提高原油采收率原理第四章聚合物驅(qū)

提高原油采收率原理第四章聚合物驅(qū)第一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

聚合物驅(qū)以聚合物溶液為驅(qū)油劑的驅(qū)油法。也稱為：聚合物溶液驅(qū)聚合物強(qiáng)化水驅(qū)稠化水驅(qū)增粘水驅(qū)第一節(jié)聚合物驅(qū)的概念獨(dú)立的驅(qū)油方法(時(shí)機(jī))輔助的驅(qū)油方法(流度)第二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六聚合物溶液的前后需注入淡水段塞(鹽敏作用)圖4-1聚合物驅(qū)段塞圖1-剩余油；2-淡水；3-聚合物驅(qū)溶液；4-水第三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六基本原理:增大水的粘度——降低了水的流度——減小水油流度比——抑制水的指進(jìn)——提高波及系數(shù)——提高原油采收率圖4-2水驅(qū)與聚合物驅(qū)的相對滲透率曲線第二節(jié)為什么聚合物驅(qū)可提高采收率第四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六降低了水油的流度比－提高了波及系數(shù)－提高了采收率聚合物驅(qū)有更高的平面波及效率－提高原油采收率圖4-2水驅(qū)與聚合物驅(qū)的平面波及效率第五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六降低了水油的流度比－提高了波及系數(shù)－提高了采收率降低了水油的流度比－有更高的縱向波及效率－提高了采收率圖4-3水驅(qū)與聚合物驅(qū)的縱向波及效率K2>k3>k1第六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六聚合物溶液在低K層的流度λ小于在高K層中的λ，故在隨后的水驅(qū)中，水可在高、低K層之間竄流，提高了水的波及系數(shù)。圖4-6聚合物驅(qū)時(shí)水在層間的竄流效應(yīng)第七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六一、增粘機(jī)理纏繞+親水集團(tuán)的溶劑化+離子型聚合物的解離

聚合物可通過增加水的粘度，降低水油流度比，從而提高波及系數(shù)。聚合物之所以能增加水的粘度，主要由于：

※水中聚合物分子互相糾纏形成結(jié)構(gòu)；

※聚合物鏈節(jié)中親水基團(tuán)在水中溶劑化；

※若為離子型聚合物測其在水中解離，產(chǎn)生許多帶電符號相同的鏈節(jié)，使聚合物分子在水中所形成的無規(guī)線團(tuán)更松散，因而有更好的增粘能力。第八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六二、降低滲透率機(jī)理吸附和捕集－減小水的KrW－降低MWO－提高EV

聚合物可通過減小水的有效滲透率，降低水油流度比，從而提高波及系數(shù)。聚合物之所以能減小水的有效滲透率，主要由于它可在巖石孔隙結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生滯留。

（1）吸附

吸附是指聚合物分子通過色散力、氫鍵或其他作用力在巖石表面所產(chǎn)生的濃集。（2）捕集

聚合物分子在水中所形成的無規(guī)線團(tuán)的半徑雖小于喉道的半徑，但是它們可通過架橋而滯留在喉道外。這種滯留叫捕集。L第九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六聚合物分子可通過架橋而滯留在喉道處－降低KrW圖4-3聚合物分子在吼道外的捕集第十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六粘彈性體系的微觀驅(qū)油機(jī)理☆驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油☆驅(qū)替孔隙壁面油膜補(bǔ)充第十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油必要條件：驅(qū)油劑到達(dá)殘余油所在的位置驅(qū)油劑在微孔隙中的流動(dòng)特性驅(qū)油劑的流變性第十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六微觀死油區(qū)——孔隙盲端驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六微觀死油區(qū)——擴(kuò)/縮凹角驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六孔隙盲端、喉道殘余油驅(qū)替模型孔隙擴(kuò)/縮凹角殘余油驅(qū)替模型粘彈性流動(dòng)驅(qū)替機(jī)理水驅(qū)條件下滯留區(qū)內(nèi)的殘余油被粘彈渦攜帶至主流區(qū)，成為可驅(qū)動(dòng)油。第十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六——取決于流體在盲端、孔喉中的流動(dòng)特性(a)Re=5×10-5

We=0(b)Re=5×10-5

We=0.35孔隙盲端中的流場（數(shù)值計(jì)算結(jié)果）驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六孔隙盲端中的流場（Cochrane實(shí)驗(yàn)結(jié)果,1981）

