聚合物驱油技术机理及应用的综述

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国内外聚合物驱油应用发展与现状

国内外聚合物驱油应用发展与现状

国内外聚合物驱油应用发展与现状一、聚合物驱油机理聚合物驱(Polymer Flooding)是三次采油(Tertiary Recovery)技术中的一种化学驱油技术。

聚合物有两种驱油机理,一是地层中注入的高粘度聚合物溶液降低了油水流度比,减小了注入水的指进,提高了波及系数(图1和图2),从而提高原油采收率[1-6]。

二是由于聚合物溶液属于非牛顿流体,因此具有一定的粘弹性,提高了微观驱油效率[7-13],从而提高采收率。

常使用两种类型的聚合物[14],一种是合成聚合物类,如聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺等;另一种是生物作用生产的聚合物,如黄胞胶。

在长达 30 年的聚合物驱室内研究和现场试验中,使用最为广泛的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺和生物聚合物黄胞胶两种。

由于生物聚合物黄胞胶的价格比较昂贵且易造成井底附近的井筒堵塞,除了在高矿化度和高剪切的油藏使用外,油田现场都使用人工合成的部分水解聚丙烯酰胺作为聚合物驱的驱剂。

图1 平面上水驱与聚驱示意图图2 纵向上水驱与聚驱示意图二、国内外驱油用聚合物现状及发展趋势2.1国外驱油用聚合物的发展由于经济政策和自然资源的原因,国外对聚合物驱油做了细致的理论及实验研究,但未作为三次采油的主要作业手段。

驱油用聚合物的理论自80年代成熟以来,并未有较大突破,而其发展主要受限于成本因素。

理论上,在油气开采用聚合物中,可以选用的聚合物有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、生物聚合物(黄胞胶)、纤维素醚化合物、聚乙烯毗咯烷酮等[15]。

但己经大规模用于油田三次采油的聚合物驱油剂仅有HPAM和黄胞胶两类。

人工合成的驱油用聚合物仍主要以水解聚丙烯酰胺为主。

已产业化的HPAM产品包括日本三菱公司的MO系列,第一制药的ORP系列,三井氰胺的Accotrol系列;美国Pfizer的Flopaam系列,DOW的Pusher系列;英国联合胶体的Alcoflood系列;国SNF的AN系列HPAM聚合物。

聚合物驱油技术机理及应用的综述

聚合物驱油技术机理及应用的综述

聚合物驱油技术机理及应用文献综述目录聚合物溶液种类及性质 (2)聚合物驱油机理 (3)聚合物驱提高采收率的影响因素 (4)油层条件对提高采收率的影响因素1 (4)聚合物条件对提高采收率的影响4 (5)国内油田形成的聚合物驱主要技术 (7)一类油层聚合物驱油技术 (7)二类油层聚合物驱技术 (9)聚合物驱油技术应用效果 (10)大庆油田北一区断西聚合物驱油工业性矿场试验效果 (10)胜坨油田高温高盐油藏有机交联聚合物驱试注试验12 (12)大港油田港西五区一断块聚合物驱油试验效果 (14)参考文献 (15)聚合物溶液种类及性质驱油用的聚合物有下面几种,黄胞胶(天然),聚丙烯酰胺(PAM),梳形抗盐聚合物,疏水缔合聚合物等等1。

黄胞胶是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单胞多糖,具有良好的增粘性、假塑性、颗粒稳定性。

由于其凝胶强度较弱,不耐长期冲刷,以及弹性差、残余阻力系数小,现场试验驱油效果不好,还容易发生生物降解作用,因此调剖和三次采油现在不怎么样用,有待于进一步改善。

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚和共聚物的统称。

产品有三种形式,水溶液胶体、粉状及胶乳,并可以有阴离子、阳离子和非离子等类型(油田一般用粉状阴离子型产品,再者是非离子,阳离子正在发展)。

具有双键和酰胺基官能团,具有烯烃的聚合性能以及酰胺结构的性能。

具有水解、霍夫曼降解、交联等反应属性。

聚合物溶液应用过程中会发生氧化降解、自发水解、铁离子促进降解等化学反应,以及机械剪切降解和生物降解作用。

经试验证明,粘度对聚合物相对分子质量、水解度、浓度、温度、水质矿化度、流速有很多依赖性,基本上相对分子质量越高,水解度越小,浓度越大,温度越低,水质矿化度越小,流速越小,其粘度就越大。

