油田用聚合物驅(qū)油劑相關(guān)知識(shí)

油田用聚合物驅(qū)油劑相關(guān)知識(shí)第1頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

聚合物驅(qū)以聚合物水溶液為驅(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)●聚合物驅(qū)(PolymerFlooding)第2頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

聚合物是一大類(lèi)高分子物質(zhì)的總稱。用于提高原油采收率的聚合物，包括黃原膠(生物聚合物)、水解聚丙烯酰胺、丙烯酸與丙烯酰胺的共聚物、羥乙基纖維素、硬葡萄糖等。聚合物驅(qū)油以其成本低廉、能夠大幅度提高采油速度與開(kāi)采效益、注入工藝簡(jiǎn)單等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)而得到重視和應(yīng)用?！窬酆衔矧?qū)(PolymerFlooding)第3頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聚合物驅(qū)的主要機(jī)理：（1）提高注入水的粘度，降低油水粘度差，改善油水之間的流度比，減少驅(qū)替相在油層驅(qū)替過(guò)程中的指進(jìn)、舌進(jìn)等不利影響。（2）聚合物水溶液還可以降低水的滲透率，而對(duì)油的滲透率保持不變，這有利于降低含水，提高注入液的驅(qū)油效果。（3）聚合物溶液通過(guò)地層后，聚合物分子在巖石表面上適度吸附，對(duì)后繼的注入水形成一種殘余阻力，又可促使注入水改變流動(dòng)路線。提高注入水的波及體積，提高采收率，縮短開(kāi)發(fā)周期。

另外，有的研究者提出，聚合物溶液具有粘彈性，可在一定程度上提高驅(qū)油效率，這是聚合物溶液驅(qū)油新機(jī)理。●聚合物驅(qū)(PolymerFlooding)第4頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、石油采收率石油采收率是一個(gè)油田油藏地質(zhì)、流體物性和相應(yīng)開(kāi)采措施的綜合指標(biāo)，它是采出油量與地質(zhì)（原油）儲(chǔ)量的比值，該比值取決于驅(qū)油劑在油藏中波及到的孔隙體積分?jǐn)?shù)和驅(qū)油劑在儲(chǔ)油孔隙中驅(qū)出原油的體積分?jǐn)?shù)一、基本概念第5頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采收率可以表示為：其中：Vsw－驅(qū)油劑的驅(qū)替體積；V－油藏總體積；So－原始含油飽和度；Sor－殘余油飽和度；Ev－體積波及系數(shù)；ED－洗油效率。采收率是注入驅(qū)油劑的體積波及系數(shù)與驅(qū)油效率的乘積洗油效率：指在波及范圍內(nèi)驅(qū)替出的原油體積與驅(qū)油劑的波及體積之比波及系數(shù)：指驅(qū)油劑驅(qū)到的體積與油藏總體積之比第6頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月提高采收率的方向第一，通過(guò)增加流體的粘度、降低流度比以提高波及系數(shù)；第二，通過(guò)改變巖石的潤(rùn)濕性、減少毛細(xì)管的液阻效應(yīng)、減小界面張力或者消除工作劑與原油間的界面效應(yīng)以提高驅(qū)油效率。第7頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1波及系數(shù)