(a)Re=3,We=0

(b)Re=3,We=0.38

(c)Re=6,We=0

(d)Re=6,We=0.75——取決于流體在盲端、孔喉中的流動(dòng)特性驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

與純粘流體相比，粘彈性流體在孔隙中的流場具有向孔隙盲端、孔喉滯留區(qū)深部發(fā)展的趨勢，因而具備了驅(qū)替這些滯留區(qū)內(nèi)殘余油的必要條件。驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六(a)黃原膠溶液（We=0.052）(b)HPAM溶液（We=0.26）同濃度的兩種聚合物啟動(dòng)盲端殘余油的情況第十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

Polymer提高驅(qū)油效率主要是通過吸附作用、粘滯作用和增加驅(qū)動(dòng)壓差來實(shí)現(xiàn)的；擴(kuò)大波及體積主要是通過繞流作用和調(diào)剖作用來實(shí)現(xiàn)的。（1）吸附作用：聚合物可以大量的吸附在巖石的孔壁上，降低了水相的流動(dòng)阻力，而對油相并無多大影響，在相同的含油飽和度下，油相的相對滲透率比水驅(qū)時(shí)有所提高，使得部分殘余油重新流動(dòng)，被驅(qū)替出來。（2）粘滯作用：聚合物的粘彈性加強(qiáng)了水相對殘余油的粘滯作用，在聚合物溶液的攜帶下，殘余油會(huì)重新流動(dòng)，從而被夾帶而出。第二十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（3）增加驅(qū)動(dòng)壓差：提高了巖石內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)壓差，使的注入液可以克服小孔道產(chǎn)生的毛細(xì)管壓力，進(jìn)入細(xì)小的孔道中，從而把原油驅(qū)替出來。（4）繞流作用：聚合物進(jìn)入高滲透層后，增加了水相的滲透阻力，產(chǎn)生了由高滲透層指向低透層的壓差，使的注入液發(fā)生繞流，進(jìn)入到中、低滲透層中，擴(kuò)大了水驅(qū)的波及體積，提高了原油的采收率。（5）調(diào)剖作用：聚合物的注入可以改善水油的流度比，控制了注入液在高滲透層的前進(jìn)速度，減少了指進(jìn)，使的注入液在高、低滲透層中以較均勻的速度向前推進(jìn)，改善了非均質(zhì)層中的吸水剖面，提高了注入液的波及體積和驅(qū)油效率。第二十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)阻力系數(shù)與殘余阻力系數(shù)水的流度對聚合物溶液流度的比值。反映了聚合物降低驅(qū)動(dòng)介質(zhì)流度的能力。其值大于1。一、阻力系數(shù)

--水的流度對聚合物溶液流度的比值，即

阻力系數(shù)反映了聚合物降低驅(qū)動(dòng)介質(zhì)流度的能力，它的數(shù)值總大于1。第二十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六二、殘余阻力系數(shù)聚合物溶液通過巖心前后的鹽水滲透率的比值。反映了聚合物降低孔隙介質(zhì)滲透率的能力。其值大于1。

殘余阻力系數(shù)是指聚合物溶液通過巖心前后的鹽水滲透率比指，即

殘余阻力系數(shù)反映了聚合物降低孔隙介質(zhì)滲透率的能力，它的數(shù)值總大于1。第二十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六阻力系數(shù)總是大于殘余阻力系數(shù)表4-1聚合物的阻力系數(shù)表4-2聚合物的殘余阻力系數(shù)第二十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

阻力系數(shù)-與增粘作用和降低滲透率有關(guān)；殘余阻力系數(shù)-只與減低滲透率有關(guān)。

阻力系數(shù)總大于殘余阻力系數(shù)，這是由于阻力系數(shù)既與聚合物的增粘作用有關(guān)，也與聚合物通過滯留而使孔隙介質(zhì)降低滲透率有關(guān)，而殘余阻力系數(shù)則只與聚合物通過滯留而使孔隙介質(zhì)降低滲透率有關(guān)。第二十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六篩網(wǎng)系數(shù)：

