提高原油采收率原理EOR第四章聚合物驱_3216
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（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。
缠绕+亲水集团的溶剂化+离子型聚合物的解离
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
2020/8/1
高了采收率
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
图4-6 聚合物驱时水在层间的窜流效应
聚合物溶液在低K层的流度λ小于在高K层中的
λ，故在随后的水驱中，水可在高、低K层之间
2020/8/1
窜流，提高了水的波及系数。
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
一、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：
具有相同粘性的牛顿流体和粘弹流体的最终采 收率不同，水驱后再聚合物驱替的最终采收率 高于水驱后再甘油驱替的最终采收率,粘弹流 体的驱油效率高于粘性流体.
粘弹性聚合物溶液均会降低各类水驱残余油量 ,残余油是被聚合物溶液携带出来的,而不是推 出来的。粘弹性越大,携带出的残余油量越多, 驱替效率越高。
2020/8/1
聚合物溶液提高驱油效率的原因是聚合物溶液是 粘弹性流体，弹性又具有很多不同的表现形式 l有后面的液体可以推前面的液体，同时还有拉 动侧面及其后面液体的作用，这是因为溶液中长 链聚合物分子是相互缠绕的，一个分子要动，前 后左右的分子都得动（整体移动），即可产生 “海绵胀缩现象” l有法向力，主要反映流体拉动侧面液体的力 l有拉伸粘度和拉伸力，可以抽丝，主要反映前 面的液体拉动后面液体的力
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
2020/8/1
夏慧芬，石油学报，2006
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
2020/8/1
夏慧芬，石油学报，2006
根据流变性实验证明驱油用的聚合物溶液具有 粘弹流体的特性。
在亲水岩心中,具有粘弹性的聚合物溶液可以 驱动盲端中的可动残余油。
1-剩余油；2-淡水；3-聚合物驱
2溶020液/8/1；4-水
HPAM的盐敏效应
W(NaCl):1-0;2-0.01%;3-0.1%;40.5%;5-10%
第三节 阻力系数与残余阻力系数
一、阻力系数 阻力系数是指水的流度对聚合物溶液流度的比值，即
FR
w p
kw
w
kp
p
式中，FR——阻力系数； kw——水通过岩心时的有效渗透率； kp——聚合物溶液通过岩心时的有效渗透率； μw——水通过岩心时的粘度； μp——聚合物溶液通过岩心时的粘度。
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
因此聚合物可以大幅度的提高非均 质性较严重的油层的采收率。一般来 说，聚合物驱比水驱提高采收率 6%~13%。
2020/8/1
聚合物的盐敏效应是指对聚合物溶液粘度产生特殊影响
的效应。HPAM的盐敏效应是由于HPAM周围由羧基与
钠离子所形成的扩散双电层受到盐的压缩作用所引起的。
盐加入前，HPAM的扩散双电层使链段带负电而互相排
斥，HPAM分子形成松散的无规线团，因而对水有很好
聚合 物溶 液的
的稠化能力；盐加入后，盐对扩散双电层的压缩作用， 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。
前后
需注
入淡
水段
塞
（盐
敏作
图4-7 聚合物驱段塞图
用）
阻力系数反映了聚合物降低驱动介质流度的能力，它的数值总 大于1。
水的流度对聚合物溶液流度的比值。反映了聚合 2020/8/物1 降低驱动介质流度的能力。其值大于1。
二、残余阻力系数
残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐 水渗透率比值，即
FRR
K wi K wn
式中，FRR——残余阻力系数； kwi——聚合物溶液通过岩心前的盐水渗透率； kwn——聚合物溶液通过岩心后的盐水渗透率
提高原油采收率原理EOR第四章聚合 物驱
第一节 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。
2பைடு நூலகம்20/8/1
第一节 聚合物驱的概念
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。
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
图4-5 聚合物分子在吼道外的捕集
聚合物分子可通过架桥而滞留在喉道处－降
2020/8/1
低KrW
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
目前普遍认为聚合物驱只是通过增加注 入水的粘度，改善水油流度比，扩大注 入水在油层中的波及体积提高原油采收 率。但是研究发现聚合物驱也可以通过 提高洗油效率来提高采收率。
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
二、降低渗透率机理
聚合物可通过减小水的有效渗透率，降低水油流度 比，从而提高波及系数。聚合物之所以能减小水的有 效渗透率，主要由于它可在岩石孔隙结构中产生滞留。 聚合物在岩石孔隙结构中有两种滞留形式： （1）吸附 吸附是指聚合物分子通过色散力、氢键或其他作用力 在岩石表面所产生的浓集。 （2）捕集 聚合物分子在水中所形成的无规线团的半径虽小于喉 道的半径，但是它们可通过架桥而滞留在喉道外。这 种滞2020留/8/1叫捕集。
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。
2020/8/1
第四章 聚合物驱
第二节 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
2020/8/1
聚合物驱有更高的平面波及效率－提高了采收率
图4-3 水驱与聚合物驱的平面波及效率
降低了水油的流度比－提高了波及系数－提高了采
2020/8/1
收率
降低了水油的流度比－有更高的纵向波及效 率－提高了采收率
图4-4 水驱与聚合物驱的纵向波及效率 K2>k3>k1
降低了水油的流度比－提高了波及系数－提
缠绕+亲水集团的溶剂化+离子型聚合物的解离
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
2020/8/1
高了采收率
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
图4-6 聚合物驱时水在层间的窜流效应
聚合物溶液在低K层的流度λ小于在高K层中的
λ，故在随后的水驱中，水可在高、低K层之间
2020/8/1
窜流，提高了水的波及系数。
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
一、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：
具有相同粘性的牛顿流体和粘弹流体的最终采 收率不同，水驱后再聚合物驱替的最终采收率 高于水驱后再甘油驱替的最终采收率,粘弹流 体的驱油效率高于粘性流体.