聚合物溶液在孔隙介质中流动特性有絮凝、粘弹等特性。

聚丙烯酰胺的絮凝作用具有电荷中和和吸附絮凝两大因素,能降低聚合物在水中的有效浓度和粘度。

通过稳态剪切流动和稳态剪切流动实验,证明了聚合物具有粘弹性,一定条件下随流速增加而发展,粘弹效应是聚合物溶液提高微观驱油效率重要机理。

聚合物驱提高采收率的技术及应用

聚合物驱提高采收率的技术及应用

聚合物驱提高采收率的技术及其应用聚合物驱是一种比较有效的提高原油采收率的三次采油方法。

综述了聚合物驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了聚合物驱的驱油机理。

介绍聚合物驱油的的方法以及在现实生产过程中的应用。

石油是重要的能源化工原料,有“工业血液”之称,随着国民经济的高速发展,要求石油工业提供越来越多的石油产品。

世界各国为了满足国民经济发展对石油产量的需求,一方面加强勘探寻找新储量,一方面努力提高已开发油田的采收率,积极进行3次采油的探索与应用。

通过注入驱油剂来开采油层的残余油为强化采油(Enhanced oilRecovery,简称EOR或Improved oilRecovery,简称IOR),又称3次采油(Tertiary oil Recovery),可使采收率提高到80% ~85%。

聚合物驱就是一种比较有效的提高原油采收率的3次采油方法,它能在常规水驱开采后期,使油藏采收率再提高8%左右,相当于增加四分之一的石油可采储量。

我国对聚合物驱提高油田采收率技术极为重视,投入了大量的人力、物力进行理论技术攻关和现场试验,并取得了丰硕的成果。

特别是“七五”“八五”“九五”科技攻关及国家973项目的研究,大大促进了聚合物驱油技术的发展。

自1996年聚合物在大庆、胜利、大港等油田大规模推广应用以来,形成了1000×104t的生产规模,为国家原油产量保持稳中有升发挥了关键的作用。

以大庆油田为例,截止到2003年12月,已投入聚合物驱工业化区块27个,面积321.36km2,动用地质储量5.367×108t,投入聚合物的油水井5603口,累积注入聚合物干粉46.89×104t,累积产油6771.89×104t,累积增油2709.67×104t。

2003年,工业化聚合物驱全年产油1044.4×104t。

大庆油田聚合物驱提高采收率以其规模之大,技术含量高,居世界领先地位,创造了巨大的经济效益。

油田聚合物驱油原理

油田聚合物驱油原理

油田聚合物驱油原理
油田聚合物驱油是一种常用的增油技术,其原理是通过注入聚合物溶液,增加油层中的黏度,形成较大的剪切应力和流动阻力,促使原油顺着聚合物流动,从而增加采油效果。

聚合物驱油机理主要包括以下几个方面:首先,聚合物分子与原油分子之间存在吸附作用,这种吸附作用可以提高原油的黏度,增加流动阻力,防止原油的快速流出,从而实现增油效果;其次,聚合物本身的分子结构可以形成一定的弹性和黏性,使其在油层井道中能够形成较大的剪切应力,进一步促进原油的流动;最后,聚合物的分子结构还可以吸附油层中的金属离子和其他杂质,从而减少沉积和堵塞,保持油层的通畅性和稳定性。

聚合物驱油技术具有很多优点,如增油效果好、操作简单、节约成本等。

但同时也存在一些不足之处,如聚合物的稳定性不高、溶液粘度过高等问题,需要不断进行优化和改进。

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聚合物驱油技术探究

聚合物驱油技术探究

1 聚合物驱油机理聚合物驱油的重要机理之一就是聚合物溶液的流度控制作用,对于均质油层,一方面,聚合物驱油可以改善水油流度比,扩大波及体积。

当在用水驱油时,若M>1,说明水比原油的流动能力强,但是当指进现象发生时,由于波及系数降低大部分的油就不能被水驱替出来,而在聚合物中加入水后,就可以使容易的粘度发生变化,使其不易渗入地层之中,这样产生的结果就是溶液再也不会像以前那样随意流动了。

而且,如果在使用中使得原油的流动性大大增强,也可以使水驱油的效果得到十分明显的提高。

除此之外,聚合物中加入水后,除了能够使水的渗透能力大大降低,还可以使原油的流动能力大打折扣,这样就可以使得机械剪切作用减少,提高了聚合物的利用率。

其次,当聚合物中加入水后,还能使聚合物分子在地层孔隙中的流动能力降低,使其更易停留在孔隙中,而在低渗透部位,由于聚合物分子的剧烈降解,还能使其更容易的通过孔隙,而不会因为聚合物分子的停留堵塞小孔。

再者,当聚合物中加入水后,水就不再是不能扩大体积的液体了,而变成了可胀可缩的“海绵”,而溶液就可以在这样的水的孔隙中流动,拖拉并携带出孔隙中细长的油滴,并且可以变薄通道内的油,另外,溶液还能将这些油拉成有原油特有的“通道”,增大原油的驱替效率。

