聚合物-泡沫调驱影响因素实验研究
聚合物驱油效果的影响因素分析
聚合物驱油效果的影响因素分析聚合物驱已广泛应用于油田，已成为一种提高高含水油田常用油采的技术。
它可以改善储层的非均质性，也可以利用其粘弹性效应来提高驱油效率。
本文简要介绍了聚合物溶液的特性和驅油原理，分析了影响聚合物驱油效果的因素。
供相关人员参考，为今后提高油田聚合物驱油效率提供指导。
标签：聚合物驱油随着科学技术的飞速发展，人们越来越重视石油工程的发展。
然而，随着油田的不断的被采掘，特别是在高含水期，油田的各项指标将会减少。
如何经济有效地开采是一个非常重要的问题。
聚合物驱是一种提高化学驱油采收率的可行技术，普遍的应用于各种油田。
随着注入聚合物尺寸的扩大，已经暴露出一些问题，都对油田的采收率产生一定负面的影响，因此对于聚合物驱油的影响因素的研究和其应用技术进行分析是十分必要的。
1 聚合物溶液的特性1.1 流变特性聚合物的流变学是指在其流动期间变形的性质，尤其是当施加外力场时流速或压力差与溶液粘度之间存在关系时。
正是由于聚合物的形态变化造成聚合物溶液的性质发生变化。
在传统的驱油原理中，认为提高驱油效率的主要原因是聚合物的粘度特性。
然而，事实上，在聚合物驱的过程中，聚合物溶液的流变性质也直接影响驱油效果，不仅如此，还影响其渗透特性。
无论是评估聚合物的驱油效果??还是预测井的生产率，都必需在渗滤过程中研究聚合物溶液的流变性质。
1.2 高粘性聚合物的高黏性也是它的主要特性之一，由于聚合物的分子所占体积较大，它拦阻了介质的自由运动，大分子的溶剂化结合了大量的自由液体，因此溶液中的大分子链以规则的松散线呈现。
流动阻力增加，并且当聚合物溶液达到特定质量浓度时，大分子之间的相互作用力增加了溶液的流动阻力。
1.3 粘弹特性粘弹性流体与粘性流体不同。
除去外力后，弹性流体的形态可以完全恢复，只有粘弹性流体可以局部回收，粘性流体不能回收。
粘性流体在外力作用下会在相同方向上发生位移或变形，弹性流体和粘弹性流体也会产生垂直于外力方向的力，即法向力。
泡沫调驱体系研究进展
* 收稿日期：2019-10-10；修回日期：2019-10-23。 基金项目：国家杰出青年科学基金“提高采收率与油田化学”（项目编号 51425406）。 作者简介：姚雪（1991-），女，中国石油大学（华东）油气田开发专业在读博士研究生（2016-），研究方向为提高采收率与采油化学， E-mail：dqyaoxue@。戴彩丽（1971-），女，教授，博士生导师，本文通讯联系人，从事油田化学教学和科研工作，通讯 地址：266580 山东省青岛市经济技术开发区长江西路 66 号中国石油大学（华东）石油工程学院，电话：0532-86981183， E-mail：daicl@。
170
油田化学
2020 年
强度有限，封堵有效期较短，矿场调驱的效果不理 想［5］。据此，研究者们研发了多种较稳定的强化泡 沫体系，耐高温泡沫体系的研发仍是泡沫调驱体系 的研究重心。 1.2 聚合物强化泡沫
在常规液相泡沫中加入聚合物得到聚合物强 化泡沫。聚合物强化泡沫因其液相的非牛顿性，可 以有效增加泡沫的黏度，减缓泡沫排液速率，降低 了气体扩散速度，从而提高泡沫的稳定性，驱油效 果增强［6-7］。然而，聚合物的加入会降低泡沫的起泡 体积，且受地层渗流剪切、理化性质影响，聚合物黏 度损失大，在油藏环境中稳定性有所降低［8］。聚合 物微棒体稳定泡沫体系［9］的研发，很好地缓解了地 层渗流剪切的问题。 1.3 冻胶强化泡沫
用于强化泡沫的颗粒包括黏土颗粒［13］、锂皂石［14］、 纳米颗粒、胶体颗粒［15］、冻胶分散体等。其中，纳米 颗粒三相泡沫的半衰期为相应液相泡沫的 12.5数 31.7 倍，地面条件下稳定性较高［16］。但无机颗粒强 化泡沫仅靠颗粒与表面活性剂的吸附实现泡沫稳 定，易团聚，高温高盐的条件较易改变无机颗粒表 面性质，润湿性改变造成颗粒脱附，稳定性变差。 当颗粒的质量分数高于 2.0%时，会对多孔介质产 生 较 大 的 伤 害 。 ［17］ 从 经 济 环 保 等 多 方 面 因 素 考 虑，纳米颗粒强化泡沫在矿场应用较少。2012 年， 研 发 了 具 有 黏 弹 性 的 冻 胶 分 散 体 颗 粒 ，该 颗 粒 自 身具有较好的调堵能力 。 ［18-20］ 将冻胶分散体颗粒 加入泡沫中得到的冻胶分散体三相泡沫体系具有 较好的耐温耐盐性，大幅度地提高泡沫稳定性［21-22］。 冻胶分散体三相泡沫调驱体系具有良好的应用 前景。
聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究
聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究刘宏生【摘要】In order to study the result of enhancing recovery factor by ultra-low interfacial tension foam compound flooding after polymer flooding, the interfacial activity and foam stability of binary foaming agent system were studied under Daqing oil reservoir condition by interfacial tension instrument and foam evaluation instrument. The effects of polymer concentration and alternate cycle on flooding result were discussed. The results show that,the ultra-low interfacial tension between crude oil and binary foaming agent system is acquired in the wide concentration range of surfactant and polymer, and that the binary foaming agent system has a very good foam composite index. The binary foam compound flooding can enhance oil recovery factor more than 15%. The