一定體積的聚合物溶液通過篩網(wǎng)的流出時(shí)間與同體積的溶劑在相同條件下流出時(shí)間的比值。是評價(jià)聚合物溶液性質(zhì)的一個(gè)簡單實(shí)用的指標(biāo)。與阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)都有很好的對應(yīng)關(guān)系。圖4-7篩網(wǎng)系數(shù)測定裝置圖4-8篩網(wǎng)系數(shù)與阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系第二十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)聚合物驅(qū)用聚合物

聚合物驅(qū)用的聚合物應(yīng)滿足下列條件，即水溶性好、稠化能力強(qiáng)、對熱穩(wěn)定、對剪切穩(wěn)定、對化學(xué)因素穩(wěn)定、對生物作用穩(wěn)定、滯留量低、來源廣、便宜等。HPAM（部分水解聚丙烯酰胺）XG（黃胞膠）第二十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六驅(qū)油用HPAM具有以下基本特征（1）高分子量：一般驅(qū)油用HPAM的分子量為1千萬到幾千萬；（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）幾何結(jié)構(gòu)多樣化：聚合物的幾何結(jié)構(gòu)有線型、支型和體型三種形態(tài)；（4）物化性能穩(wěn)定：HPAM具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和特殊的物理性能，以滿足驅(qū)油的要求。第二十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六相對分子量：100-2000萬；水解度：1-45%；濃度：25-2000mg/L;注入量：0.25-0.60PV。一、HPAMHPAM的分子式為HPAM溶液有下列重要性質(zhì)：（1)粘度（2）滲流性質(zhì)（3）穩(wěn)定性（4）滯留第二十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（1）HPAM溶液的粘度粘度的影響因素：分子量；水解度；濃度；溫度；剪切速率；水礦化度；pH值等。第三十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六濃度一般800-2000mg/L;溫度一般不高于90℃。圖4-10質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溫度對HPAM溶液粘度的影響1-2℃；2-25℃；3-40℃第三十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六水解度一般選擇20-30%圖4-11水解度對HPAM溶液粘度的影響第三十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六pH值一般9左右（8-11）第三十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（2）HPAM的滲流性質(zhì)HPAM溶液在孔隙介質(zhì)中的流變曲線分為5個(gè)區(qū)圖4-13HPAM溶液在孔隙介質(zhì)中的流變曲線第三十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六實(shí)測的HPAM溶液在巖心中滲流的流變曲線（3個(gè)區(qū)：假塑性區(qū)、極限剪切區(qū)、脹流區(qū)）圖4-14一種HPAM溶液在巖心中實(shí)測的流變曲線第三十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六在孔隙介質(zhì)中HPAM溶液的滲流存在脹流區(qū)：垂直方向受到壓縮-剪切流動(dòng)；水平方向受到拉伸-拉伸流動(dòng)。式中，Δp——產(chǎn)生兩種流動(dòng)的總壓差；

Δp剪切——剪切流動(dòng)產(chǎn)生的壓差；

Δp拉伸——拉伸流動(dòng)產(chǎn)生的壓差。

在剪切流動(dòng)和拉伸流動(dòng)都存在的條件下，外力消耗于克服這兩種流動(dòng)產(chǎn)生的阻力，即Δp=Δp剪切+Δp拉伸第三十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六聚合物分子的松弛時(shí)間流動(dòng)速率（剪切速率）很小時(shí)，流動(dòng)壓差只消耗于剪切流動(dòng)；在流動(dòng)速率很大時(shí)，流動(dòng)壓差則主要消耗于拉伸運(yùn)動(dòng)（△P隨v以平方的速度增加）。因此，剪切速率超過一定數(shù)值時(shí)，流變曲線上就出現(xiàn)了脹流區(qū)。第三十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六先通鹽水：再通聚合物溶液：由于注入速度恒定，幾何形狀不變，故對鹽水的有效孔隙度大于對聚合物溶液的有效孔隙度，說明存在著HPAM溶液不可進(jìn)入的孔隙。試驗(yàn)證實(shí)，第三十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六地層中的不可入孔隙為原生水所飽和時(shí)：減少了HPAM的滯留，縮短HPAM的排驅(qū)時(shí)間，減少原生水對HPAM的稀釋和離子作用。對聚合物驅(qū)提高驅(qū)油效果是有利的。若地層中的不可入孔隙為原油所飽和時(shí)：則會(huì)影響驅(qū)油的效果，是不利的。第三十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（3）HPAM的穩(wěn)定性