所謂波及系數(shù)是指驅(qū)油劑所波及（驅(qū)替）到的油層體積與整個(gè)含油（油藏）體積的比值。

Vsw－驅(qū)油劑的驅(qū)替體積；V－油藏總體積；Ev－體積波及系數(shù)；第8頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流度比、巖石的宏觀非均質(zhì)性、注采井網(wǎng)對(duì)非均質(zhì)性的適應(yīng)程度等影響因素：（1）流度比指注入驅(qū)油劑的流度與被驅(qū)原油的流度之比。流度：流體的滲透率與其粘度之比。水油流度比：巖石允許流體通過(guò)的能力第9頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1五點(diǎn)法注采單元流度比對(duì)波及狀況的影響M<1：油水接觸面穩(wěn)定，有較規(guī)則的流動(dòng)前緣，驅(qū)替是在有利的情況下進(jìn)行，驅(qū)替劑的平面波及效率高，見(jiàn)水波及系數(shù)可達(dá)70％左右；波及系數(shù)隨水油流度比的增大而減小。結(jié)論增大μw；減小μo；增大Kro；降低Krw。降低M的措施：M>2：油水接觸面不穩(wěn)定，驅(qū)替在不利的情況下進(jìn)行，出現(xiàn)明顯的粘滯指進(jìn)現(xiàn)象，波及系數(shù)降低。返回M=1時(shí)，降低M，對(duì)于平面波及系數(shù)的影響較?。辉黾覯，對(duì)平面波及系數(shù)的影響很大隨著注入體積（PV）和含水率的增加，波及系數(shù)也增加第10頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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2水驅(qū)與聚合物驅(qū)的平面波及效率第11頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響平面波及系數(shù)（EA）的主要因素油藏的特性（油層連通程度、斷層、油藏邊界、油層的非均質(zhì)性等）、井網(wǎng)和井距對(duì)平面波及系數(shù)的影響都很大。當(dāng)鉆井結(jié)束后（包括加密井后），這些因素就已經(jīng)確定，此時(shí)平面波及系數(shù)主要受驅(qū)替液和被驅(qū)替液的流度比（M）、注入PV、注入方式（包括注入強(qiáng)度、注入是否連續(xù)）等因素的影響第12頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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3水驅(qū)與聚合物驅(qū)的縱向波及效率k2>k3>k1第13頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響垂直波及系數(shù)（EV）的主要因素變異系數(shù)越大，垂直波及系數(shù)越小重力分離越嚴(yán)重，垂直波及系數(shù)越小注入速度越慢，垂直波及系數(shù)越小含水越高，注入PV越多，垂直波及系數(shù)越大殘余阻力系數(shù)R越大，垂直波及系數(shù)越大實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果表明:第14頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）油層巖石宏觀非均質(zhì)的影響實(shí)際油層是在水流沖刷過(guò)程中沉積形成的順?biāo)鞣较蚺c垂直水流方向的滲透率必然有差異形成不軌則驅(qū)動(dòng)前緣油井會(huì)過(guò)早水淹，油藏留下一些“死油區(qū)”注采井網(wǎng)安排不當(dāng)流體沿滲透率好的方向流動(dòng)快第15頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油層結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性：

油和水都是在油層巖石顆粒之間的細(xì)小孔道（孔隙、裂縫）內(nèi)運(yùn)動(dòng)的。這些孔道大小不一，縱橫交錯(cuò)，變化萬(wàn)千，這就是油層結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性。水（驅(qū)油劑）驅(qū)動(dòng)石油在這些孔道中流動(dòng)時(shí)，由于孔道大小不同，所遇到的阻力也不一樣，使得水在不同的孔道中驅(qū)油時(shí)的流動(dòng)速度不同。

第16頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

油水粘度差：

在水驅(qū)油過(guò)程中，由于油水粘度的差別，在同一孔道流動(dòng)時(shí)，對(duì)油的阻力就大，對(duì)水的阻力就小，水就會(huì)超越到油的前面，產(chǎn)生竄流，從而加劇了由于油層非均質(zhì)性所造成的水驅(qū)油的不均勻狀況。原油的粘度一般比水高。水驅(qū)油時(shí)，注入水總傾向于沿高滲透層段進(jìn)入油層，形成許多死油區(qū)，所以波及系數(shù)不高。

第17頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聚合物溶液在低滲透層的流度λ小于在高滲透層中的λ，故在隨后的水驅(qū)中，水可在高、低滲透層之間竄流，提高了水的波及系數(shù)。圖4聚合物驅(qū)時(shí)水在層間的竄流效應(yīng)第18頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月●聚合物驅(qū)擴(kuò)大波及體積聚合物增大了體系粘度，同時(shí)由于聚合物分子在多孔介質(zhì)中的滯留引起滲透率下降，有效降低了流度比，進(jìn)而增大了波及體積水驅(qū)后簇狀殘余油聚驅(qū)后簇狀殘余油圖5水驅(qū)和聚驅(qū)后簇狀殘余油第19頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于親油油層，水就不能將親油油層中的油沖洗下來(lái)。由于油層巖石的孔隙面積很大，這就意味著留在油層的油就很多。

可見(jiàn)，即使驅(qū)油劑波及到的油層，由于儲(chǔ)巖表面的潤(rùn)濕性和毛細(xì)管的液阻效應(yīng)的存在，油也不一定能采出來(lái)。因而有一個(gè)洗油效率的問(wèn)題。驅(qū)油劑波及到的地方所含的油也不能完全被沖洗下來(lái)，主要有以下兩個(gè)因素：油層的潤(rùn)濕性。當(dāng)驅(qū)油劑是水時(shí)，水可以較好地將親水油層沖洗下來(lái)。即使對(duì)親水油層，沖洗下來(lái)的油還常常由于毛細(xì)管的液阻效應(yīng)而滯留在油層采不出來(lái)。第20頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月巖石的潤(rùn)濕性：