shorter the gas/liquid alternate cycle is, the higher the enhanced recovery factor is. The result of the foam compound flooding is the best when gas and liquid is simultaneously injected. Under the same dosage of surfactant and polymer, the binary foam compound flooding is better than that of ternary foam compound flooding,binary liquid flooding and high concentration polymer flooding. And the binary foam compound flooding can avoid alkali corrosion,scaling and other problems.%为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15％以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(027)003【总页数】5页(P72-75,80)【关键词】聚合物驱油;超低界面张力;泡沫复合驱;泡沫综合指数;气液交替周期【作者】刘宏生【作者单位】大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712【正文语种】中文【中图分类】TE357.46大庆油田经过五十多年的开发，目前主力油层聚合物驱已进入后续水驱阶段，虽然聚驱能扩大波及体积和提高驱油效率，可比水驱提高采收率10%以上，但聚驱后仍然有约50%原油残留在地下［1-2］.大庆油田主力油层聚驱后层内、层间矛盾进一步加大，进一步提高聚驱后采收率具有非常重要的意义.泡沫是气体分散于起泡剂溶液中所组成的分散体系，是一种黏弹性流体［3］，具有比聚合物更大的渗流阻力，因此泡沫驱是一种很有潜力的提高采收率技术.国外有关泡沫技术的研究主要是针对二氧化碳和蒸汽驱中气体流动控制［4-5］;国内大庆［6-7］、胜利［8-9］等油田对泡沫技术做了大量研究工作，主要针对把泡沫作为一种控制液体流动及提高驱油效率的方法.为研究二元泡沫复合驱在大庆油田聚驱后应用的可行性，本文在大庆油水条件下，评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能，研究了聚合物浓度和气液交替周期对泡沫驱油效果的影响，对比了聚驱后不同驱替方式的驱油效率，为泡沫驱方案的制定提供了重要的工艺参数.1 实验材料与方法1.1 实验材料及设备聚合物(HPAM，大庆炼化公司，分子量为1 600万、2 500万)、双子表面活性剂(DWS，辽河誉达公司)、重烷基苯磺酸盐(HABS，大庆东昊公司)、模拟油(大庆脱水原油和煤油按一定比例混合)、污水(大庆油田注入污水)、氢氧化钠(上海化学试剂公司)、氮气(大庆雪龙气体公司);人造三层非均质岩心(大庆石油学院提供，尺寸4.5 cm×4.5 cm×30 cm，气测渗透率为1 100×10－3μm2左右，变异系数为0.72，孔隙度为22%～25%);界面张力仪TX－500C(美国BOWING公司)、驱油装置(江苏华安石油仪器公司).1.2 实验方法(1)界面张力测定.选用TX－500C界面张力仪进行测量，样品均由污水配制，实验温度45℃下，转速为5 000 r/min，平衡2 h读取界面张力值.(2)泡沫性能测定.泡沫综合指数测试方法与文献［10］相同，样品均由污水配制.(3)泡沫驱油实验.①在45℃下，岩心抽真空至－1.0 MPa，饱和污水，测量孔隙体积.饱和模拟油，确定含油饱和度，老化12 h以上;②用污水进行水驱至含水98%以上;③注入0.5 PV聚合物溶液(分子量为1 660万，质量分数为0.1%，清水配制)进行驱油实验，后续污水驱至含水98%以上;④按照不同需求注入0.3 PV的发泡剂体系(HPAM分子量为2 500万)和氮气(标准状态下气液体积比3∶1)，然后注入0.2 PV聚合物保护段塞(分子量为2 500万，质量分数为0.2%，污水配制)，后续污水驱至含水98%以上.2 结果与讨论2.1 二元发泡剂体系的界面张力化学驱提高采收率最为关键的参数之一是油水界面张力，DWS与HPAM二元发泡剂体系的界面张力如图1所示，发泡剂体系中HPAM分子量为2 500万.当DWS质量分数改变时，发泡剂体系中HPAM质量分数为0.1%(图1(a));当HPAM质量分数改变时，发泡剂体系中DWS质量分数为0.3%(图1 (b)).图1 二元发泡剂体系的界面张力Fig.1 Interfacial tension of binary foaming agent system由图1可知，二元发泡剂体系中DWS质量分数在0.05%～0.40%、HPAM质量分数在0.06%～0.25%可以与大庆原油形成超低界面张力.随着发泡剂体系中HPAM质量分数增加，界面张力逐渐增加，但HPAM质量分数低于0.25%时，仍能形成超低界面张力.这是由于当发泡剂体系中HPAM质量分数增加，体系黏度逐渐增加.测定界面张力时，由于体系黏度升高，原油在体系中的拉伸产生一定阻力;DWS分子在高黏度体系中的运动非常困难，使油水界面分布的表面活性剂分子排列发生改变，导致二元发泡剂体系的界面张力略有增加.2.2 二元发泡剂体系的泡沫性能图2 二元发泡剂体系的泡沫综合指数Fig.2 Foam composite index of binary foaming agent system泡沫综合指数是结合泡沫质量和泡沫半衰期两个参数，用于评价泡沫性能的综合指标.泡沫综合指数越大，表示泡沫性能越好［10］.二元发泡剂体系的泡沫综合指数如图2所示，发泡剂体系中HPAM分子量为2 500万.当DWS质量分数改变时，发泡剂体系中HPAM质量分数为0.1%(图2(a));当HPAM质量分数改变时，发泡剂体系中DWS质量分数为0.3%(图2(b)).由图2(a)可知，二元泡沫综合指数远大于10 000，说明DWS的泡沫性能较好，且随着发泡剂体系中DWS质量分数增加，二元泡沫的综合指数达到极大值，然后逐渐降低.