有4種穩(wěn)定性，即熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性。

HPAM對熱比較穩(wěn)定，在低于93℃條件下，可長期穩(wěn)定存在，但在氧含量、鹽含量和pH值增加時(shí)，熱穩(wěn)定性降低。

HPAM易因剪切而降解，當(dāng)HPAM溶液通過閘門、流量計(jì)孔板和低滲透地層時(shí)，都會(huì)引起HPAM的降解。

HPAM在過渡金屬離子（如鐵離子）、氧或氧化劑存在時(shí)產(chǎn)生化學(xué)降解，并在高溫，高含鹽和老化時(shí)降解加劇。

HPAM有較好的生物穩(wěn)定性。雖然油田有使HPAM降解的細(xì)菌存在，但對HPAM的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。熱穩(wěn)定性；剪切穩(wěn)定性；化學(xué)穩(wěn)定性；生物穩(wěn)定性。第四十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（4）HPAM的滯留

在蒙脫石界面上的吸附量大于在伊利石和高嶺石界面的吸附量（蒙脫石有易于膨脹和分散的片狀結(jié)構(gòu)）表4-3HPAM在粘土礦物界面上的吸附量礦物吸附量/（mg.g-1）蒙脫石27.8伊利石4.1高嶺石1.6第四十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（4）HPAM的滯留聚四氟乙烯巖心的滲透率×103μm2HPAM的質(zhì)量濃度/（mg.L-1）鹽水沖洗后的捕集量/（μg.g-1）869910.8518710.8748921.2035001004.501457.5020010.5050016.90滲透率↓→捕集量↑第四十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六在碳酸鈣界面上的吸附量大于在二氧化硅表面上的吸附量（鈣正離子與羧酸根負(fù)離子的作用）圖4-15HPAM在固體界面上的吸附1-二氧化硅；2-碳酸鈣；3-碳酸鈣（溶液中加入Ca2+400mg.L-1)第四十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六隨著鹽含量的增加在砂巖界面的吸附量增加（壓縮雙電層，電性排斥減?。﹫D4-16HPAM在二氧化硅界面上的吸附量與溶液中鹽含量的關(guān)系第四十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六吸附量隨濃度和水解度而變化圖4-17HPAM的質(zhì)量濃度和水解度對吸附量的影響第四十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六二、XG（黃胞膠）生物聚合物，分子量1300-1500萬，使用濃度100-2000mg/L，注入量0.01-0.25PV。由黃單胞菌屬細(xì)菌將碳水化合物發(fā)酵制得。XG有下列重要性質(zhì)（1）粘度（2）滲流性質(zhì)（3）穩(wěn)定性（4）滯留第四十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六XG溶液的粘度隨溫度的升高變化不大（稍有減?。﹫D4-18溫度對不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的XG溶液粘度的影響第四十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六XG溶液的粘度隨鹽含量增大變化不大（稍有升高或減?。﹫D4-19鹽含量對不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的XG溶液粘度的影響第四十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六XG溶液的粘度隨pH值變化不大（先升高后降低）由于XG分子的長支鏈的剛性結(jié)構(gòu)，使得其溶液粘度隨溫度、鹽含量和pH值的變化不大。圖4-20pH值w（XG）100×10-2溶液粘度的影響第四十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（2）XG的滲流性質(zhì)：XG分子長支鏈阻礙它采取卷曲的構(gòu)象，因此沒有HPAM分子的柔順性，故其水溶液在滲流的高速區(qū)不存在脹流區(qū)。但也在多孔介質(zhì)中存在不可入孔隙。圖4-21XG溶液在孔隙介質(zhì)中的流變曲線第五十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（3）XG的穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性差（71℃）；生物穩(wěn)定性差（24小時(shí)，需加醛類殺菌劑）；剪切穩(wěn)定性好（支鏈）。