由于油層巖石礦物組分不同，潤(rùn)濕性也不一樣。在水驅(qū)油過(guò)程中孔道的不同部位油膜被剝落的程度也不同，造成水驅(qū)油過(guò)程中的不均勻性。

毛細(xì)管壓力：

在油層中，毛細(xì)管壓力影響孔道中油水的流動(dòng)。當(dāng)巖石表面具有親水性質(zhì)時(shí)，在毛細(xì)管力的作用下，使水自發(fā)地推動(dòng)石油在微細(xì)孔道中前進(jìn)；當(dāng)巖石表面具有親油憎水性質(zhì)時(shí)，毛細(xì)管力就阻止水進(jìn)入孔道，使石油不易被水驅(qū)走。由于巖石中孔道大小和表面性質(zhì)不均勻，水驅(qū)油過(guò)程中各孔道進(jìn)水和水洗驅(qū)油的程度不同，殘余油的多少也不一樣。第21頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2洗油（驅(qū)油）效率所謂洗油效率是指在波及范圍內(nèi)驅(qū)替出的原油體積與驅(qū)油劑的波及體積之比第22頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月殘余油的分布狀況及數(shù)量直接與巖石的潤(rùn)濕性、界面張力、巖石的微觀結(jié)構(gòu)等有關(guān)。影響因素：巖石性質(zhì)及其微觀結(jié)構(gòu)和流體性質(zhì)親水巖藏：水驅(qū)油藏殘余油的分布：大多以珠狀形式被捕集在流通孔道中。親油巖藏：存在于注入水未進(jìn)入的較小的流通孔道中，而在充滿水的大孔隙中，殘余油呈膜狀粘附在孔壁上。第23頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

聚合物提高驅(qū)油效率主要是通過(guò)吸附作用、粘滯作用和增加驅(qū)動(dòng)壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)的；擴(kuò)大波及體積主要是通過(guò)繞流作用和調(diào)剖作用來(lái)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(duì)油相并無(wú)多大影響，在相同的含油飽和度下，油相的相對(duì)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(lái)。（2）粘滯作用：聚合物的粘彈性加強(qiáng)了水相對(duì)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。聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的粘滯力增加，是驅(qū)替膜狀、孤?tīng)顨堄嘤偷闹饕獧C(jī)理第24頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(lái)。（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25頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、阻力系數(shù)

--水的流度對(duì)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27頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、殘余阻力系數(shù)

殘余阻力系數(shù)是指聚合物溶液通過(guò)巖心前后的鹽水滲透率比值，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28頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月阻力系數(shù)總是大于殘余阻力系數(shù)表1聚合物的阻力系數(shù)表2聚合物的殘余阻力系數(shù)第29頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(guò)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(guò)滯留而使孔隙介質(zhì)降低滲透率有關(guān)。第30頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、增粘機(jī)理2、降低滲透率機(jī)理3、粘彈性體系的微觀驅(qū)油機(jī)理二、聚合物驅(qū)的主要機(jī)理第31頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、增粘機(jī)理

聚合物可通過(guò)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；

※若為離子型聚合物則其在水中解離，產(chǎn)生許多帶電符號(hào)相同的鏈節(jié)，使聚合物分子在水中所形成的無(wú)規(guī)線團(tuán)更松散，因而有更好的增粘能力。第32頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月纏繞+親水基團(tuán)的溶劑化+離子型聚合物的解離第33頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、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(guò)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(guò)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(wú)規(guī)線團(tuán)的半徑雖小于喉道的半徑，但是它們可通過(guò)架橋而滯留在喉道外。這種滯留叫捕集。第34頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聚合物分子可通過(guò)架橋而滯留在喉道處－降低KrW圖6聚合物分子在吼道外的捕集第35頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第36頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、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)替孔隙壁面油膜提高微觀驅(qū)油效率●聚合物溶液的粘彈性有利于驅(qū)替油藏孔隙滯留區(qū)內(nèi)的殘余油●聚合物溶液的彈性效應(yīng)有利于驅(qū)替孔喉殘余油滴●聚合物溶液的彈性效應(yīng)有利于擴(kuò)大微觀波及體積●聚合物溶液有利于提高對(duì)壁面油膜的驅(qū)替第37頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第38頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微觀死油區(qū)——孔隙盲端驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第39頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微觀死油區(qū)——擴(kuò)/縮凹角驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第40頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月孔隙盲端、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41頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