2 建立合理的配套工艺2.1 改善聚合物配制站和注入站的布局聚合物的配置中对于各方面服务有着特殊的要求,它需要几个区块提供可以共同利用的资源服务。

因此,这就产生了配制站、注入站选址布局的问题。

在此基础上,可以利用数学建模和系统规划等学科技术进行研究,以投资最少为目标,应用网络流规划方法优化布局模型,优化选择出配制站位置、个数和规模。

2.2 利用计算机对整个过程进行全程动态监控分析针对聚合物驱具有明显阶段性这一特点,可以把整个注聚区调整管理分为几个具有明显差异的工作阶段,利用计算机对注入井和油井进行全程的监控和动态分析,根据数据研究发现各个不同阶段中存在的主要问题,利用现有的技术和工艺,集合工作人员的经验和意见,逐一解决并落实问题。

聚驱驱油机理

聚驱驱油机理
聚合物驱油机理认识
作为一种非再生的化石能源,石油采收率不仅是石油 工业界,而且是整个工业界普遍关心的问题。由于石油是 一种流体矿藏,具有独特的开采方式,所以在各种矿物中
石油的采收率是比较低的。石油的采收率平均约在3O%-60
%之间,在目前条件下,当一个油藏停止开采时,油藏中 仍然残留着大量石油,而采出的油量仅占其中较少的一部 份。如何把遗留在油藏中的石油经济有效地开采出来,是 石油工作者多年来一直在不断探索的一个问题。
水溶性聚合物及其分子构象 聚合物是由大量的简单分子(单体)聚合而成的高分子 量的天然或合成的物质,又称高聚物。油田注聚合物工程 中,常用的人工合成聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺,
为柔性长链,常简写成HPAM。若由n个丙烯酰胺分子聚合
成聚丙烯酰胺,n则称为聚合度。
化学驱油机理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚合物是由很多基本结构单元连接起来的,根据基本结构单 元的化学结构,即分子内原子或原子团的种类以及它们的结合方 式,单个高分子化合物就有不同的结构形式:
稠能力主要由其分子量来决定。常用的聚丙烯酰胺的水解度为 25-30
%,平均分子量为几百万到上千万。聚丙烯酰胺不是一种单纯化合 物,它的分子量有一个分布范围,一般说来,分子量的分布范围愈 窄愈好。
化学驱油机理
在油田上应用的增稠剂一般需要具备 剪切稳定性、热稳
定性、耐盐性和抗生物降解能力,聚丙烯酰胺的水溶液
(6)聚合物驱布井方案优化技术
(7)聚合物驱油方案优化技术 (8)聚合物配制工艺技术 (9)聚合物注入工艺技术 (10)聚合物驱射孔技术
三次采油概论
聚合物驱工业化推广应用效果
注聚区块 注聚面积 动用地质储量 27个 321.36km2 5.367×108t

探讨聚合物驱油技术在过渡带油层驱油效果

探讨聚合物驱油技术在过渡带油层驱油效果

探讨聚合物驱油技术在过渡带油层驱油效果
过渡带油层是指位于油田中的低渗透率和低孔隙度区域,其特点是油藏的压力较低,油井采油的难度较大。

因此,对于过渡带油层的驱油技术的研究和应用具有重要意义。

聚合物驱油技术是一种有效的驱油方法,广泛应用于过渡带油层的油田开发中。

聚合物驱油技术主要是通过在水中添加一定浓度的高分子聚合物来形成高溶解度的聚合物水溶液,分散水分子,使其与油脱离,从而达到驱油的目的。

与传统的水驱油技术相比,聚合物驱油技术具有更好的驱油效果,并能有效地减少工业排放和环境污染。

聚合物驱油技术在过渡带油层驱油的应用效果是非常显著的。

其优点主要有以下几个方面:
一、增加油藏有效压力
聚合物水溶液可以有效地降低油藏水的流动和渗透性,并增加油藏有效压力,从而使得油藏的采收率和驱油效果得到了显著的提高。

