聚合物驱油技术.docx

聚合物驱油技术聚合物驱是一种提高采收率的方法，聚合物驱是注入水中加入少量水溶性高分子聚合物,通过增加水相粘度和降低水相渗透率来改善流度比,提高波及系数,从而提高原油的采油率。在宏观上，它主要靠增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积；在微观上，聚合物由于其固有的粘弹性，在流淌过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用，增加了携带力，提高了微观洗油效率。从20世纪60年月至今，全世界有200多个油田或区块进行了聚合物驱的试验。水驱的采收率一般为40%左右，通过聚合物驱采收率为50%左右，比水驱提高10%。国内外在讨论聚合物驱油理论与技术方面取得了大量的成果，我们我国在大庆油田，成功油田和大港油田都应用了聚合物驱油并取得良好的效益。目前，我们我国的大型油田，如大庆油田、成功油田等东部油田都已进入开发末期，产量都有不同程度的递减，而新增储量又增加越来越缓慢，并且勘探成本和难度也越来越大，因此掌握含水，稳定目前原油产量，最大程度的提高最终采收率，经济合理的予以采用和开发，对整个石油工业有着举足轻重的作用，而三次采油技术是目前为止能够达到这一要求的技术，我国也非常重视三次采油技术的进展状况，在“七五、”八五和九五”我国重点科技攻关项目中，既重视了室内讨论，又支配了现场试验，使得我们我国的三次采油技术达到了世界领先水平。目前的三次采油技术中，化学驱技术占有最重要的位置，化学驱中又以聚合物驱技术最为成熟有效。聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物，增加驱替相粘度，调整吸水剖面，增大驱替相波及体积，从而提高最终采收率。我们我国油田主要分布在陆相沉积盆地，以河流三角洲沉积体系为主，储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积简单，油藏非均质性严峻，而且原油粘度高，比较适合聚合物驱。对全国25个主力油田资料的讨论表明，平均最终水驱波及系数0.693,驱油效率0.531,猜测全国油田水驱采收率仅仅为34.2%,剩余石油储量百亿吨。目前这些已经投入开发的老油田，大部分己经进入高出程度、高含水期，开展新的采油技术非常必要。国内自1972年在大庆油田开展了小井距聚合物驱矿场试验以来，我们我国的大庆、成功、大港、南阳、吉林、辽河和新疆等油田开展了矿场先导试验及扩大工业试验。经过“七五、“八五和“九五期间的共同努力，这一技术在我们我国取得了长足进展，其驱油效果和驱替动态可以较精确的应用数值模拟进行猜测，聚合物已经形成系列产品,矿场试验已经取得明显效果，并形成配套技术。从1996年起，聚合物驱油技术间续步入工业化生产，到1998年底大庆油田已投入聚合物驱区块共10个，动用面积104.01km2,地质储量19847.7×104t,总井数1753口，其中注入井808口，生产井9451101998年聚合物驱注入干粉总量达467823产油量已达816×104t,占大庆油田当年产油量的15%,开创了中国聚合物驱三次采油的崭新局面，成为21世纪大庆油田乃至石油自然气集团公司可持续进展的重要技术支柱。目前我们我国已经成为世界上使用聚合物驱技术规模最大，大面积增产效果最好的我国，聚合物驱技术成为我们我国石油持续高产稳产的重要技术措施。1、聚合物驱的原理聚合物驱技术由于其机理比较清晰、技术相对简洁，世界各国开展讨论比较早，美国于五十年月末、六十年月初开展了室内讨论，1964年进行了矿场试验。1970年以来，前苏联、加拿大、英国、法国、罗马尼亚和德国等我国都快速开展了聚合物驱矿场试验。聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物，增加驱替相粘度，调整吸水剖面，增大驱替相波及体积，从而提高最终采收率。1.1 流度掌握作用聚合物溶液的流度掌握作用是聚合物驱油的重要机理之一，对于均质油层，在通常水驱油条件下，由于注入水的粘度往往低于原油粘度，驱油过程中油水流度比不合理，导致采出液中含水率提升很快，过早地达到采油经济所允许的极限含水率的结果，使得实际获得的驱油效率远远小于极限驱油效率。向油层注入聚合物的结果，可使驱油过程中的油水流度比大大改善，从而延缓了采出液中的含水提升速度，使实际驱油效率更接近极限驱油效率，甚至达到极限驱油效率。1.2 调剖作用调整吸水剖面，扩大波及体积，是聚合物提高采收率的另一项重要机理。由于在聚合物的调剖作用下，油层水淹体积的扩大，将在油层的未见水层段中采出无水原油。这就是说,油层水淹孔隙体积扩大多少,采出油的体积也就增加多少。聚合物的调剖作用只有在油层剖面上存在渗透率的非均质状态时才能发生。对于这类油层，在通常水驱条件下往往发生注入水沿不同渗透率层段推动不匀称现象。高渗透率层段注入水推动快，低渗透率层段注入水推动慢。