这是由于当DWS质量分数较低时，泡沫稳定性较差，产生的泡沫有一部分迅速破裂，泡沫质量和泡沫半衰期均降低，导致泡沫综合指数较低;而随着质量分数增加，泡沫稳定性变好，同时携液量增加，因此泡沫综合指数逐渐增加;当质量分数过高时，泡沫携液量过大，排液速度加快，使得泡沫稳定性降低，导致泡沫综合指数降低，因此二元泡沫综合指数出现了最高值.同样由图2(b)可知，二元发泡剂体系在HPAM分子量为2 500万、质量分数为0.1%时，泡沫综合指数到达极大值，而后随着HPAM质量分数增加而降低.这是由于发泡剂体系中加入HPAM后，体系黏度增加，DWS分子与HPAM分子之间相互吸引和缠绕，导致泡沫液膜更加稳定，因此，泡沫综合指数出现极大值;当HPAM质量分数大于0.1%时，体系黏度过高，明显阻碍DWS分子在气液界面分布，导致泡沫综合指数降低，泡沫性能降低.2.3 二元发泡剂体系中HPAM质量分数对采收率的影响表1 发泡剂体系中HPAM质量分数与采收率的关系Tab.1 Relationship between enhanced recovery factor and HPAM concentration in foaming systemHPAM质量分数/%岩心含油饱和度/%水驱采收率/%聚驱采收率提高值/%水驱和聚驱总采收率/%泡沫驱采收率提高值/%总采收率/% 0.06 69.80 36.60 18.70 55.30 15.20 70.50 0.10 69.90 33.50 19.80 53.30 17.30 70.60 0.15 69.90 37.50 16.00 53.50 19.70 73.20 0.20 68.80 36.10 16.50 52.60 23.30 75.90发泡剂体系中HPAM质量分数对泡沫驱采收率的影响如表1所示.由表1可知，不同非均质岩心的水驱和聚驱总采收率在52.6%～55.3%之间，聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上，总采收率可达70%以上.发泡剂体系中HPAM质量分数增加，二元泡沫复合驱采收率提高值逐渐增加，最大可达23%以上，这是由于发泡剂体系中加入HPAM后，泡沫综合指数增加，泡沫驱采收率增加，当HPAM质量分数大于0.1%时，泡沫驱采收率应该降低，但实际却出现了增加，这是由于HPAM与DWS相互作用，使泡沫的液膜增厚，耐油性及稳定性增强，在多孔介质中运移时，形成假塑性流体，具有很大的表观黏度及良好的油水选择性，可以较大幅度地提高注采压力，且HPAM可以减少发泡剂在油藏中的吸附损耗.因此，泡沫驱采收率提高值始终增加.2.4 气液交替周期对采收率的影响二元泡沫复合驱气液交替周期与采收率的关系如表2所示.由表2可知，无论采取何种气液交替周期方式注入，聚驱后二元泡沫复合驱采收率提高值均大于16%.在其他条件相同时，随气液交替次数的增多，泡沫复合驱采收率呈增加趋势.气液混合注入方式泡沫驱采收率最大.因此现场试验时，要尽可能缩小交替周期.表2 气液交替周期与采收率的关系Tab.2 Relationship between enhanced recovery factor and gas/liquid alternate cycle气液交替次数/次岩心含油饱和度/%水驱采收率/%聚驱采收率提高值/%水驱和聚驱总采收率/%泡沫驱采收率提高值/%总采收率/% 2 75.60 35.90 18.70 54.60 16.67 71.30 3 73.00 36.00 17.50 53.50 18.15 71.70 4 72.20 35.80 18.89 54.69 20.12 74.80同注73.40 35.40 18.37 53.77 22.40 76.30在多孔介质中，泡沫一般由以下3种机理产生和运移［5］，即液膜滞后、气泡缩颈分离和液膜分断，这些机理的前提条件需要气体和液体在多孔介质中不断地相互作用.气液同注方式是气液交替注入的一种特殊形式，即气体和液体同时进入多孔介质混合相互作用，由以上3种机理产生较丰富的泡沫.交替方式注入时，泡沫在多孔介质中形成的好坏与交替段塞密切相关，交替次数越多，即交替段塞越小，气液接触越充分产生的泡沫越丰富;如果交替次数较少，由于气体和液体的密度、黏度等性质存在很大的区别，致使它们之间的流动通道各不相同，不能形成很好的泡沫，就发挥不出泡沫较大表观黏度的流度控制作用，因此交替注入方式的泡沫驱采收率较低，且交替次数越少，泡沫驱效果越差.2.5 聚驱后不同驱替方法驱油效果对比在相同条件下，对比了聚驱后高浓度聚驱、二元液驱、二元泡沫复合驱和三元泡沫复合驱4种驱替方式的驱油效果.不同驱替方式中聚合物分子量均为2 500万，质量分数为0.2%，液体注入量均为0.3 PV，再加0.2 PV聚合物保护段塞.二元液驱为DWS与HPAM复合体系，二元泡沫复合驱为二元液与气体交替注入，交替周期0.1 PV，气液体积比3∶1.三元泡沫复合驱为强碱三元体系，氢氧化钠质量分数1.2%，HABS质量分数0.3%，注入方式与二元泡沫复合驱相同.实验结果见表3和图3所示.图3 聚驱后不同驱替方法的注入压力曲线Fig.3 Injection pressure curves of different displacement forms after polymer flooding表3 聚驱后不同驱替方法的驱油效果对比Tab.3 Comparison of enhanced oil recoveries of different displacement forms after polymer flooding体系黏度/ (mPa·s)聚驱后驱替方法82.30 71.50 37.24 18.27 9.72 65.23岩心含油饱和度/%水驱采收率/%聚驱采收率提高值/%聚驱后采收率提高值/%总采收率/% 45.90 73.80 35.09 17.54 13.16 65.79高浓度聚驱64.50 70.20 37.72 17.05 11.59 66.36 二元液驱65.10 73.00 36.00 17.50 18.15 71.70 二元泡沫驱63.90 72.60 35.90 18.70 16.67 71.30 47.80 72.60 36.16 16.46 14.41 67.03 三元泡沫驱由表3可知，聚驱后4种不同驱替方法中，高浓度聚驱采收率提高值最低，不到10%，二元泡沫复合驱采收率提高值最大，达到16.67%～18.15%，三元泡沫复合驱次之.由图3可知，二元泡沫复合驱的注入压力最高，三元泡沫复合驱的注入压力略低于二元泡沫复合驱，二元液的注入压力最低.