與HPAM相比，XG的熱穩(wěn)定性差。溶液中的XG在溫度超過71℃時(shí)即產(chǎn)生降解。與HPAM相比，XG的生物穩(wěn)定性差。配好的溶液若超過24h不使用時(shí)，就必領(lǐng)加入殺菌劑（通常用甲醛或戊二醛，但不能用季銨鹽）。與HPAM相比，XG的剪切穩(wěn)定性好。W(XG)為0.01的溶液在剪切速率為4.6×l04S-1下剪切1小時(shí)，粘度沒有發(fā)生明顯變化。根據(jù)XG結(jié)構(gòu)的啟示，人們正在研究通過接枝的方法，增加聚合物的支鏈數(shù)和（或）支鏈的長度，提高聚合物的剪切穩(wěn)定性。使HPAM不穩(wěn)定的四種化學(xué)因素，同樣影響XG。第五十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（4）XG的滯留在地層的滯留量較小表4-5聚合物在地層的滯留量聚合物滯留量/（t.km-2.m-1）w(NaCl)=1×10-3w(NaCl)=2×10-2HPAMDowPusher50023.946.1BetzHiVis25.147.9Cyanamide960s37.957.1XGKelcoXanflood17.727.6Pfizer103515.116.9AbbortXanthanBroth13.328.4第五十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六HPAM與XG基本性能的全面比較一般常用HPAM表4-6HPAM與XG的全面比較對比項(xiàng)目HPAMXG對比項(xiàng)目HPAMXG價(jià)格低高生物穩(wěn)定性高（好）低（不好）溫度93℃71℃耐鹽能力低（不好）高（好）稠化能力較高（較好）高（好）堵塞傾向低（好）高（不好）剪切穩(wěn)定性低（不好）高（好）在地層中滯留量高（不好）低（好）第五十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六第五節(jié)適合聚合物驅(qū)油田的篩選標(biāo)準(zhǔn)表4-7適合聚合物驅(qū)油田的篩選標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要求原油密度/（g.cm-3）<0.966粘度/（mPa.s）<150成分不限水礦化度（mg.L-1）<4×104Ca2+、Mg2+含量/（mg.L-1）<500油藏含油飽和度/Vp>0.50厚度/m不限滲透率×103/

μm2>10埋深/m<2740溫度/℃<93(HPAM),<71(XG)巖性砂巖、灰?guī)r第五十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六1、篩選標(biāo)準(zhǔn)

（1）原油：稀油，密度＜0.966,粘度＜150mPa.s;

（2）水質(zhì):

礦化度＜40000mg/L，鈣鎂離子含量＜500mg/L；最好不含三價(jià)的金屬離子；

（3）油藏：溫度＜93℃（最好＜70℃），深度＜2740m，油田正裝，油層較厚，油水井對應(yīng)關(guān)系較好，尚有增產(chǎn)潛力的油藏。第五十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六第六節(jié)聚合物驅(qū)存在的問題與進(jìn)展（1）聚合物存在的問題

聚合物溶液配制過程，必須有一定的熟化時(shí)間（6～8h）。

聚合物主要損耗于降解和滯留。聚合物驅(qū)不能用于過深的地層。為了減少聚合物的剪切降解，可選用適當(dāng)?shù)谋茫ㄈ缰玫龋┗虮煤蠡旌?，不要使用離心泵。第五十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

為了防止氧化降解，可用除氧劑（如Na2SO3、NaHSO3、CH2O等）處理配制用水。要注意除氧劑必須使用在聚合物加入之前。

對易發(fā)生生物降解的聚合物（如XG），應(yīng)在聚合物溶液中加入配伍的殺菌劑。聚合物（特別是XG）中的機(jī)械雜質(zhì)和微膠可堵塞地層，影響驅(qū)油劑的注入。第五十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（2）地層存在的問題

低滲透地層不宜進(jìn)行聚合物驅(qū)，因地層中聚合物不可入孔隙的體積太大，聚合物溶液波及的體積太小，加上注入速度太低，方案實(shí)施的時(shí)間太長，而且井眼周圍出現(xiàn)的高剪切會(huì)使聚合物大量降解。因此聚合物驅(qū)要求地層滲透率大于10×10-3μm2。