粘弹性聚合物溶液均会降低各类水驱残余油量 ,残余油是被聚合物溶液携带出来的,而不是推 出来的。粘弹性越大,携带出的残余油量越多, 驱替效率越高。
2020/8/1
聚合物溶液提高驱油效率的原因是聚合物溶液是 粘弹性流体，弹性又具有很多不同的表现形式 l有后面的液体可以推前面的液体，同时还有拉 动侧面及其后面液体的作用，这是因为溶液中长 链聚合物分子是相互缠绕的，一个分子要动，前 后左右的分子都得动（整体移动），即可产生 “海绵胀缩现象” l有法向力，主要反映流体拉动侧面液体的力 l有拉伸粘度和拉伸力，可以抽丝，主要反映前 面的液体拉动后面液体的力
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
2020/8/1
夏慧芬，石油学报，2006
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
2020/8/1
夏慧芬，石油学报，2006
根据流变性实验证明驱油用的聚合物溶液具有 粘弹流体的特性。
在亲水岩心中,具有粘弹性的聚合物溶液可以 驱动盲端中的可动残余油。
1-剩余油；2-淡水；3-聚合物驱
2溶020液/8/1；4-水
HPAM的盐敏效应
W(NaCl):1-0;2-0.01%;3-0.1%;40.5%;5-10%
第三节 阻力系数与残余阻力系数
一、阻力系数 阻力系数是指水的流度对聚合物溶液流度的比值，即
FR
w p
kw
w
kp
p
式中，FR——阻力系数； kw——水通过岩心时的有效渗透率； kp——聚合物溶液通过岩心时的有效渗透率； μw——水通过岩心时的粘度； μp——聚合物溶液通过岩心时的粘度。
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
因此聚合物可以大幅度的提高非均 质性较严重的油层的采收率。一般来 说，聚合物驱比水驱提高采收率 6%~13%。
2020/8/1
聚合物的盐敏效应是指对聚合物溶液粘度产生特殊影响
的效应。HPAM的盐敏效应是由于HPAM周围由羧基与
钠离子所形成的扩散双电层受到盐的压缩作用所引起的。
盐加入前，HPAM的扩散双电层使链段带负电而互相排
斥，HPAM分子形成松散的无规线团，因而对水有很好
聚合 物溶 液的
的稠化能力；盐加入后，盐对扩散双电层的压缩作用， 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。
前后
需注
入淡
水段
塞
（盐
敏作
图4-7 聚合物驱段塞图
用）
阻力系数反映了聚合物降低驱动介质流度的能力，它的数值总 大于1。
水的流度对聚合物溶液流度的比值。反映了聚合 2020/8/物1 降低驱动介质流度的能力。其值大于1。
二、残余阻力系数
残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐 水渗透率比值，即
FRR
K wi K wn
式中，FRR——残余阻力系数； kwi——聚合物溶液通过岩心前的盐水渗透率； kwn——聚合物溶液通过岩心后的盐水渗透率
提高原油采收率原理EOR第四章聚合 物驱
第一节 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。
2பைடு நூலகம்20/8/1
第一节 聚合物驱的概念
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。
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
图4-5 聚合物分子在吼道外的捕集
聚合物分子可通过架桥而滞留在喉道处－降
2020/8/1
低KrW
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
目前普遍认为聚合物驱只是通过增加注 入水的粘度，改善水油流度比，扩大注 入水在油层中的波及体积提高原油采收 率。但是研究发现聚合物驱也可以通过 提高洗油效率来提高采收率。
2020/8/1
第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理
二、降低渗透率机理
聚合物可通过减小水的有效渗透率，降低水油流度 比，从而提高波及系数。聚合物之所以能减小水的有 效渗透率，主要由于它可在岩石孔隙结构中产生滞留。 聚合物在岩石孔隙结构中有两种滞留形式： （1）吸附 吸附是指聚合物分子通过色散力、氢键或其他作用力 在岩石表面所产生的浓集。 （2）捕集 聚合物分子在水中所形成的无规线团的半径虽小于喉 道的半径，但是它们可通过架桥而滞留在喉道外。这 种滞2020留/8/1叫捕集。
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。
2020/8/1
第四章 聚合物驱
第二节 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
2020/8/1
聚合物驱有更高的平面波及效率－提高了采收率
图4-3 水驱与聚合物驱的平面波及效率
降低了水油的流度比－提高了波及系数－提高了采
2020/8/1
收率
降低了水油的流度比－有更高的纵向波及效 率－提高了采收率
图4-4 水驱与聚合物驱的纵向波及效率 K2>k3>k1
降低了水油的流度比－提高了波及系数－提