二、提高驱油效率
聚合物驱油技术具有很好的分散能力,可以有效的将水和油分离,使得离子交换等过程发生,从而提高了驱油的效率。

此外,高分子聚合物具有良好的吸附性质,可以在井壁上吸附一些处理后的油,从而提高采收率。

三、减少地层损伤
聚合物水溶液相对于普通水来说,具有较高的黏度,对地层的侵蚀性较小,从而可以有效地去除地层内部的大油滞留。

这样,可以减少地层的损伤,降低石油开采对地质环境的影响。

四、减少排放污染
高分子聚合物具有良好的吸附能力,可以吸附和分解油中的有害物质,从而减少了排放,保护了环境。

总之,聚合物驱油技术是一种非常有效的针对过渡带油层的驱油方法,具有很好的应用前景和发展前途。

在今后的石油开采工作中,需要继续加强对聚合物驱油技术的研究和开发,推动其进一步应用于实践中。

聚合物驱油技术的研究与应用

聚合物驱油技术的研究与应用
聚区动态反 映特 点进行综合调 整是改善聚合物驱效 果的必要技术 措 施。虽然聚合 物驱工业化应用取得 了很好 的效果 . 但驱油机 理仍 有待 研究 . 下步特别要 开展聚合物分子 构效关系研究 . 进一步提高综 合性 能。同时开展聚合物驱经济评价研究 , 确定各类油藏 开展 聚合物驱的 经济技术界限. 并对方案设计 、 工艺流程设计施工 、 运行管理 效果 评价 和后续水驱进行优化 . 提高聚合物驱综合效益 。
行 了配套优化 , 形成 了新的思路和成熟的聚合物驱配套技 术 , 文对此进行 了详尽地介 绍, 本 很值 的借鉴 。
【 关键词 】 聚合物驱 ; ; 索 试验 探
聚合 物驱技术涉及 到注入参 数和注入方式 的优 化、油藏数值 模 拟、 聚合物的配制 、 聚合物溶液 的注入 、 生产方式 的改进 、 出液 的处 采 理 以及动态监测等多个环节 . 仅仅实现单项技术 的突破 . 不形成 配套 技 术就无法实现科研成果 向现实生产力 的转 化以及工业化 的推 广应 用。 为此 。 地面工艺和油藏工程等各 方面协 同攻关 , 从 形成 了具有最新 特点的聚合物驱配套技术
1建立完善的配套工艺 .
2聚合物驱分层注入研究 .
1 优化 聚合物配制站和注入站 的布局 . 1 大量的室内实验 和矿场研究表 明. 聚合物驱 的层 内和层 间调剖作 三次采油开发方式具有集中配制和分散注入 的特 点 . 聚合物配制 用是显著 的 . 层内调剖好 于层 间调剖 . 且 这就是单 层注聚效果好 于多 站必须在空间和时 间上对几个 区块提供共享服务 . 由此 . 带来 了聚合 层注聚效果的主要原 因。当一套开发层系油层较 多、 问渗透率差异 层 物配制站 、 注入站的优化布局问题。从数学 规划和系统工程的角度 出 较大时 . 聚合物驱就难 以发挥其调剖 的优势 。 因此 , 要改善多层聚合物 发, 应用网络流规划方法优化布局模型 , 以投资最省为 目的 , 化选 出配 驱 的效果 . 注采层 系进行 简化 . 对 减小层 间差异就显得 十分 重要 。目 制站个数、 规模 和位置 。 前 . 注采 研究大多是 注人工艺 的研究 . 此种方法一方 面 由于剪 分层 但 1 . 2全过程 动态分析 ・ 切严重 . 注入的聚合物 溶液粘度大 幅度下降 . 造成 另一方 面大大地增 聚合物驱阶段性强 , 与水驱相 比开采时间短 , 调整余地小 , 调整难 加 了设备 的投资 。 使经 济效 益下降 。本文 利用室 内实验 、 值模拟结 数 度大 。针对聚合 物驱特有 的动态反映特点 , 把整个注聚 区调整管理分 果 , 对分层注聚采油进行了研究 。 为注聚前调 整、 注聚前和后续注水 2 阶段 , 个 对注入井 和油井开展单 21 内实验 .室 井动态分析 、 组动态分析和 区块 动态趋 势分析 . 井 确定各 个阶段存在 211 验 条 件 .. 实 的主要矛盾 . 逐一提 出解决 问题的方法 , 并落实解 决。 实验模型是用石英砂制作的均质管式 模型 . 采用双管模型 以模拟 1 - 3分层注入法 油层 的多层情况 。模型 尺寸为 2 x Om,渗透率分别为 30 l- . 3e 5 0 x0 、 3 0 0。z 。 根据聚合物 驱吸水剖面显示 . 在笼统注入方式下 。 高渗透层 的相 15 0x1 Im。 对吸入量远高 于中 、 低渗透层 . 随着间渗透率级 差的增大 以及低 并且 聚合物 为法 国 S F 司生产 的 3 3 S 注入量 为 4 0 V m4 N 公 50 . 5P . v L 实验用 水矿化度为 5 2 mg C 2 Mg 含量 为 1 8 / 模拟油 77 / a+  ̄ L. + 0 mgL 渗透油层所 占厚度 比例的增加 . 注聚合物 的开采效果变差 。在高 渗透 层 聚合物深 液低 效注入 . 在低渗 透层聚合物驱 的动用 程度低 . 约了 粘度为 2 ~0 P 制 0 3m a 聚合物 的整体开发效果。应用分层注入技术 . 较好地解决 了层 间吸聚 2 .驱油实验及结果分析 .2 1 差异 较大的问题 . 提高 了较 差层 段的注入强度 . 制较好层段 的注入 控 驱替 实 验 中 .首 先水 驱 油 至含 水率 9 % .然后 注 入 浓 度 为 5 量, 进一步扩大 了波及体积 , 控制注聚后期综合含水 的回升速度 。 