地層水礦化度太高的地層應(yīng)在聚合物驅(qū)前用淡水進(jìn)行預(yù)沖洗，以減小鹽對聚合物的不利影響。有漏失段的地層不宜進(jìn)行聚合物驅(qū)。對漏失段，可用交聯(lián)聚合物降低它的滲透性，即聚合物驅(qū)前地層的注入剖面應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。第五十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（3）聚合物驅(qū)的進(jìn)展①抗溫抗鹽聚合物的研制開發(fā)；②交聯(lián)聚合物驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用；③注聚設(shè)備及工藝參數(shù)的優(yōu)化；④聚合物調(diào)剖驅(qū)油一體化技術(shù)；⑤地層殘余聚合物的綜合利用；⑥聚合物溶液粘度穩(wěn)定性研究；⑦聚合物驅(qū)后續(xù)增產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)；⑧聚合物采出污水的綜合處理。第四章聚合物驅(qū)第五十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六P+N加合體系P+脹體P+堿+表活劑P改性P+泡沫劑溶脹體系強(qiáng)化泡沫P+交聯(lián)劑交聯(lián)體系復(fù)合驅(qū)新型聚合物聚合物驅(qū)油技術(shù)的改善第六十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六開發(fā)新型或改性的聚合物兩性聚合物的研制耐溫耐鹽單體的研制疏水締合聚合物的研制多元組合聚合物的研制梳型聚合物的研制共混聚合物

第六十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六(1)兩性聚合物兩性聚合物是在聚合物分子鏈上同時(shí)引入陽離子和陰離子基團(tuán)。在淡水中由于聚合物分子內(nèi)的陰、陽離子基團(tuán)相互吸引，致使聚合物分子發(fā)生卷曲。在鹽水中，由于鹽水對聚合物分子內(nèi)的陰、陽離子的基團(tuán)相互吸引力的削弱或屏蔽，致使聚合物分子比淡水中更舒展，宏觀上表現(xiàn)為在鹽水中聚合物的粘度升高或粘度下降幅度小。但由于發(fā)生分子內(nèi)陰、陽離子基團(tuán)的內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)，溶解性能較差，而且，油田三次采油用聚合物要求增粘能力較強(qiáng)，只有丙烯酰胺單體參與共聚，才能達(dá)到此目的，且比較經(jīng)濟(jì)。含丙烯酰胺的兩性聚合物溶液隨著老化時(shí)間延長，陰離子度（水解度）不斷增大，分子鏈上正負(fù)電荷基團(tuán)數(shù)目出現(xiàn)不相等，分子鏈的卷曲程度隨礦化度的增大而增大，溶液粘度大大下降，抗鹽性能逐步消失。更值得重視的是，兩性聚合物的陽離子基團(tuán)會(huì)造成聚合物在地層中的吸附量大幅度增加，聚合物大量吸附在近井地帶，嚴(yán)重影響驅(qū)油效率，增加三次采油成本，可見，兩性聚合物的抗溫抗鹽是有條件的，并不是適用于所有油田。第六十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六(2)耐溫耐鹽共聚物耐溫耐鹽單體共聚物的研制的主導(dǎo)思想是研制與鈣、鎂離子不產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，在高溫下水解緩慢或不發(fā)生水解反應(yīng)的單體，如2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸鈉（Na－AMPS）,N－乙烯吡咯烷酮（N-VP），3－丙烯酰胺基－3－甲基丁酸鈉（Na－AMB），N－乙烯酰胺（N-VAM）等，將一種或多種耐溫耐鹽單體與丙烯酰胺共聚，得到的聚合物在高溫高鹽條件下的水解將受到限制，不會(huì)出現(xiàn)與鈣、鎂離子發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)沉淀的現(xiàn)象，從而達(dá)到耐溫耐鹽的目的。這類聚合物能夠真正做到長期耐溫抗鹽，但按現(xiàn)在的生產(chǎn)條件得到的耐溫抗鹽單體成本太高，大規(guī)模用于三次采油在經(jīng)濟(jì)效益上難以保證，還必須進(jìn)行大量的攻關(guān)研究，降低耐溫耐鹽單體的生產(chǎn)成本，提高單體的聚合活性。