要调驱机理表现在聚合物微球具有良好的封堵性、膨胀性和滞留性。
聚合物驱的基本原理、基本段塞、是影响及在的问题
聚合物驱的基本原理、基本段塞、是影响及存在的问题摘要:石油资源是我国重要的能源，与国民经济的发展和人们的生活都有着密切的联系。
随着油田资源的不断被开采，油田石油资源的不断开发，油井的含水率不断的上升，石油资源的开发难度逐渐的增加，如何有效的开采油藏的剩余原油，越来越受到研究人员的重视。
文章通过实验得到，通过采用高浓度和高分子量的聚合物可以提高原油的采收率，文章分析了聚合物驱油的作用过程，改善了聚合物驱油的效果，从而提高了油田原油的采收率，促进了油田开发效益的提高关键词: 聚合物驱油原油采收率基本原理基本段塞影响、问题1972年，在大庆油田开展小井距的聚合物驱试验。
聚合物驱在大庆、胜利等油田已进入工业化应用阶段。
大庆油田的聚合物驱成为世界上最大的聚合物驱项目。
1997年，累计注入聚合物干粉23700t，工业应用面积达101.3km2，全国聚合物驱年增产原油达303万t。
2000年，聚合物驱年增产原油达500万-700万t。
一、聚合物驱的概念以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。
也称为：聚合物溶液驱、聚合物强化水驱、稠化水驱、增粘水驱。
二、聚合物驱提高采收率的作用原理基本原理——增大水的粘度——降低了水的流度——减小水油流度比——抑制水的指进——提高波及系数——提高原油采收率（如图4-2）聚合物驱有更高的平面波及效率－提高了采收率（如图4-3）。
有更高的纵向波及效率－提高了采收率（如图4-4）、图4-2 水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线图4-3 水驱与聚合物驱的平面波及效率图4-4 水驱与聚合物驱的纵向波及效率K2>k3>k1三、聚合物驱提高采收率，主要通过下列机理：1、增粘机理聚合物可通过增加水的粘度，降低水油流度比，从而提高波及系数。
聚合物之所以能增加水的粘度，主要由于：（1）水中聚合物分子互相纠缠形成结构；（2）聚合物链节中亲水基团在水中溶剂化；（3）若为离子型聚合物则其在水中解离，产生许多带电符号相同的链节，使聚合物分子在水中所形成的无规线团更松散，因而有更好的增粘能力。
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1、聚合物溶液的流度控制作用
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。
在水驱油条件下，水突破油层后采出液中油的分流量为：
KKro
入0 110
fo
X
w 入
KKrw KKro
1W (10
该式经简化得出：
1 fo
1
o ?Krw
w Kro
2、聚合物溶液的调剖作用
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巳被注 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。
在不考虑重力影响的前提下，我们可以给出高渗透率层段水突破之前任一注 水阶段时两层段间吸水量之比：
K1Krw1 K1Kro1
—Krw1 w Kro1 q1
1 w 0 K1? q
2 2 K2Krw 2 K2Kro 2 K2 ' —Krw2 Kro2
K1> K2 w 0 w
3、聚合物溶液微观驱油机理
传统的聚合物驱油理论认为，聚合物驱只是通过增加注入水的粘度，降低水油流度比，扩大注入水在油层中的波及体积提高原油采收率，聚合物驱并不能增加油藏岩石的微观驱油效率，并认为聚合物驱后残留于孔隙介质中的油的体积与水驱之后相同。
经过几年的室内实验研究发现，聚合物驱不仅能够扩大波及体积，而且能够提高驱油效率。
我们知道水驱开采时，由于油层的非均质性，注入水往往波及不到相对渗透率较低的油层部位，成为未波及水驱的剩余油；在注入水波及到的油层，由于岩石表面润湿性和毛细管液阻效应的存在，水驱后还存在着大量的残余油。
这些残余油以簇状、柱状、孤岛状、膜（环）状、盲状的形态滞留在孔隙介质中。
那么，聚合物驱能否把这些残余油驱动呢研究表明：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表现在以下几个方面：
（1）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，是驱替水驱未波及剩余油和簇状残余油的主要原因。
聚合物溶液本体粘度的增高，加上其弹性作用，改善了水油流度比和水驱前缘，可以驱替出水驱未波及剩余油和簇状残余油。
(2)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 残余油的主要机理：
残余油与流过其表面的驱替液之间的粘滞力可用下式表示：
T = dv/dz •卩 r
式中：
T ――两相流体间的粘滞力；
dv/dz ――两相流体的界面速度梯度；
卩r 两相流体间的界面粘度。
聚合物溶液与残余油之间的界面粘度远远高于注入水与残余油间的界面 粘度值。
聚合物溶液粘度的增加，是由于聚合物分子中含有许多亲水基团， 这些亲水基团 在聚合物s IJO
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分子外形成的“水鞘”，增加了相对移动的内摩擦力。
同时，上述基团在水中解离，产生许多带电符号相同的链节，这些链节互相排斥，使聚合物分子线团在水中更加伸展，因而有更好的增粘能力。
因此，聚合物溶液在多孔介质内的渗流过程中，其粘度值要比用粘度计测量的视粘度高许多倍。
由于聚合物的加入使油水界面粘度显著增加。
聚合物溶液在毛细管管壁附近的速度梯度远远大于水在其上的速度梯度
/油 _ _
V W = V p
V W 边<< V P 边
dV w 边
dV p 边
dY <Y V X
由于聚合物溶液是非牛顿粘弹性流体，在岩石孔道中的流场分布与水截然不
同，在相■同7平均流速聚合合溶液在管油的中的流速度远布大于水与油界面的 速度。
（3）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。
柔性聚合物分子在应力作用下将产生形变，其弹性又会使其恢复、收缩，因 此，当具有粘弹性的柔性聚合物溶液通过多孔介质时，既存在着剪切流动， 也存在着拉伸流动。
特别是聚合物分子在流经孔道尺寸变化处时，聚合物分 子就受到拉伸而表现出弹性。
这种特性使进入盲端孔隙的聚合物溶液，具有 与流动方向垂直、指向连通孔道的法向力。
正是在上述聚合物溶液粘弹性的 作用下，才使 --- V X
— 汕水 卑面林度与事 合物溶液浓 度的关 系
得聚合物溶液能够进入盲端中驱油。