改善 1 0 m / 50 g L的聚合 物溶 液段塞 . 转注水 .直至产 出液含水 率 9 %以 再 8 了区块最终开发效果 上。 1“ . 一井一制” 4 注入法 聚合 物溶液 的注入采用合注和分注 。 合注是通过单泵控制双管注 针对注聚井的注入能力和地层 的不 同特点 . 取不 同的单井 注入 入 。 采 注入速度 为 O 6 Lm n: . m / i 分注是单 泵控制单 管 , 4 控制 两个模 型的 浓度 ( 括加 交联剂 ) 包 和段塞 注入量 , 及时进行调 整 , 由于每 1井 的注 注人量 . : 3 注入速度为 0 3 L i .m/n 2 m 入段塞均不相 同. 故把它称 为“ 一井一制 ” 注入法 。“ 一井一制 ” 注入法 实验结果表 明 . 分注效果好 于合 注分注时 . 在双 管注入量相 同情 不仅解决 了部分注人压力迅速上升 的矛盾 . 而且低 压井 高浓度 注入有 况下 , 提高采 收率 幅度最大 。 也就是说 , 分注可以有效地控制不同渗透 效地封堵 了高渗透带 , 减少 了聚全 物窜流 . 高了驱替效率。同时 . 提 对 率层 的注入量 ; 注时, 而合 主要 吸水的是高渗透层 , 低渗 透层几 乎不吸 不能正常混 注的高压井实施间歇注聚 . 保证 了高压井的正常注入 . 取 水 , 虽然高渗透层的分层提高采收率幅度较高 , 但低渗 透层没 有动用 , 得了很好 的效果 因此提高采收率幅度也 就低 15添加 交 联 剂 . 2 数值模拟研究 . 2 交联聚合物驱油是 在聚合物驱油 的基 础上发展起来 的新 型驱油 221 型 建 立 .. 模 技术 。 它是采用接 近聚合 物驱的聚合物深 液 . 加入少量缓 交联型交联 平面模型选用了四个 反五点井 网, 共有油井 四 口. 九 口. 水井 井距 剂 , 之在地层 内产生缓慢 、 使 轻度交联 , 提高地层阻力系数和残余阻力 2 0 纵 向上分两个小层 , 8m; 每小层的砂岩厚 度为 8 有 效厚度 5 上 m, m, 系数 , 改善油藏 的非 均质状况 . 在大量交联 聚合物深液 注入过程 中以 层为低渗透层 , 下层为高渗透层 , 共设计模型七个。 及弱交联和交联后溶液被后续注入液体 推动时 . 会产生像聚合物驱一 模型垂 向渗透率为平 面渗透率 的 1 初 始含油饱和度均为 O 5 %: . : 6 样的驱油效果 . 从而起到调剖和驱油的综 合作用 。随着聚合物驱油技 其他 如高 压物性 、 相对渗透 率曲线 、 岩石及 流体性质等数据都借 用了 术的 日趋成熟和聚合物驱规模的逐年加大 . 聚合物驱油技术 已成为保 孤东油 田的数值 ;网格 为 2 x 5 2 5 2 x 的均匀直角网格 系统 , 、 x Y方 向的 持持续稳产及高含水后期油 田开发水平的重要技术手段 网格步长均 为 2 m 动态模型 的聚合物特性参数是 孤东八 区聚合物驱 9 1 . 6研究方向 跟踪拟合后得到 的参数 。根据研究 目的的不同 , 建立了多个动态数据 实施多层系同时注入可明显降低单层注人风险 . 防止 管外窜 流造 模型 . 但是所 有模 型的总注入速 度基本都保 持在 01V a注 入聚合 . /. P 成 的低效注入 。 提高药剂利用率 , 同时可实现分层 、 单层 、 选层 、 多层注 物浓度为 20 m / , 聚合物溶液 0 5 V 0 0 g 注入 L .P。 2 入. 对进一 步拓展聚合物驱 发展 空间 , 提高孤东 油 田采收率具有 重要 2 .层 间渗透率差异对驱油效果 的影 响 .2 2 的理论和实践意义 首先研究 了合 注合 采过程 中层 间渗透 率的差异对 聚合物 驱效果 对工业化 聚合物驱 的高含 水、 高采 出程度 和高渗透率 区块 , 宜采 的影响。根据胜利 油区开发的实际情况 , 数模过程 中首先水驱至含水 用 6 0 V. g 0P m / L以上高浓度注入段塞 . 当最大注入量 达到 7 0 V m L 率 9 %, 0P ・ d 5 然后注入聚合物段塞 , 最后水驱 至含水率 9 %。 8 时可取得最佳技术经济效果。 此外 , 有针对性地采取分层注入 , 根据注 驱油效果表 明, 提高采收率 的幅度 最大 , 也就是 ( 下转第 3 7 ) 1页
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聚合物驱油技术机理及应用文献综述目录聚合物溶液种类及性质 (2)聚合物驱油机理 (3)聚合物驱提高采收率的影响因素 (4)油层条件对提高采收率的影响因素1 (4)聚合物条件对提高采收率的影响4 (5)国内油田形成的聚合物驱主要技术 (7)一类油层聚合物驱油技术 (7)二类油层聚合物驱技术 (9)聚合物驱油技术应用效果 (10)大庆油田北一区断西聚合物驱油工业性矿场试验效果 (10)胜坨油田高温高盐油藏有机交联聚合物驱试注试验12 (12)大港油田港西五区一断块聚合物驱油试验效果 (14)参考文献 (15)聚合物溶液种类及性质驱油用的聚合物有下面几种,黄胞胶(天然),聚丙烯酰胺(PAM),梳形抗盐聚合物,疏水缔合聚合物等等1。