第六十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六(3)疏水締合聚合物疏水締合聚合物是指在聚合物親水性大分子鏈上有少量疏水基團(tuán)的水溶性聚合物，其溶液特性與一般溶液大相徑庭。在水溶液中，此類聚合物的疏水基團(tuán)由于疏水作用而發(fā)生聚集，使大分子鏈產(chǎn)生分子內(nèi)和分子間締合。在稀溶液中大分子主要是以分子內(nèi)締合的形式存在，使大分子鏈發(fā)生卷曲，流體力學(xué)體積減小，特性粘度降低。當(dāng)聚合物濃度高于某一臨界濃度后，大分子鏈通過疏水締合聚集，形成分子間締合為主的超分子結(jié)構(gòu)－動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，流體力學(xué)體積增大，溶液粘度大幅度增高。小分子電介質(zhì)的加入和升高溫度均可增加溶劑的極性，使疏水締合作用增強(qiáng)。在高剪切作用下，疏水締合形成的動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被破壞，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子鏈間的物理交聯(lián)重新生成，粘度又將恢復(fù)，不發(fā)生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下的不可逆機(jī)械降解。綜合考慮以上三類聚合物的特性，設(shè)計(jì)聚合物的分子使其同時(shí)具有以上兩類或三類聚合物的特性，即將陽離子單體、陰離子單體、耐溫耐鹽單體、疏水單體、陽離子疏水單體分別進(jìn)行組合共聚。這是目前國內(nèi)外最熱門的研究課題。這類聚合物比上述單一的兩性聚合物、耐溫抗鹽單體共聚物、疏水締合聚合物具有優(yōu)良而獨(dú)特的性能，應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步的拓寬，但在耐溫抗鹽機(jī)理上仍不能克服兩性聚合物、耐溫抗鹽單體共聚物、疏水締合聚合物存在的問題，目前還不能達(dá)到油田三次采油的要求。第六十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六(4)梳型聚合物梳型聚合物的研制思路是在高分子的側(cè)鏈同時(shí)帶親油基團(tuán)和親水基團(tuán)，由于親油基團(tuán)和親水基團(tuán)的相互排斥，使得分子內(nèi)和分子間的卷曲纏結(jié)減少，高分子鏈在水溶液中排列成梳子形狀。經(jīng)過大量的試驗(yàn)表明此聚合物在鹽水中的增稠能力比目前國內(nèi)外的超高分子量聚丙烯酰胺在鹽水中的增稠能力提高50％以上，溶解性與過濾因子均達(dá)到油田三次采油用聚合物的要求。第六十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六（5）驅(qū)油聚合物交聯(lián)技術(shù)關(guān)于交聯(lián)聚合物技術(shù)的研究，主要集中在交聯(lián)劑的研究上。交聯(lián)劑一類是能與水溶性聚合物分子中酰胺基團(tuán)作用的有機(jī)類交聯(lián)劑；另一類是能與聚合物分子中羧酸基團(tuán)作用的過渡金屬有機(jī)交聯(lián)劑。常用的有機(jī)類交聯(lián)劑有酚醛樹脂、蜜胺樹脂、糠醛樹脂、脲醛樹脂等。最常用的有機(jī)交聯(lián)劑是苯酚/甲醛的酚醛樹脂。過渡金屬有機(jī)交聯(lián)劑主要有兩部分組成：一是高價(jià)金屬離子：如鋁離子、鐵離子、鉻離子、鋯離子、鈦離子等；二是鰲合劑：乙酸根、丙酸根、丙二酸根、乳酸根、葡萄糖酸、甘醇酸、檸檬酸根、水楊酸根等有機(jī)酸根。其中，有機(jī)鉻和有機(jī)鋁交聯(lián)劑得到了應(yīng)用。目前交聯(lián)劑的趨勢由單一的有機(jī)交聯(lián)劑和含有多價(jià)金屬離子的交聯(lián)劑，轉(zhuǎn)向復(fù)合型交聯(lián)劑的使用。有人已經(jīng)采用有機(jī)交聯(lián)劑之間的復(fù)合，過渡金屬交聯(lián)劑之間的復(fù)合以及有機(jī)交聯(lián)劑和過渡金屬交聯(lián)劑之間的復(fù)合。第六十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

