聚合物驱提高驱油效率机理及驱油效果分析

图! 注入剂分子对原油的推挤力示意图 # $ " ! & ’ ( ) * + , $ ’. + / $ 0 1 2 .3 . 2 4 5 6 $ 2 02 1 $ 0 ) ’ , + 0 , % % 3 7 * 2 5 ) ’ 4 5 ) 2 02 $ 5
率) 作者认为对于反韵律油层， 在 6 W时的采出程度， 某些不利的条件下， 可能不会提高甚至降低采收率； 文 献 ［ ］ 作者认为， 从理论上讲， 聚合物不能降低界面张 ’ 力， 也就不能降低毛细管力， 所以不能提高驱油效率， 并用大庆油田北一区断西试验区相距 7 % - 检查水驱 效果的北$ 检’ " * " & 井和检查聚合物驱效果的北 $ " * " 检’ 聚合物驱与水驱提高驱油 *井密闭取心资料证明， 效率的幅度没有本质差别。文献 ［ ］ 的这种观点虽然 ’ 是基于实际资料， 但只是对个别数据点进行了分析， 没 有进行统计研究， 王德民等通过光刻人造岩心驱油实
摘要：根据分子动力学基本原理， 描述了聚合物驱过程中驱油的分子作用力， 经与水驱的分子作用力对比证明， 聚合物溶液的粘弹 性是聚合物分子与原油分子摩擦力和撞击力的宏观表现， 聚合物驱能够提高驱油效率。对大庆油田北一区断西试验区相距7 % -检 查水驱效果的北$ 检’ 检’ 由岩心剩余油饱和度密度分布曲线 " * " &井和检查聚合物驱效果的北$ " * " *井进行了密闭取心资料研究， 发现， 聚合物驱较水驱达到残余油饱和度的岩心比例明显增高， 高含油饱和度的岩心比例明显降低。从而证明： 在相近条件下， 聚 合物驱较水驱既能扩大波及体积， 又能提高驱油效率。 关键词：聚合物驱；驱油效率；提高采收率；剩余油分布；分子动力学 中图分类号： : + 7 6 & 9 8 7 $ 文献标识码： ;
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第’ 6卷
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文章编号： （ ） % ’ 6 7 " ’ * ) & ’ % % 8 % 7 " % % & $ " % 8
第7期 年 ’ % % 8 6月
石
油
学
Байду номын сангаас
报
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聚合物驱提高驱油效率机理及驱油效果分析
宋考平$ 杨二龙$ 王锦梅’ 隋新光’
（ $ 9大庆石油学院石油与天然气研究中心 黑龙江大庆 $ ； * 7 7 $ ( ’ 9大庆油田有限责任公司 黑龙江大庆 $ ） * 7 8 6 7
1 )
石
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第) !卷
较， “盲状” 剩余油明显减少， 从而证明聚合物驱可以提 " # $ % & ’ ( # ’ “黑 白” 球作用原理， 描述了聚合物驱过程中分子作用 ! 力和提高驱油效率的动力， 利用与文献 ［ ］ 同样的资料 ) 证明， 聚合物驱能够提高驱油效率和波及系数。
［ ］ ! 高驱油效率 。笔者利用分子动力学中的
随后， 黑白球脱离接触， 黑球出现振摆并与相邻原子碰 撞。这样， 弹性变形能又转换为黑球原子和相邻原子 的振动能” 。移动中的聚合物分子团的外部原子和相 对固定的油膜界面分子的表面原子的相互作用， 正是 这种 “黑球与白球” 相互作用的情况。 ! " 8 聚合物提高驱油效率的机理 在聚合物驱油过程中， 由于分子的相互粘连、 碰撞 而使聚合物分子不断储存和释放弹性能， 使更多的不 动油变为可动油， 从而提高驱油效率。一般情况下， 根 据上述 " 在与水驱 # $ % & ’ ( # ’ 原子运动模型可以推断， 相同的流速下， 聚合物分子与岩石、 油滴、 油膜界面分 子的这种 “黑 白球” 作用原理， 使其 +—, 键上存储有 ! 弹性能， 而使表面原子与原油分子发生作用力更大的 碰撞， 从而使更多的原油分子从油相上分离并与注入 剂一起在溶液中运动。聚合物分子的弹性能越大， 驱 动原油的力就会越大。随着聚合物溶液流速的增高， 聚合物分子对原油分子的冲击和碰撞加剧， 摩擦力也 增大， 从而使驱油效率增高。 界面摩擦力是聚合物驱较水驱提高驱油效率的主 要因素。对于聚合物和水两种驱替方式， 图 ) 所示的 推动作用及机理是相同的。在这种情况下对原油驱动 作用的大小主要取决于作用在原油上的作用力， 而与
［ ， ］ 7 8 ， 聚合物溶液是粘弹性流体， 与水驱比 验研究认为
基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （! ） “油层多孔介质内纳米渗流动力学模型” 部分成果。 " # $ % $ & ’ % ’ ( 作者简介： 宋考平， 男， 现任大庆石油学院石油与天然气研究中心主任， 石油工程学院副 $ ) * ’年 $ $月生， $ ) ) (年获大庆石油学院工学博士学位， 万方数据 院长， 博士生导师， 主要从事油气藏工程方面的研究。+ ： , . / 0 1 2 ’ % % $ ! 1 / 4 . # 5 " 3
* 聚合物驱提高驱油效率的分子动力 学描述
! " ! 聚合物驱油的动力 根据分子运动的理论， 驱油的动力是注入剂分子 与原油分子的碰撞和振动形成的对原油的推力和摩擦 力。宏观上的压力实际上是分子运动和相互作用的结 果。水驱或聚合物驱油的过程实际上是注入剂分子与 原油分子的碰撞和振动的过程， 这种碰撞和振动在油 层多孔介质中表现为宏观上的两种形式。一种是如图 另一种则是如图 ) 所示 *所示的形成对原油的推力， 的对原油的摩擦力。
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， 特别是大庆油田， 在成功完成聚合物驱现 场试验以后， 于$ 已取得了显 ) ) * 年投入工业化应用， 著的增油、 降水、 提高采收率的效果， 到’ 聚 % % ’ 年底， 合物驱年产量已达 $ 。但在 $ % % % 万M ) ) * 年投注的区 块， 目前已进入或正要进入后续水驱阶段， 需进一步采 取挖潜措施， 以改善驱油效果、 提高采收率和经济效 益， 而其中的核心问题是对剩余油分布的研究。聚合 物驱是否能提高驱油效率是准确预测剩余油饱和度的 关键之一。对这一问题目前已发表的研究成果基本上 ［ ］ 利用聚合物驱模拟器， 对比含水 有7种观点。文献 $
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