在HPAM、DWS用量相同条件下，二元液黏度远大于三元液黏度，因此，聚驱后二元泡沫复合驱的注入压力和采收率提高值均大于三元泡沫复合驱，而二元液可以形成超低界面张力，使得二元液驱效果好于高浓度聚驱，同时表面活性剂具有降压增注的作用，因此二元液注入压力最低.3 结论(1)二元发泡剂体系在较宽的DWS、HPAM质量分数范围内可以与大庆原油形成超低界面张力，随着发泡剂体系中HPAM质量分数增加，界面张力逐渐增加，但仍能形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫性能，在DWS质量分数为0.3%，HPAM分子量为2 500万、质量分数为0.1%时，二元体系的泡沫性能最好.(2)聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上，且发泡剂体系中HPAM质量分数越大，聚驱后泡沫驱采收率越大.二元泡沫复合驱的气液交替周期越小，聚驱后泡沫驱采收率越大，且气液同注泡沫驱效果最好.(3)在表面活性剂、HPAM用量相同条件下，二元泡沫复合驱效果最好，强碱三元泡沫复合驱效果次之，单纯高浓度聚驱效果最差.且二元泡沫驱避免了强碱带来的腐蚀、结垢等负面问题.参考文献:［1］ WANG De-min，CHENG Jie-cheng，WU Jun-zheng，etal.Experiences learned after production of more than 300 million barrels of oil by polymer flooding in Daqing Oilfield［C］.SPE 77693，2002.［2］王德民，程杰成，吴军政，等.聚合物驱油技术在大庆油田的应用［J］.石油学报，2005，26(1):74-78.WANG De-min，CHENG Jie-cheng，WU Jun-zheng，et al.Application of polymer flooding technology in Daqing Oilfield［J］.Acta Petrolei Sinica，2005，26(1):74-78.［3］ Benjamin D，Miguel A，Francois G.Anti-inertiral lift in foams:A signature of the elasticity of complex fluids［J］.Physical Review Letters，2005，95(16):168303.［4］ Tortopidis S，Shallcross D C.Carbon dioxide foam flood studies under australian reservoir conditions［C］.SPE 28811，1994.［5］ Chou S L.Conditions for generating foam in porous media［C］.SPE 22628，1991.［6］刘合，叶鹏，刘岩，等.注氮气泡沫控制水窜技术在油田高含水期的应用［J］，石油学报，2010，31(1):91-95.LIU He，YE Peng，LIU Yan，et al.Nitrogen foam injection technique and its application in reservoirs with high water cut［J］.Acta Petrolei Sinica，2010，31(1):91-95.［7］邵振波，孙丽静，刘宏生.聚驱后高压泡沫复合驱油实验［J］.大庆石油地质与开发，2011，30(2):140-144.SHAO Zhen-bo，SUN Li-jing，LIU Hong-sheng.The study of high-pressure foam combination flooding after polymer flooding［J］.Petroleum Geology＆Oilfield Development in Daqing，2011，30(2):140-144.［8］曹嫣镔，王秋霞，郭省学，等.耐高温高效泡沫体系TH-1的研制及应用［J］.西安石油大学学报:自然科学版，2004，19(3):60-62.CAO Yan-bin，WANG Qiu-xia，GUO Sheng-xue，et al.Development and application of TH-1 high-tempera ture resisting foaming system［J］.Journal of Xi＇an Shiyou University:Natural Science Edition，2004，19(3):60-62.［9］裴海华，葛际江，张贵才，等.稠油泡沫驱和三元复合驱微观驱油机理对比研究［J］.西安石油大学学报:自然科学版，2010，25(1):53-56.PEI Hai-hua，GE Ji-jiang，ZHANG Gui-cai，et parison of microscopic oil displacement mechanism of foam flooding with ASP flooding for heavy oil［J］.Journal of Xi＇an Shiyou University:Natural Science Edition，2010，25 (1):53-56.［10］伍晓林，陈广宇，张国印.泡沫复合体系配方的研究［J］.大庆石油地质与开发，2000，19(3):27-29.WU Xiao-lin，CHEN Guang-yu，ZHANG Guo-yin.A study on foam complex system formulare［J］.Petroleum Geology＆ Oilfield Development in Daqing，2000，19 (3):27-29.。
聚合物对驱油用泡沫稳定性影响研究进展
聚合物对驱油用泡沫稳定性影响研究进展作者：张永强刘亚飞陈彦彬姜华伟来源：《中国化工贸易·上旬刊》2016年第05期摘要：石油作为国家的重要的战略资源之一，对国家的经济发展和人民的生活水平的提高具有重要的作用，提高石油的采收率研究意义重大。
泡沫驱油以其优良的提高采收率性能得到了大量的研究，但泡沫的不稳定性也极大的限制了其广泛的应用。
文章阐述了泡沫不稳定的主要机理，并以此出发，分别综述了泡沫体系中聚合物结构、聚合物的电性、分子量以及电解质的加入等方面对泡沫稳定性的影响研究进展，并提出了现阶段聚合物稳泡研究面对的主要问题及将来的研究方向。
