聚合物驱油机理及影响因素研究
【采油PPT课件】聚合物驱油基础知识
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聚合物用量（PV.mg/L）
喇南一区中心井含水与聚合物用量关系
40
产 油
30 (104t)
年产油 比例 累积产油
33.8
26.74 24.4
31.15
33.07
34.50
40
年 产 油 比 30 例
（％）
20
10 2.38
0 0
19.3 18.33
11.67 8.42
喇南一区油层注聚前后流度变化
试验 区块
一区葡 I1-2
流动 系数
872
注聚前
吸水厚 流度 度(m) (k/μ)
14.8 58.7
流动 系数
注聚后
吸水厚 度（m）
流度 (k/μ)
k/μ下 降幅度 （%）
144
14.8
9.7
82.2
油井生产压差放大，产液指数下降
生产
10.0 8.0
6.07
6.75
7.08
压差
6.0 4.0 3
3.77 3
生产压差放大4.26MPa
2.0 0
150
300
450
600
750
产液 指数
4.0 3.5 3.37 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
0
3.76 2.6
150
产液指数下降幅 度62.7%
1.49
1.38
1.4
300
450
600
喇南一区生产压差、产液指数变化曲线
粘7 度
6
5
4
3 20
聚合物驱的基本原理基本段塞是影响及在的问题
聚合物驱的基本原理、基本段塞、是影响及存在的问题摘要:石油资源是我国重要的能源，与国民经济的发展和人们的生活都有着密切的联系。
随着油田资源的不断被开采，油田石油资源的不断开发，油井的含水率不断的上升，石油资源的开发难度逐渐的增加，如何有效的开采油藏的剩余原油，越来越受到研究人员的重视。
文章通过实验得到，通过采用高浓度和高分子量的聚合物可以提高原油的采收率，文章分析了聚合物驱油的作用过程，改善了聚合物驱油的效果，从而提高了油田原油的采收率，促进了油田开发效益的提高关键词: 聚合物驱油原油采收率基本原理基本段塞影响、问题1972年，在大庆油田开展小井距的聚合物驱试验。
聚合物驱在大庆、胜利等油田已进入工业化应用阶段。
大庆油田的聚合物驱成为世界上最大的聚合物驱项目。
1997年，累计注入聚合物干粉23700t，工业应用面积达101.3km2，全国聚合物驱年增产原油达303万t。
2000年，聚合物驱年增产原油达500万-700万t。
一、聚合物驱的概念以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。
也称为：聚合物溶液驱、聚合物强化水驱、稠化水驱、增粘水驱。
二、聚合物驱提高采收率的作用原理基本原理——增大水的粘度——降低了水的流度——减小水油流度比——抑制水的指进——提高波及系数——提高原油采收率（如图4-2）聚合物驱有更高的平面波及效率－提高了采收率（如图4-3）。
有更高的纵向波及效率－提高了采收率（如图4-4）、图4-2 水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线图4-3 水驱与聚合物驱的平面波及效率图4-4 水驱与聚合物驱的纵向波及效率K2>k3>k1三、聚合物驱提高采收率，主要通过下列机理：1、增粘机理聚合物可通过增加水的粘度，降低水油流度比，从而提高波及系数。
聚合物之所以能增加水的粘度，主要由于：（1）水中聚合物分子互相纠缠形成结构；（2）聚合物链节中亲水基团在水中溶剂化；（3）若为离子型聚合物则其在水中解离，产生许多带电符号相同的链节，使聚合物分子在水中所形成的无规线团更松散，因而有更好的增粘能力。
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。
浅谈聚合物驱油的影响因素
素 有 注 入 浓 度 、注 入 时 机 、 聚合 物 用 量 等 ， 聚 时 机 越 早 聚 合 物 驱效 果 越 好 。 注
参考文献 ：
层厚 度增 加 而 增 大 。 另 外 由 于 垂 向 非 均 质性 的存 在 ， 合 物 注 入 后 ， 可 以 自动 聚 其
调节 高低 渗部 位 的 吸 液 量 比 例 ，层 间 调
４ ７５ ５ ５ ６２５ ｇ Ｐ ）时 的 聚合 物 ３ ．、２ 和 １．ｍ ／ Ｖ Ｌ・
驱 效 果 。 果 表 明随 着 聚 合 物 用 量 增 加 ， 结
二 、 开发 历 史 因 素 对 驱 油 效 果 的 影
响