加上注入水的粘度往往低于原油粘度，水驱油过程中高流度流体取代低流度流体的结果，导致注入水推动不匀称的程度加剧，甚至在许多状况下会消失高渗透率层段早已被注入水所突破，而低渗透率层段注入水推动距离仍旧很小的状况，致使低渗透率层段原油不能得到有效的开采。1.3 其他驱油机理聚合物溶液存在着粘弹性，在水驱过程中，表现了三种粘度，即本体粘度、界面粘度、拉伸粘度。在这三种粘度的共同作用下，聚合物驱不仅可以提高波及系数，而且还可以提高水波及域内的驱油效率。其提高驱油效率的机理有：本体粘度使聚合物在油层中存在阻力系数和残余阻力系数，驱替水驱未波及剩余油和簇状残余油；界面粘度使聚合物溶液在多孔介质中的粘滞力增加，是驱替膜状、孤岛状残余油）拉伸粘度使聚合物溶液存在粘弹性，是驱替盲状残余油的主要缘由。2、聚合物驱油剂的一般性质聚合物的一般性质包含有9项指标：干重（固含量）、相对分子质量、水解度、浓度、溶液黏度、筛网因子（系数）、过滤因子、溶解性、聚合物不溶物含量、流变性。固含量是指从聚合物中除去水分等挥发物以后，固体物质的百分含量。聚合物的相对分子质量是表征聚合物性能的一个重要指标，也是影响聚合物驱效果的重要参数。合成聚合物的相对分子质量用动力学链长和平均聚合度两个物理量来表示。无链转移时，聚合物的相对分子质量用动力学链长表示；有链转移时，聚合物的相对分子质量用平均聚合度表示。水解度是聚合物质检的重要指标之一。水解度不合格，聚合物抗盐力量差,与高矿化度的地层水混合时黏度会快速降低，将严峻影响聚合物的驱油效果。检测聚合物水解度的实质是测定聚合物分子中的竣酸基所占的百筛网因子的定义是溶液渡过隔板的时问与溶剂渡过隔板的时间之比。筛网因子(系数)用筛网黏度计测量聚合物黏弹性的量度方法求得。在相同条件下，筛网因子小，说明聚合物溶解性较好，水不溶物少。筛网因子综合反映了聚合物溶液受到剪切和拉伸时的流变性。过滤因子是指聚合物溶液中少量不溶物对岩石堵塞程度影响的大小。过滤因子(FF)是一种简洁的评定聚合物溶液通过孔隙介质力量的参数，它可以通过肯定流量的聚合物溶液流经过滤装置的时间比来计算。FF越小，溶液通过孔隙介质的力量越大，即注入性越好。溶解性的好坏直接关系到聚合物在现场应用时是否能在预定的时间内完全溶解。聚合物在水中溶解经受润湿、溶胀、溶解3个阶段。润湿和溶胀阶段主要是水分子进入聚合物分子线团的结构内部，使聚合物线团胀大，这时可见到絮状的分子线团。当胀大的聚合物分子匀称地分散在水中时，水聚合物完全互溶，黏度达到稳定，这时溶液是均质透亮的。可将肯定质量的聚合物样品洒在适量的水中，定时观看其溶解过程，以推断聚合物溶解的快慢。聚合物不溶物是指产品中不溶于水的机械杂质。若不溶物含量过高，易造成堵塞。筛选标准是不溶物含量小于0.2%o可用微孔滤膜在肯定压差下过滤聚合物溶液，然后将滤膜烘干称重，测定过滤前后滤膜的质量差来测定不溶物的含量。若不溶物含量高于筛选标准，则聚合物溶液需过滤才能注入油层。聚合物的流变性是指其在外力作用下的流淌和变形性。聚合物流变性是聚合物驱油设计的理论基础。通过对聚合物驱油剂一般性质的讨论，以求设计出更加有效的驱油剂，具有良好的热稳定性、剪切稳定性、对盐类及不同矿化度的适应性。3、聚合物驱油技术中需进一步攻关的内容3.1 聚合物驱效果有待通过调剖等方法得到进一步改善目前，大庆油田聚合物驱油技术尽管已取得了突破性进展，但由于聚合物驱油技术的简单性使我们对其驱油机理尚未真正搞清。详细表现在现场聚合物驱油过程中提前见效的问题；产出液中聚合物浓度渐渐提升直至突破的问题等等。通常状况下，聚合物驱油中有如下几种见效方式：(1)注入井注聚合物一段时间后，生产井先见到产油量提升，后见到聚合物；(2)注入井注聚合物一段时间后，生产井先见到聚合物后见到产油量提升；(3)注入井注聚合物一段时间后，生产井不见效但见到聚合物；(4)注入井一开头注聚合物，生产井就见到聚合物。上述4种见效见聚方式中，后3种都对聚合物驱技术经济效果极为不利，因此需要采用各种方式改善聚合物驱油地层的注采剖面。目前，聚合物驱油中的注采剖面调整方法主要是凝胶调剖方式，通常凝胶分为如下3种类型：本体凝胶，弱凝胶和胶态分散凝胶。3.2 聚合物综合性能需进一步改进目前驱油用的聚丙烯酰胺主要是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM),它是一种带有极性基团的水溶性高分子，是由丙烯酰胺单体合成的直链型聚合物，其中的部分丙烯酰胺单体已经水解。为了能在差的油层条件下应用聚合物驱技术，必需对聚合物进行改性。寻求改性的聚合物性质包括聚合物的热稳定性、剪切稳定性、对盐类及不同矿化度的适应性。参考文献：1刘平德，张松等.新型表面活性聚合物驱油剂几石油勘探与开发,2022(5):580-584.2王小光.聚驱机理及开发觉状与趋势J内蒙古石油化工,2022(1):145-146.3王启民，廖广志，牛金刚.聚合物驱油技术的实践与熟悉J大庆石油地质与开发,1999,18(4):15宋考平，杨二龙等.聚合物驱提高驱油效率机理及驱油效果分析J石油学报，2004,25(3):71-74.赵福麟，石油化学M,东营：石油高校出版社,2000:65-68.