关键词：驱油；泡沫；稳定性；聚合物随着经济的进一步发展，石油在国民生活和生产中起的作用也越来越重要，石油在国内的需求量也日益增长。
经过数十年的开采，我国大部分油田都已经进入高含水期，开采难度加大，而发现较大的新油田的可能性又比较小，因此加大对提高石油采收率的研究就显得十分重要了。
近年，为了提高原油的采收率，各国石油工作者均在大力发展强化采油技术[1]，泡沫驱油技术因其在多孔介质中的特殊渗流性质和良好的洗油能力，提高原油的采收率效果显著，在国内外得到了广泛研究[2-3]。
但是，泡沫的不稳定性严重影响了泡沫驱油技术应用，泡沫体系在油藏环境中的高温、高盐、高剪切等的影响下，稳定性更是受到了极大的影响。
1 泡沫的基本性质1.1 泡沫的衰变泡沫是热力学不稳定体系[4]，泡沫破裂会导致泡沫体系的总能量下降。
气泡的破裂可以看成是气泡液膜由于压力、重力等因素发生排液而导致液膜由厚变薄，最后导致气泡破裂的一个过程。
目前，普遍认为的泡沫衰变的机理可以分为：一是液膜的排液，二是气体透过液膜的扩散[5]。
泡沫液膜在重力和表面压差的作用下，不断排液，导致液膜变薄，当液膜薄到一定程度时，气泡就会破裂。
由于泡沫体系中气泡的大小不一，根据Laplace公式可以得知，小气泡中的气压要比大气泡中的气压大，从而使小气泡中的气体透过液膜排到大气泡中，使得小气泡越小，大气泡越大，最后导致气泡的破裂。
聚合物驱油效果及其影响因素的实验研究
根 据 人 造 岩 心 与 油 层 几 何 特 性 的 相 似 匣则 ， 结 合 国 内外 岩 心 制 作 的 经 验 ， 心 几 何 尺 寸 并 岩 选 定为 ：
长 度 ×宽 度 × 高 度 一 ３ ｃ × ３ ６ ｍ ×６ ｍ ２ｍ ．ｃ ｃ 其 中 各 层段 的 厚 度 均 为 ２Ｃ Ｉ １。 Ｔ
维普资讯
第 ２卷
第 ４朝
卢祥 国等 ： 合物 驱 油 教 果 及 其影 响 困 索 咐实 验 研 究 聚
３
物在 不 同浓度下 的 粘度数 据 。
表 ２ 聚 古物 主 要 畅 陛指 标
产地
、
模 拟 油 蚕
水 解 度 含 量 固 分子 最 剂 ０ ２ １
ｌｇ／ Ｔ Ｌ Ｉ ５０ 。万
５０ ０ ｊ Ｊ Ｊ ０Ｏ ｌ １ ０（
工 业 性 试 验 区 中 的 北 一 区 ６ ４和 北 一 区 ６ ２ Ｐ２ Ｐ ８两 井 取 得 的 产 出液 经 沉 淀 、 离 和 过 滤 而 获取 。 测 试 产 出水 的 分 经
粘 度 、 合 物 浓 度 见 表 ４ 聚 。 聚 合 物 物 性 鸯 数 删 试 方 法 是 ： 粘 度 ： ５ ｃ下 用 布 ① ４ 氏粘 度 计 ＵＬ 测 共 、 ６转 ／ ； 浓 度 ： 粉 一 化 镉 比色 分 ② 淀 碘
弋
、 毛
卢 样 国 ， 振 环 ， 文华 ， 合龙 聚 合 物驱 油 效 果 爰 其影 响 因 素 的 实验 研 究 ． 气采 收 率 技 术 ，９ ５， 高 闫 宋 油 １９ ２
摘要
丰 文从 大 ｌ 田油 层 ！ 走油 均质 特 点 出发 ． 计 并 制 作 了非均 质 油 层 物 理 模 型 ， 用 它进 行 了景 设 运
关于聚合物驱影响因素数值的模拟研究
138聚合物驱是目前推广程度很高的三次采油方法之一，已经在我国很多油田得到了工业化矿场应用。
1 关于地质模型建立的地质模型为两种：一种是三维非均质地质模型，模型的非均质性考虑了渗流能力非均质，即考虑了渗透率k在纵向上的变化，三层渗透率分别为200×10-3μm 2、500×10-3μm 2、1000×10-3μm 2。
三维模型的网格划分为Nx=10，Ny=10，Nz=3，网格大小为30m×30m×1m，注入井的坐标位置为（1，1），生产井的坐标位置（10，10）。
油层深度为1000m；孔隙度为0.2。
假设地层中只有油水两相，考虑了毛管力的影响。
岩石的物性为：压缩系数为0.004MPa -1，岩石密度为1000kg/m 3，岩石的残余阻力系数为2.1，吸附指数为2，最大吸附浓度为0.00005kg/m 3。
水的物性参数为：水的密度为1028.02kg/m 3，体积系数为1m 3/m 3，水的压缩系数为0.00045MPa -1，水的粘度为0.6×10-3 mPa·s；油的密度为845kg/m 3[1]。
2 关于残余阻力系数对驱油效果的影响残余阻力系数是影响聚合物驱的重要因素之一。
根据模型二，当注入速度为100m 3/d时，注入聚合物浓度为1kg/m 3时，残余阻力系数分别为1.1，2.1，4.1时，聚合物驱油过程中油田采出程度随注入时间变化的曲线，油田的最终采收程度残余阻力系数越大，聚合物提高采收率的幅度越高，最终采出程度也越大。
3 原油粘度对驱油效果的影响原油粘度的变化对驱油效果的影响也是比较明显的。
当注入速度为100m 3/d时，注入聚合物浓度为1kg/m 3时，原油粘度分别为1 mPa·s，2 mPa·s，3 mPa·s时，采出程度随注入时间的变化曲线。
可以看出，原油粘度越大，聚合物提高采收率的幅度越小，采出程度也越小。
聚合物强化泡沫驱油
摘要世界经济发展迅速，因此对于能源的需求也进一步增加，尤其是对石油产量的需求。
一般常规的采油方法比如一次、二次采油，仅能采出油田储量的30％左右，仍然有大部分的原油被留在油田中，所以提高石油采油效率成为了未来重要的研究课题，即三次采油技术。
近年来国外有人提出在泡沫剂溶液中加入聚合物,进一步提高泡沫膜的强度和稳定性,提高泡沫的封堵调剖能力,称之为强化泡沫[1]。
常规泡沫驱油技术在油藏条件下稳定性较差,聚合物强化泡沫体系结合了聚合物、泡沫及表面活性剂的多种优点,起到了复合增效的作用,能够同时提高波及系数与驱油效率。
本文主要对聚合物强化泡沫驱油实验进行研究，由以下几个方面组成。
首先，本文介绍了强化泡沫驱油配方研究。
由强化配2方的筛选，强化配方抗盐性，强化配方抗油性三个方面入手，完成了强化泡沫驱油配方的研究。
其次，本文继续进行强化泡沫驱油体系性能研究。
此部分讨论了聚合物对泡沫体系封堵压差比的影响，残余油状态下聚合物对泡沫稳定性的影响，聚合物对泡沫体系驱油性能的影响。
紧接着，本文又进一步探讨聚合物-泡沫调驱的影响因素，并进行了合理的实验研究。
此章主要对一下四种影响因素加以分析：气液比对聚合物－泡沫封堵能力的影响，注入速度对聚合物－泡沫封堵效果的影响，聚合物对泡沫调驱能力的影响以及聚合物对泡沫调驱能力的影响。
最后，本文联系实际需要与关注，进行了泡沫驱对环境的影响及改善措施的研究。
第一部分的泡沫驱油体系对环境的影响主要从以下几个方面介绍：泡沫剂对原油的影响，泡沫剂对产出水的影响，泡沫体系对金属管线的腐蚀，产出气体对天然气组分的影响，泡沫驱油体系对油藏的影响，泡沫剂与油藏的相互作用以及注氮设备对周围环境的影响。