許多學(xué)者認(rèn)為，聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的粘彈效應(yīng)引起了驅(qū)油劑粘度的大幅度增加，進(jìn)一步改善了驅(qū)替前緣的流度比，因而當(dāng)驅(qū)油劑流量增加時(shí)，采油速度迅速上升。用聚合物溶液驅(qū)替后，所有類(lèi)型的殘余油均減少，減少量取決于驅(qū)替液的粘彈性。聚合物溶液在驅(qū)替不同類(lèi)型殘余油時(shí)，表現(xiàn)出很強(qiáng)的“拉、拽”作用。殘余油不是被聚合物溶液推出來(lái)的，而是被拉出來(lái)的。第42頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——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(chǎng)（數(shù)值計(jì)算結(jié)果）驅(qū)替孔隙滯留區(qū)中殘余油第43頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月孔隙盲端中的流場(chǎng)（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44頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

與純粘流體相比，粘彈性流體在孔隙中的流場(chǎng)具有向孔隙盲端、孔喉滯留區(qū)深部發(fā)展的趨勢(shì)，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45頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(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46頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、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：驅(qū)油用聚合物的基本要求

良好的水溶性明顯的增粘性良好的化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)的抗剪切性良好的抗吸附性良好的多孔介質(zhì)傳輸性價(jià)格低廉、貨源充足第47頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油層條件的適應(yīng)性

油藏的幾何形狀和類(lèi)型（不適用裂縫、孔洞油藏）

適應(yīng)于沙巖、不含或少含泥巖

原油粘度：5～150mPa.s油層溫度：低于93℃地層水：礦化度較低四、適合聚合物驅(qū)油田的篩選標(biāo)準(zhǔn)第48頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3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49頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、聚合物驅(qū)存在的問(wèn)題與進(jìn)展1、聚合物存在的問(wèn)題

聚合物溶液配制過(guò)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(guò)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50頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(duì)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51頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、地層存在的問(wèn)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(zhǎng)，而且井眼周?chē)霈F(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(duì)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(duì)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52頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、聚合物驅(qū)的進(jìn)展①抗溫抗鹽聚合物的研制開(kāi)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(kāi)發(fā)；⑧聚合物采出污水的綜合處理。第53頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、開(kāi)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54頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(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(yáng)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(yáng)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(duì)聚合物分子內(nèi)的陰、陽(yáng)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(yáng)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(zhǎng)，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(yáng)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(jiàn)，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55頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(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(lèi)聚合物能夠真正做到長(zhǎng)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56頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(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(lèi)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(guò)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(lèi)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(lèi)或三類(lèi)聚合物的特性，即將陽(yáng)離子單體、陰離子單體、耐溫耐鹽單體、疏水單體、陽(yáng)離子疏水單體分別進(jìn)行組合共聚。這是目前國(guó)內(nèi)外最熱門(mén)的研究課題。這類(lèi)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(wèn)題，目前還不能達(dá)到油田三次采油的要求。第57頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(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(guò)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(guó)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(guò)濾因子均達(dá)到油田三次采油用聚合物的要求。第58頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(lèi)是能與水溶性聚合物分子中酰胺基團(tuán)作用的有機(jī)類(lèi)交聯(lián)劑；另一類(lèi)是能與聚合物分子中羧酸基團(tuán)作用的過(guò)渡金屬有機(jī)交聯(lián)劑。常用的有機(jī)類(lèi)交聯(lián)劑有酚醛樹(shù)脂、蜜胺樹(shù)脂、糠醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等。最常用的有機(jī)交聯(lián)劑是苯酚/甲醛的酚醛樹(shù)脂。過(guò)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(shì)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。第59頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（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(duì)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。

5、整體現(xiàn)狀及趨勢(shì)第60頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

考慮以下條件：

油藏溫度、深度、類(lèi)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)六、聚合物驅(qū)的室內(nèi)評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)1、油藏篩選第61頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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。2、室內(nèi)評(píng)價(jià)第62頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(duì)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(guò)測(cè)定聚合物溶液長(zhǎng)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(guò)濾性目的在于檢測(cè)聚合物的質(zhì)量和聚合物的注入性能。第63頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

測(cè)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64頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（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(lái)，才能獲得比較符合實(shí)際的結(jié)論。第65頁(yè)，課件共72頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1、配制母液：聚合物一般先用低礦化度的清水配制成高濃度的水溶液，既聚合物母液，為保證聚合物溶液注入地層后達(dá)到良好的驅(qū)油效果，一般要求地面配制的聚合物母液濃度在5000mg/L左右，聚合物注入濃度在800～2000mg/L之間，粘度一般大于25mPa.s。七、聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)