黄胞胶是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单胞多糖,具有良好的增粘性、假塑性、颗粒稳定性。

由于其凝胶强度较弱,不耐长期冲刷,以及弹性差、残余阻力系数小,现场试验驱油效果不好,还容易发生生物降解作用,因此调剖和三次采油现在不怎么样用,有待于进一步改善。

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚和共聚物的统称。

产品有三种形式,水溶液胶体、粉状及胶乳,并可以有阴离子、阳离子和非离子等类型(油田一般用粉状阴离子型产品,再者是非离子,阳离子正在发展)。

具有双键和酰胺基官能团,具有烯烃的聚合性能以及酰胺结构的性能。

具有水解、霍夫曼降解、交联等反应属性。

聚合物溶液应用过程中会发生氧化降解、自发水解、铁离子促进降解等化学反应,以及机械剪切降解和生物降解作用。

经试验证明,粘度对聚合物相对分子质量、水解度、浓度、温度、水质矿化度、流速有很多依赖性,基本上相对分子质量越高,水解度越小,浓度越大,温度越低,水质矿化度越小,流速越小,其粘度就越大。

聚合物溶液在孔隙介质中流动特性有絮凝、粘弹等特性。

聚丙烯酰胺的絮凝作用具有电荷中和和吸附絮凝两大因素,能降低聚合物在水中的有效浓度和粘度。

通过稳态剪切流动和稳态剪切流动实验,证明了聚合物具有粘弹性,一定条件下随流速增加而发展,粘弹效应是聚合物溶液提高微观驱油效率重要机理。

另外聚合物溶液的注入性差会导致注入压力上升,严重时将引起地层破坏,致使聚合物驱油失败。

普通聚丙烯酰胺耐温、抗盐性能差,为此有关专家研制出梳形抗盐聚合物,经过试验,其粘度、黏温性、增稠性、热稳定性都得到大大的提高,此类产品现已经成为普通聚合物的替代品。