第二部分的改善泡沫驱对环境影响的措施研究中主要涉及到了改善聚合物粘度的措施和注入工艺的改进措施[2]。
关键词：聚合物；泡沫；驱油实验；研究AbstractThe world economy has developed rapidly, so the demand for energy is further increasing, especially for oil demand. Production method of conventional such as primary exploitation, secondary depletion, can only produce oil reserves of about 30%, and still there is most of the crude oil left in the field, so to improve oil production efficiency has become an important future research issue, namely the tertiary recovery. In recent years, some foreigners raise that polymer is added in the foam agent solution can further improve the foam film stability and strength, improve the capability of foam plugging and profile control, called enhanced foam. Oil stability under reservoir condition is poor displacing conventional foam, and polymer enhanced foam system combines the advantage of polymer, foaming and surface active agent, the compound synergistic effect, can simultaneously improve sweep efficiency and oil displacement efficiency.This paper focuses on the polymer enhanced foam flooding experiment research, composed of the following aspects. Firstly, this paper introduces the research of oil formulation of enhanced foam flooding. By screening formula, formula salt resistance, oil resistance of formula three, completed the research of enhanced foam flooding formula. Secondly, this paper continues to study performance of enhanced foam flooding oil system. This part discusses the effect of polymer on the foam sealing pressure ratio, effect of polymer and residual oil condition on the stability of foam, effect of polymer on properties of foam flooding. Then, this paper further study on Influence Factors of polymer foam flooding, and experiments are carried out to study the reasonable. This chapter focuses on four kinds of influencing factors analysis: the influence of gas-liquid ratio on the polymer - foam sealing ability, injection rate of polymer foam plugging effect, effect of polymer ability of foam flooding and polymer flooding of the foam profile. Finally, contact the actual need and concern, study the impact on the environment of foam flooding and improving measures. The first part of the foam flooding oil system on environment mainly from the following aspects: the influence of foaming agent on the oil, influence of foaming agent on the foaming system produced water, corrosion of metal pipe, affect output of gas on the components of natural gas, oil system of oil reservoir interaction of foam flooding, foam agent and reservoir as well as the influence of nitrogen injection equipment to the surrounding environment. Study on environmental impact measures drive second part improve bubble mainly involves the improvement