減少聚合物溶液粘度損失的研究交聯(lián)劑技術(shù)工藝參數(shù)優(yōu)化水質(zhì)改性處理減少聚合物溶液粘度研究第六十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

（1）新型抗溫抗鹽聚合物大部分處在室內(nèi)研究階段，且成本高，尚未大面積推廣應(yīng)用；（2）工藝設(shè)備及工藝參數(shù)的優(yōu)化投資較大，有局限性，且效果有限；（3）污水改性處理技術(shù)一是可以節(jié)約大量的清水；二是可以減少采油污水的處理費(fèi)用，減少對環(huán)境的污染；三是可以避免清污水混合不配伍而造成的不良影響等。

對于淡水資源較貧乏的勝利油田來說，污水改性處理技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

整體現(xiàn)狀及趨勢第六十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

考慮以下條件：

油藏溫度、深度、類型地層水礦化度非均質(zhì)變異系數(shù)油水流度比可動(dòng)油飽和度其它限制條件（是否進(jìn)入氣頂；是否存在滲透率極高的賊層、水道或裂縫)第七節(jié)聚合物驅(qū)的室內(nèi)評價(jià)與設(shè)計(jì)一、油藏篩選第六十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

聚合物驅(qū)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的主要目的一是篩選適合于油藏的聚合物，二是進(jìn)行聚合物驅(qū)的敏感性分析，三是為聚合物數(shù)模提供必要的輸入?yún)?shù)。

聚合物驅(qū)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容包括：聚合物配伍性（篩選實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)、巖心實(shí)驗(yàn)和驅(qū)油實(shí)驗(yàn)三項(xiàng)內(nèi)容。二、室內(nèi)評價(jià)第七十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六1聚合物的配伍性（篩選）實(shí)驗(yàn)

聚合物的商用指標(biāo)相對分子質(zhì)量、水解度、殘余單體含量、不溶物含量、溶解速度、粘度等。

聚合物的增粘性粘度-濃度關(guān)系曲線

機(jī)械穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

化學(xué)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)（老化實(shí)驗(yàn)）通過測定聚合物溶液長期在油藏條件下粘度保留值，確保篩選聚合物在驅(qū)替時(shí)間內(nèi)能夠保留其粘度。

聚合物溶液的過濾性目的在于檢測聚合物的質(zhì)量和聚合物的注入性能。第七十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六

測定聚合物驅(qū)數(shù)值模擬直接需要的參數(shù)。

內(nèi)容包括：（1）吸附（滯留）量；（2）不可入孔隙體積；（3）阻力系數(shù)與殘余阻力系數(shù)；（4）多孔介質(zhì)中的流變性；（5）聚合物擴(kuò)散系數(shù)與粘性指進(jìn)系數(shù)。2巖心流動(dòng)試驗(yàn)第七十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六3驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

目的在于分析影響驅(qū)油效果的敏感性分析，如聚合物分子量、段塞尺寸、濃度、不同段塞組合下驅(qū)油效果，以及聚合物驅(qū)油時(shí)機(jī)選擇等其他條件的限制。需要指出的是驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能代表油藏的實(shí)際效果，通常要把驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)合起來，才能獲得比較符合實(shí)際的結(jié)論。第七十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六1聚合物驅(qū)設(shè)計(jì)內(nèi)容和程序聚合物驅(qū)的設(shè)計(jì)涉及到油藏地質(zhì)、采油工程以及地面建設(shè)諸多方面，需要全面、系統(tǒng)、綜合地考慮各方面的因素，因此，在聚合物驅(qū)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是油藏工程師的工作范圍，主要手段是油藏?cái)?shù)值模擬。油藏?cái)?shù)值模擬在聚合物驅(qū)設(shè)計(jì)中起著決定性的作用。因?yàn)橐粋€(gè)油藏的聚合物驅(qū)實(shí)驗(yàn)只能進(jìn)行一次，而數(shù)值模擬可以對油藏進(jìn)行多次聚合物驅(qū)。通過數(shù)值模擬可以了解不同聚合物驅(qū)方案下的驅(qū)油效果，通過比較不同方案的結(jié)果，可以優(yōu)選出最佳的聚合物驅(qū)方案，為降低聚合物驅(qū)風(fēng)險(xiǎn)，提高聚合物驅(qū)的效果奠定基礎(chǔ)。

三、聚合物驅(qū)的設(shè)計(jì)第七十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六油藏地質(zhì)模型建立聚合物驅(qū)方案編制聚合物驅(qū)經(jīng)濟(jì)評價(jià)聚合物驅(qū)參數(shù)確定聚合物驅(qū)方案優(yōu)化聚合物驅(qū)現(xiàn)場實(shí)施地質(zhì)資料、開發(fā)動(dòng)態(tài)、示蹤劑數(shù)據(jù)及數(shù)值模擬技術(shù)流變性、阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)、IPV、吸附量注入?yún)?shù)和注入方式的優(yōu)化與選擇注入?yún)?shù)和注入方式、地面采油和集輸工程聚合物驅(qū)動(dòng)態(tài)和經(jīng)濟(jì)分析聚合物驅(qū)設(shè)計(jì)流程圖第七十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期六聚合物驅(qū)數(shù)值模擬