油田化学：第四章 化学驱与混相驱

第一节 聚合物驱
驱油用HPAM具有以下基本特征：
（1）高分子量：一般驱油用HPAM的分子量为1千万到几千 万； （2）多分散性：HPAM的分子量具有不均一性，是分子量 不等的同系聚合物的混合物； （3）几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、支型 和体型三种形态； （4）物化性能稳定：HPAM具有稳定的化学性质和特殊的 物理性能，以满足驱油的要求。
八、聚合物驱段塞图
前后的段塞主要是防止聚合物的盐敏效应
第一节 聚合物驱
九、一个实例
聚合物配注工艺
目前使用的聚合物地面配注工艺系统为集中配 制、分散注入工艺。
2、原因：盐加入后，羧基与 钠离子形成的扩散双电层受到盐 的压缩作用，使链段的负电性减 小，HPAM分子形成紧密的无规线 团，因而对水的稠化能力大大减 小。
最好用清水配注聚合物，且前 后注淡水段塞。
第一节 聚合物驱
七、聚合物驱与水驱的对比
提高了平面的波及系数
第一节 聚合物驱
提高了纵向的波及系数
第一节 聚合物驱
微生物采油法 ➢ 激活油藏本源微生物采油法 ➢ 注入适合微生物的采油法
本章主要内容
4-1 聚合物驱 4-2 表面活性剂驱 4-3 碱驱 4-4 复合驱 4-5 混相驱
第四章 油层化学改造
第一节 聚合物驱
第一节 聚合物驱
一、概念
聚合物驱是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
ED
So
Sor So
So－原始含油饱和度； Sor－残余油饱和度；
油层改造有两个途径：
提高波及系数 提高洗油效率
前言
提高波及系数
影响因素：不均质性、水油流度比 提高波及系数的主要方法：
改变驱油剂和（或）油的流度。 流度是流体通过孔隙介质能力的一种量度
来自百度文库 k
前言
提高洗油效率
提高洗油效率的主要方法 №1 改变岩石表面的润湿性 №2 减小毛细管阻力效应的不利影响
五、聚合物在孔隙介质中的滞留
滞留的两种形式:
（l）吸附 聚合物吸附是指聚合物通过色散
力、氢键等作用力而聚集在岩石孔 隙结构表面的现象。
（2）捕集
聚合物捕集是指直径小于孔喉 直径的聚合物分子的无规线团通过 “架桥”而留在孔喉外的现象。
第一节 聚合物驱
六、盐敏效应
1、定义：盐对聚合物溶液粘 度产生特殊影响（粘度降低）的 效应。
形成扩散双电层产生许多带电符号相 同的链段（由若干链节组成，是链中 能独立运动的最小单位），使聚合物 分子在水中形成松散的无规线团，因 而有好的增粘能力。
四、聚合物溶液的粘弹性
聚合物溶液的弹性是由拉伸作用下聚合物分子采 取伸直的构象，而在拉伸作用消失后聚合物分子采取 较蜷曲的构象所引起的。
第一节 聚合物驱
第一节 聚合物驱
2 黄胞胶（XC）（生物聚合物）
热稳定性差（71℃）；生物稳定性差（需加醛类 杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。
三、聚合物对水的稠化能力
增加水的粘度
◎超过一定浓度，聚合物分子互相纠缠
形成结构，产生结构粘度。 ◎聚合物链中的亲水基团在水中溶剂化
（水化）。 ◎若为离子型聚合物，则可在水中解离，
注聚
❖ 稠化水驱和增粘水驱
第一节 聚合物驱
二、聚合物驱用聚合物
1. 部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）
* CH2
CH * * CH2 x
CONH2
CH ** y
COONa 油田主要用HPAM
热稳定性好（耐温93℃）；剪切稳定性较差； 化学稳定性较差（氧化降解）；生物稳定性好
高温高盐油藏
疏水缔合聚合物（Hydrophobically Modified ）
第一节 聚合物驱
2 聚合物降低水油流度比的原因（Ⅱ） Ⅱ减小孔隙介质对水的渗透率
滞留＝吸附和捕集→增大了水的流动阻力→
减小水的KrW→提高EV→提高了ER
第一节 聚合物驱
通过对水的稠化→增大水的粘度 在孔隙中滞留→减小了对水的渗透率
降低了水的流度→减小了水油流度比→抑制 水沿高渗透层的指进→增大了波及系数→提 高了原油采收率
3.聚合物溶液粘弹性驱油机理
当聚合物溶液经过孔吼结构 受拉伸作用时，溶液中的聚合 物分子采取较伸直的构象，但 当它离开孔吼结构时，溶液中 聚合物分子则采取较蜷曲的构 象，从而使溶液向流动方向的 法线膨胀，显示出弹性，驱出 水驱不能驱出的砂粒间的剩余 油，达到提高聚合物溶液洗油 效率的目的。
第一节 聚合物驱
原油采收率（ER）=采出储量（NR）/地质储量（N ）×100％ 水驱采收率（ER）=波及系数（EV）X 洗油效率（ED）×100％
波及系数：是指驱油剂波及到的油层容积与整 个含油容积的比值。
EV
Vsw V
Vsw－驱油介质驱替到的容积； V－油藏总容积；
前言
二、原油采收率
洗油效率：是指驱油剂波及到的油层所采出的油 量与这部分油层储量的比值。
第二篇 采油化学
第四章 化学驱与混相驱
前言
一、采油中存在的问题（1）
地层非均质性 波及系数 洗油效率
采收率低 油层化学改造
前言
一、采油中存在的问题（2）
砂（防砂技术）
油
油 蜡（清防蜡技术） 水 井 水（调剖堵水技术）
问 题
稠（稠油降粘开采技术）
水 井 的 化 学 改
低（酸化压裂技术）
造
前言
二、原油采收率
前言
三、改造油层的方法
化学驱油法（化学驱） ➢ 聚合物驱油法（聚合物驱） ➢ 表面活性剂驱油法（表面活性剂驱） ➢ 碱驱油法（碱驱）
混相驱油法（混相驱） ➢ 烃类混相驱油法（烃类混相驱） ➢ 非烃类混相驱油法（非烃类相驱）
热力采油法（热采） ➢ 蒸汽驱油法（蒸汽驱） ➢ 油层就地燃烧法（火烧油层）
八、聚合物驱的EOR原理
1 波及系数与水油流度比的关系 水油流度比
定义：
第一节 聚合物驱
随着MWO的减小，波及系数 增大，采收率提高
第一节 聚合物驱
2 聚合物降低水油流度比的原因（Ⅰ） I 增加水的粘度
缠绕+亲水基团的溶剂化+离子型聚合物的 解离→稠化增粘→减小了λW →减小了MWO →增大了EV →提高了ER
图1疏水缔合聚合物分子结构示意图（R为疏水侧链,碳原子数在12-20间不等）
疏水缔合聚合物大分子链上带有少量疏水基团，在水溶液中， 此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产 生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临界浓度（CMC） 后，溶液粘度大幅度升高。
疏水缔合聚合物增粘及抗温、抗盐能力强；抗剪切能力强。