measures and the viscosity of polymer injection technology improvement measures.Key words:polymer;foam;displacement experiment; research目录第1章前言 (1)1.1论文研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文主要研究内容 (4)第2章强化泡沫驱配方研究 (6)2.1实验部分 (6)2.2结果与讨论 (6)2.3结论 (8)第3章强化泡沫驱油体系性能研究 (9)3.1试验部分 (9)3.2结果与讨论 (10)3.3结论 (14)第4章聚合物-泡沫调驱影响因素实验研究 (15)4.1试验部分 (15)4.2结果与讨论 (16)4.3结论 (20)第5章泡沫驱对环境的影响及改善措施研究 (22)5.1泡沫驱油体系对环境的影响 (22)5.2改善泡沫驱对环境影响的措施研究 (25)结论 (27)参考文献 (29)致谢 (30)第1章前言1.1 论文研究的目的意义世界上绝大多数油田进行注水开发，且大多己进入开发的中、后期。
聚合物驱效果影响因素敏感性分析
聚合物驱效果影响因素敏感性分析摘要：不同影响因素对聚合物驱效果影响程度存在较大差异，应用数值模拟手段研究了油藏地质因素、开发因素和注聚参数等参数对聚合物驱效果的影响。
结果表明，反韵律模型的采出程度要好于正韵律模型和复合韵律模型；在渗透率级差较小、注聚时机较早、合理的注聚浓度和段塞体积等条件下，聚合物驱效果较好。
并利用灰色关联分析的方法计算了各影响因素对的关联度，得出影响因素敏感性大小，确定出影响聚合物驱效果的主要因素。
关键词：聚合物驱影响因素数值模拟灰色关联分析聚合物驱作为一种主要的化学驱提高采收率方法已在国内有较大范围的推广[1]。
但是统计发现，聚合物驱见效程度参差不齐，聚合物驱油效果是各种影响因素共同作用的结果，然而有关聚合物驱影响因素对聚驱效果影响程度的评价却很少[2，3]。
本文利用油藏数值模拟与灰色关联分析相结合的方法聚合物驱效果影响因素进行了敏感性分析，得出了聚合物驱各影响因素影响程度的相对大小，对聚合物驱决策及效果评价提供了必要的数据参考[4，5]。
一、地质模型的建立依据胜利油田已实施的聚合物驱项目的油藏地质特点，以胜坨油田一区沙二1-3开发单元为实际模型。
油藏埋深1973.2m，有效厚度为10.8m，平均孔隙度为29.0%，平均渗透率为1.2μm2，原始地层压力为20.2MPa，饱和压力为12.0MPa，原始汽油比为43m3·t-1，地层原油体积系数为1.12，地层水体积系数为1，地层原油粘度为25mPa·s，地面原油密度为0.91g·cm-3，地层水密度为1g·cm-3，原始含油饱和度为70%，不可及孔隙体积为0.18，残余油阻力系数为2，最大吸附量为160μg·g-1。
数值模型网格取57×57×3（X×Y×Z），X、Y方向网格步长取20m，每层3.6m，采用五点法注采井网（除考虑井网影响时），利用eclipse软件研究不同因素对聚驱效果的影响，先水驱再聚驱然后进行后续水驱，含水回升至98%时，对计算结果进行分析。
聚合物驱后泡沫驱提高采收率技术试验研究
聚合物驱后泡沫驱提高采收率技术试验研究 王其伟 (石油大学化工学院,山东东营257062) 宋新旺,周国华,郭 平李向良,李焕臣,李雪松 (胜利油田有限公司地质科学研究院,山东东营257015)[摘要]通过聚合物及泡沫在石英砂模型中形成的封堵能力比较、聚合物与泡沫体系驱油能力比较及聚合物驱后泡沫驱油试验,证明泡沫驱在多孔介质中具有良好的封堵调剖能力,并且在油藏中能够选择性封堵高渗层,对于聚合物驱后未能波及的低渗层具有良好的驱油能力,是聚合物驱后一种行之有效的方法。
[关键词]提高采收率;注聚合物;注泡沫;封堵,驱油机理 [中图分类号]TE357146[文献标识码]A [文章编号]10009752(2004)010105031 试验部分1)主要仪器设备 ①试验用石英砂填充模型,尺寸 25mm ×600mm ,渗透率115μm 2;②岩心驱替流程,控温精度±015℃;③气体质量流量流量计,控制流量0～30ml/min ;④回压阀,控压0～10MPa ;⑤调压阀,控压精度0101MPa ;⑥数字压力表,精度0101MPa 。
2)所用材料 ①模拟地层水:矿化度8379mg/L ,Ca 2++Mg 2+含量52mg/L ,Na ++K +含量3061mg/L ,Cl -含量4086mg/L ,HCO -3含量1085mg/L ,CO 2-3含量95mg/L ;②泡沫剂:为自制的DP 24产品,有效含量45%;③聚合物3530S :固含量91%,分子量1500万;④模拟油:孤岛中一区原油与过滤煤油按9∶1配置的模拟原油;⑤注入气:皆为氮气。
3)试验项目 ①阻力因子测定:连接岩心驱替流程,模型抽空饱和水后,注入模拟地层水测定水驱基础压差,转注聚合物或泡沫,待压力稳定后测定注入压差,计算阻力因子;然后转注水,测定残余阻力因子。
②泡沫封堵能力试验:模型抽空饱和水、饱和油,水驱至含水98%;注入聚合物或泡沫体系,压力稳定后,记录各个阶段的模型两端压差。
聚合物在泡沫驱中的应用
2013年11月雷小洋等．聚合物在泡沫驱中的应用21聚合物在泡沫驱中的应用雷小洋，唐善法，廖辉，王晓杰(长江大学石油工程学院，武汉430100)[摘要]探讨了聚合物对泡沫稳定性的影响，按稳泡机理将聚合物分为增黏型、提高膜黏弹性型以及高盐增黏型。
介绍了聚合物在泡沫驱中的应用，指出了泡沫驱的发展趋势及相关改进工作。
【关键词]聚合物泡沫驱稳泡剂三次采油泡沫驱是一种应用前景广泛的三次采油技术，其显著特点是随着渗透率的增大，泡沫的黏度增大，流动阻力增大，当阻力大于低渗透层中的毛管压力时，泡沫便进入低渗透层，使流体在高低渗透层同时推进，进而提高波及效率。
泡沫作为一种可压缩的非牛顿流体，具有剪切变稀的特征。
泡沫为热力学非稳定状态，流体变稀后，泡沫在多孔介质中的流动变得更不稳定，严重影响泡沫驱油的效果。
部分聚合物因其结构特点，加入泡沫流体后可以提高流体黏度，改变液膜的物性，从而使泡沫的稳定性增强¨1。
1聚合物对泡沫的稳定机理泡沫是气体与液体形成的分散体系，气相是分散相，液相是分散介质，为连续相，它们相互接触的边界称为Pl at eau边界拉1，泡沫的气液界面图见图1。
B图1泡沫的气液界面图泡沫具有较大的气液界面面积和较高的表面自由能，自由能具有自发减小的趋势，所以液体中的气泡会自发地聚集合并，小气泡变为大气泡，大气泡液膜变薄，最终破灭。