另外研制出一种疏水缔合聚合物,增粘及抗温、抗盐、抗剪切性能提高,但是其溶解性、注入性、稳定性不怎么好,因此还需进一步改良。

聚合物驱油机理宏观上看聚合物驱油的基本原理是通过提高注入流体的粘度,调节油藏中油水两相的流度比,达到扩大波及体积的目的。

下面我们从微观上分析一下聚合物的驱油机理。

首先改善了水油流度比(M表示),扩大了波及体积。

水驱油时,当M>1,说明水的流动能力比原油强,水的流动易发生指进现象,波及系数就低,大部分原油将不会被驱替出来。

而聚合物加入水中,溶液渗入地层能力降低,粘度就提高,溶液流动则降低。

如原油的流动能力比溶液强,溶液波及范围就得到提高,水驱油的效果则变好。

其次增加了水在油藏高渗透部位的流动阻力,提高了波及效率。

聚合物的加入水中,一方面增加了水的粘度并减少了水的有效渗透率。

另一方面在渗透高部位流动时所受流动阻力小,机械剪切作用弱,聚合物降解程度低,则聚合物分子就易于缠结在孔隙中,增大高渗透部位的流动阻力。

反之,低渗透率部位,聚合物分子降解作用强,分子回旋半径就低,反而容易通过低孔径孔隙,而不堵塞小孔径。

第三,形成稳定的“油丝”通道。

由于聚合物溶液的粘弹性作用,拖拉携带盲端残余油以及形成稳定的“油丝”通道2。

聚合物加入水中,没有弹性的水变成了具有弹性的溶液。

一方面聚合物溶液可看作可胀可缩的海绵,即“海绵效应”3。

聚合物溶液通过孔隙就像海绵通过一样,可以拖拉携带出孔隙边缘中油滴状的油以及使孔隙壁上的油膜变薄。

另外一方面聚合物溶液将残余油拉伸形成细长的油柱,然后跟下游油柱相遇即形成稳定的“油丝”通道,也可能是由于油水界面的内聚力而形成多个细小油珠,并与下游油珠结合形成稳定的“油丝”通道。