目前普遍认为泡沫的衰变机理为液膜的排液和气体透过液膜的扩散。
由L a pl ac e方程知图1中A处的压力小于B 处，液相会自发地从B处向A处聚集，使B处液膜变薄，最终导致液膜聚并，泡沫破灭。
聚合物的絮状和网状结构使液相的黏度增加，既能使泡沫内的液体不易流失，减缓液膜变薄的速度，又能使气体在液膜中的溶解度降低，从而使稳定性增强。
由L apl ac e方程知小气泡内的压强大于大气泡内的压强，小气泡内的气体会自发向大气泡内扩散，造成小气泡变小、大气泡变大，最终小气泡消失、大气泡破灭。
- 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)。
在 注入 速 度为 １ Ｅｍｉ、 液 比为 １１条件 下 ， ／ ｎ气 ｍ ： 注
入 聚 合 物 一 泡 剂 溶 液 ０１ Ｖ，然 后 注 入 氮 气 ０１ 起 ．５Ｐ ．５ Ｐ 再 进行 后续 注 水 。注 入 过程 中的沿 程 压力 分 布见 Ｖ，
图 ３ 。
在 聚合 物 ， 溶液 黏度 高 于水 的黏度 ， 而使 注入 压 力 使 从
续 注水 过程 。
加 入增 大 了液体本 身 黏度 ， 而 泡沫 黏度也 增大 。 从
２２ 注 入 速 度 对 聚 合 物 一 沫 封 堵 效 果 的 影 响 ＿ 泡
由图 ２可 以看 出 ． 开始 注入 聚合 物一 泡剂溶 液 段 起 塞时 ， 注入压 力有 了小 幅度 的增 加 。 这是 因为溶 液 中存
Байду номын сангаас
图 １ 驱 替 实 验 装 置
１２ 实验 步骤 ． 实 验 在温 度 ５ ７℃条 件 下 进 行 ， 骤包 括 ： ） 型 步 １模 抽真 空 ６ ８ ， 和地层 水 ； ） 测渗 透率 ， 口回压加 ～ 饱 ｈ ２水 出 至 ２ ａ ３ 注入 聚 合 物 一 沫 体 系 ， 塞 大 小 为 ０３ ０ＭＰ ： ） 泡 段 － Ｐ ４ 进 行后 续注 水 。 Ｖ： ） 研究 结果 表 明 ，气 液 比对生 成泡 沫质 量有很 大的
增加 。注入气 体 时 ， 入压 力逐 渐增 加 ， 明在注 气 过 注 说
程 中 生 成 了少 量 泡 沫 ，导 致 流 度 增 加 ，增 加 了 流 动 阻 力 。进行 后续 注水 时 ， 入 压力 迅速增 加 ， 力 由注气 注 压
由图 ３可见 ．测 压点 １２ ３ ４的压力 最大 值 随着 、 、、 注 入倍数 增加 依 次 向右移动 ，说 明 随着 注入过 程 的进
第 １ 卷第 ４ ８ 期
江建林 ， 聚合物一 等． 泡沫调驱影响 因素实验研究
５９ １
驱效果 。采 用锦 州 ９ ３油 田的注 入水 和原 油 ，在温 度 —
５ ７℃下进行 驱油 实验 。水驱 至含 水率 达 到 １ ０ ０ ％时 ， 驱 …
参 考 文 献
李 兆 敏 ， 茂 盛 ， 日亿 ， ． 沫 封 堵 及 选 择 性 分 流 实 验 研 究 ［］ 孙 林 等泡 Ｊ．
行 ， 沫 在 模 型 中 沿 注 入 方 向 向前 运 移 。 同 时 ， 着 注 泡 随
结束 时的 ０ ８ ａ增加 为 ５８ ０ＭＰ ， 明在 模 型 内 ． ４ＭＰ ９ ． ａ说 ９
生成 了大量 的泡沫 。
入倍 数 的增加 ， 测压 点 １ ２之 间 的压 差 降低 ， 与 而测 压
第 １ 第 ４期 ８卷
江建林 ， 聚合物一 等． 泡沫调驱影响 因素实验研究
５７ １
１ 聚合 物一 沫 调 驱 实 验 泡
１ １ 实 验 材 料 和 流 程 ．
锦州 ９ ３原油 黏度 为 １ Ｐ ・。注人 水 矿化度 为 — ９ｍ ａ Ｓ ２７ ３ｍ ／ Ｃ 量浓 度为 ６ ／ 。 合物 Ｓ Ｆ ６ ０ ４ ｇ Ｌ， ａ 质 ３ｍｇ 聚 Ｌ Ｎ ３４ ，
分 子 量 为 ２１ ０ ｌ４ 起 泡 剂 ０２ Ｓ ７ ＋ ．％Ｏ１ ０ ｘ ０。 ． ％Ｅ 一 ０ ０２ ２为
阴离 子和非 离 子表 面活性 剂 复配体 系 。 聚合 物 一 沫 封堵 能 力 实验 采 用 西 ． ｃ ２ ０ｃ 泡 ２５ ｍｘ ０ ｍ
填砂 模型 ， 填充 １０ ２ ０目石英 砂 ， 模 型注入 端 开始 ６～０ 从
的 泡沫质 量下 ， 观黏 度增加 很 大 。这 主要 是 因为 ： 表 在
低 泡沫质 量 时气泡 可 以 自由流动 ，泡 沫界 面之 间 的相
互 影 响较 小 ，黏 度增 加 不 大 。在泡 沫 的 干度 为 ５ ％一 Ｏ ６ ％时 ． 面之 间相 互 产生 影 响 ， 而泡 沫 的黏度 大 幅 ０ 界 从 提高。 同时 ， 聚合 物 黏度对 最终 的泡 沫黏 度也产 生 了很
出， 聚合物 一 泡沫调 驱 体系具 有 高 的阻力 系数和残 余 阻
１
６
５
４
３
２
力 系数 。气液 比为 １１ 的阻力 系数 、 ：时 残余 阻力 系数及 封堵 强度 ， 高于气 液 比分别 为 １ 均 ： ２１时的值 。 ２和 ：
表 １ 聚 合物 一泡沫 的 阻 力 系数 和 残 余 阻 力 系数
依次 平均分 布 ６个测 压 点 。驱 油 实验采 用 三层 非均 质 正韵 律物 理模 型 。 系统 回压 为 ２ ａ ０ＭＰ 。岩心 驱 替实 验
装置 如 图 １ 示 。 所
０
０． ２
０． ４
０６
０． ８
１０ ．
１２ ．
１４ ．
１． ６
注 入 倍 数 ，ｖ Ｐ
大 的 影 响 。 相 同 的 温 度 和 泡 沫 质 量 条 件 下 ， 合 物 的 在 聚
２ｍ ／ ｉ 、 液 比为 １１ ， 替 过 程 中模 型 各 测压 点 Ｌｍ ｎ 气 ：时 驱
相 对 于 出 口 的 压 力 分 布 曲线 如 图 ２所 示 。 中 Ｗ 、／ 、 图 ＰＳ
Ｎ 、 分别 表示 注 水 、 ：Ｗ 注聚 合物／ 泡剂 、 入氮 气 及 后 起 注
图 ２ 注 入 速 度 ２ｍＬｍｉ 模 型 沿 程压 力分 布 ／ ｎ时
不 同气 液 比条件 下 聚合物 一 泡沫 的阻力 系数 、 残余
阻力 系数 及 封堵 强度 见 表 １ 。封堵 强 度定 义 为生 成泡 沫后模 型 两端 的最 大压差 与模 型长 度 的 比值 。可 以看
暮 出
２ 结果 与讨 论
２１ 气液 比对 聚合 物一 沫封 堵 能力 的影 响 。 泡 气 液 比是泡 沫调 驱 过程 中重 要 的参 数 ，选 择 了 ３
种 不 同 的 气 液 比 （ ：，：， ：） 行 实 验 。 注 入 速 度 为 ２１ １ １ 进 １ ２
影 响 。在 低 的泡沫 质量 下 ， 表观 黏度逐 渐增 加 ； 而在 高