无论是“海绵”效应拖拉携带残余油还是“油丝”机理,都降低了各类水驱残余油量,提高了驱油效率。

聚合物驱提高采收率的影响因素油层条件对提高采收率的影响因素1油藏类型的影响。

如果油层含大量泥岩,那么聚合物就会被泥岩吸附。

如果是气顶油藏,或者油层具有裂缝,那么注入的聚合物会充填到气顶中,或者沿着聚合物前进造成聚合物绕流。

如此就会大大的影响驱油效果,不过对于泥岩含量非常小,我们可以多注些来弥补被吸附的聚合物,对于高孔渗大孔道或微笑裂缝可以通过调剖来改善。

根据国内大量室内试验和现场实施经验,聚合物驱适用的油藏类型是陆相沉积的砂岩油藏,砂体发育连片,不含泥岩或含量非常少。

油层非均质性影响。

当油层比较均匀时,聚合物流体推进就比较均匀,比非均质油藏推进速度慢,被聚合物流体波及到体积越大,驱油效率就越高。

当油层非均质程度严重时,体积扫油效率提高幅度就越大。

体积扫油效率和驱油效率这两个因素基本保持平衡,因而提高采收率值几乎是一样的。

不过油层非均质性较均匀时,水驱开发效果本来很好,聚合物驱提高采收率的幅度就低。

而油层非均质性不好,水驱开发效果差,聚合物驱提高采收率幅度就大。

综合考虑,油层非均质性越强(一般在0.5-0.8之间),越适合实施聚合物驱油。

地层原油粘度的影响。

当原油粘度过低,那么一般水驱后孔隙中的残余油就会很少,实施聚合物驱就没有意义。

当原油粘度过高,要想改变水油流度比,则需要更高粘度的聚合物溶液,那么要求的聚合物浓度和量就高,从而需要更强的注入压力,这就给地面工艺带来了相当大的困难。

根据国内经验,原油粘度一般在20~100mPa.s之间,适合实施聚合物驱。

油层温度的影响。

温度太低,细菌活动加剧,聚合物的生物降解作用就强,不利于聚合物驱。

温度过高,聚合物的氧化降解、水解、絮凝作用就强,粘度明显减小。

根据经验,大于70℃时,过滤因子会明显增大,注入压力则需增强。

这些情况的发生都不利于聚合物驱,因此适合聚合物驱的油层温度不能过高,一般略低于70℃。

地层水矿化度的影响。

前面已经提到配置聚合物溶液所用水质的矿化度能影响聚合物驱油粘度,同样地层水的矿化度也会降低聚合物溶液的粘度,影响聚合物驱油效果。

因此适合油藏地层水的矿化度不能太高,一般在6000mg/L。

聚合物条件对提高采收率的影响4聚合物浓度及用量对原油采收率的影响5、6。

一定程度下,聚合物浓度越大,溶液的粘度越高,驱油效果应该越好。

据李鹏华等人考察聚合物浓度对聚合物驱采收率的试验结果所得图件,如图(),从图中可以看出,原油采收率随着聚合物浓度增加而提高,然后趋于缓慢。

相同浓度原油采收率随聚合物用量增加而提高到一定程度。

从而我们可以得出一般高浓度聚合物驱油效果确实要优于低浓度聚合物浓度。

聚合物相对分子量对原油采收率的影响7。

较高分子量的聚合物具有较强的粘弹性,这样就扩大力量聚合物驱的波及体积和提高聚合物驱油效率,因此在一定范围内聚合物的相对分子量越高,其原油采收率提高值也就越大。

转注时机对原油采收率的影响。

转注时机包括不进行水驱直接进行聚合物驱,由水驱后不同阶段转为聚合物驱。

水驱前、及水驱后不同阶段对应的含水率逐渐升高。

因此根据王德民所绘初始含水率与采收率提高值关系图8,我们可以得出相同浓度的聚合物驱,注入时间越早,原油采收率提高值就越大。

不同井网条件对原油采收率的影响。

由于油藏平面非均质性严重,井距越大,井间非均质性越严重,而聚合物驱可以有效降低井间非均质性,所以在控制范围内,井间距离越大,波及效率越高,原油采收率提高值也就高。

残余阻力系数对原油采收率的影响9。

残余阻力系数是聚合物溶液注入油层前后水的流动度之比,表征吸附和捕集在岩石孔道中的残留聚合物分子对水流动的抑制能力。

根据谢峰1998.9所绘聚合物驱油效率与残余阻力系数的关系曲线,我们可以得出,在聚合物驱时,滞留在岩石孔道中的聚合物能降低渗透率改变水流通道作用,残余阻力系数增加驱油效率也就增加,原油采收率提高值则变大。

综上所述国内油田形成的聚合物驱主要技术一类油层聚合物驱油技术1、高分子量聚合物前置段塞整体调剖技术。

高分子量聚合物具有增粘效果好、渗透率下降系数优点,矿场试验效果表明,高分子量聚合物不仅可以利用现有注入工艺在低于油层破裂压力条件下向主力油层正常注入,而且还会使得油层存聚率更高、油井含水下降幅度更大、采收率提高幅度更高。

室内试验和数值模拟研究表结果还表明,将少部分高分子量聚合物作为前置段塞向油田非均质主力油层注入,可以达到整体调剖、进一步提高聚合物驱开发效益的目的。

2、高浓度大段塞聚合物驱油技术。

高浓度聚合物具有较强粘弹性,驱油效果好。

根据现场试验结果,随着注入量的增加,产油量得到很大提升。

接近700 PV·mg/L时,产油量趋于稳定。

3、交联聚合物深度调剖技术。

胶态分散可动凝胶深度调剖技术形成的凝胶可以增加阻力系数和残余阻力系数。

凝胶体系特征:成胶后的粘度增加不很明显,而阻力系数和残余阻力系数可以得到大幅度的提高;由于胶态分散凝胶具有延缓交联的性能,在实际注入过程中它可以优先进入高渗透层,并在油层深部发生交联,使高渗透层的部分孔道发生堵塞,以达到降低高渗透层渗透率的目的;驱油效果明显好于普通聚合物驱。

4、产出污水配置聚合物技术。

两种方法,一是曝氧法,向产出污水中连续吹气,其次将吹气后的污水混合到聚合物母液中,然后再将稀释后的聚合物溶液注入到油层中,优点在于可以除去污水中的微生物和还原性物质,以达到避免聚合物在油层中的生化降解和还原性物质对聚合物溶液粘度的不利影响,二是污水聚合物驱改性法,总体思路是在化学剂总投入不增加的前提下,向油田产出污水与聚合物溶液中添加适量的改性剂,使得污水配置的聚合物溶液的粘度和残余阻力系数增加,以达到改性后的污水聚合物驱油效果接近或超过清水聚合物驱的目的。

5、“一井一制”注入技术,解决了部分注聚井注入压力迅速上升矛盾,而且低压井高浓度注入有效地封堵了高渗透带,减少了聚合物窜流,提高了驱替效率。

优化工程方案,发展聚合物驱注采工艺技术,有五项配套技术:1、成功研制了高密度、大孔径、深穿透射孔新技术。

优点在于可减少孔径处对聚合物的剪切降解,尽可能地保留聚合物溶液粘度;2、形成了以保留注入聚合物溶液粘度为核心的地面注入工艺技术。

3、初步形成了适应聚合物采出液的处理技术。

包括游离水脱除、电脱水和含油污水处理;4、研究和发展了适合聚合物驱的分层注入、分层测试技术。

解决了层间吸聚差异大的问题;5、建立了一套动态监测技术。

如聚合物注入和采出的浓度、粘度和分子量测试技术等。

二类油层聚合物驱技术在主力油层聚合物驱成熟配套技术基础上进行了二类油层聚合物驱矿场试验及实践,确定了二类油层聚合物驱开发方法11,即以解决平面、层间矛盾为主,以提高聚合物驱控制程度为核心改善聚合物驱效果,弄清聚合物相对分子质量与油层渗透率的匹配关系。

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