吨 聚 合 物 增 油 量 有 所 下 降 。聚 合 物 驱 提
高 采 收率 值 逐 渐 增 加 。
度的减小 ， 水下降幅度减小。 含
三 、 产 因素 对 驱 油 效 果 的 影 响 生 注入 浓度影 响聚合 物溶液 黏度 ， 从 流 度 比的 角 度 看 ， 聚合 物 溶 液 黏 度 增 加 就 等 于 降 低 了 原 油 黏 度 。聚 合 物 段 塞 的
３影 响 聚合 物 驱 效 果 的 主要 生 产 因 ．
浅谈聚合物驱油的影响因素
高 浩
（ 庆 油 田有 限责 任 公 司 第 四采 油 厂 第 三 油 矿， 大 大庆 １３ ０ ） ６０ ０
【 摘
要】 聚合物驱油 简称聚驱 ， 它是在水中加入聚合物 ， 增加水 相黏度 ， 改善油水 流度比 ， 达到提高采收率的 目的。聚
驱作 为提高采收率的一种有效措施 ， 已经得到了广泛应用 ， 但对于它的某 些理 论和机理仍然还未认 识清楚 ． 从而影响到
化 规 律 有 较 大 的影 响 。 随着 聚驱 控 制 程
聚合物驱采出液化学破乳机理研究
聚合物驱采出液化学破乳机理研究
聚合物驱采出液化学破乳是指在油藏中使用聚合物驱进行采油过程中，通过添加特定的化学剂破乳，打破聚合物与油水混合物的胶束结构，使之发生液化，便于产油。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究主要包括以下几个方面：
1. 聚合物的胶束结构
聚合物驱采油过程中，聚合物通过形成胶束结构与油水混合物发生作用。
胶束是由聚合物链组成的微观结构，具有亲油链段和亲水链段。
亲水链段与水分子发生作用，亲油链段与油分子发生作用。
了解聚合物的胶束结构对于破乳机理研究具有重要意义。
2. 破乳剂的作用机理
破乳剂是指能够打破聚合物胶束结构的化学剂。
破乳剂可以通过多种机理发挥作用，如改变胶束的亲水性、减少界面张力、破坏聚合物链的结构等。
破乳剂的选择与使用对聚合物驱采出液化的效果有着重要的影响。
3. 温度对破乳效果的影响
温度是聚合物驱采出液化破乳的重要因素之一。
提高温度可以降低液体的粘度，增加聚合物链的活动度，有利于破坏胶束结构，促进液化。
研究温度对破乳效果的影响，可以为聚合物驱采出液化的优化设计提供理论基础。
4. 油水相互作用机制
在聚合物驱采出液化过程中，油水相互作用对于破乳效果具有重要影响。
油水相互作用可以通过改变界面张力、溶解度等影响聚合物胶束的结构和稳定性，从而影响聚合物驱采出液化的效果。
研究油水相互作用机制可以为破乳机理的深入理解提供理论依据。
聚合物驱
一、聚合物驱概念
聚合物驱是以聚合物溶液为驱油剂的驱油法，属化学驱。 也称为：
聚合物溶液驱 聚合物强化水驱 稠化水驱和增粘水驱。
二、提高采收率的机理
机理：聚合物驱通过降低水油流度比，提高驱动 液的波及系数，从而提高采收率
减小水油流度比 抑制水的指进
提高波及系数
提高原油采收率
水油流度比
w k w ko k w o M wo / o w o ko w
水溶性好；
具有较高的相对分子质量；
注入性好；
溶液具有一定的热稳定性及抗剪切降解能力； 具有较好的化学稳定性； 生物稳定性较好； 对油层和环境无污染； 来源广，易于运输，价格便宜。
1、聚丙烯酰胺（ HPAM）
聚丙烯酰胺是丙烯酰胺（简称AM）及其衍生物的 均聚物和共聚物的统称，工业上凡含有50﹪以上的AM 单体的聚合物都泛称为聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺是一种线型水溶性高分子化合物，相对分 子质量高（105~107），水溶性好，是水溶性高分子化合 物中应用最为广泛的品种之一。1893年有Mourell用丙烯酰 氯与氨在低温下反应制得，1954年首先在美国实现商业化 生产，用于铀矿工业，从铀盐水溶液中除去微小杂质。20 世纪60年代初开始生产聚丙烯酰胺，主要用于净化电解用 的食盐水，当时生产规模很小，直到1979年，由于石油开 采工业的需要，其产量才大幅度增长，在石油开采的钻井、 固井、完井、修井、压裂、酸化、注水、堵水调剖、三次 采油作业过程中，都要用到聚丙烯酰胺，特别是钻井、堵 水调剖、三次采油领域应用更为广泛。
聚合物驱
小组成员： LOGO
前言
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 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。 LOGO
聚合物驱油机理.pptx
石表面润湿性和毛细管液阻效应的存在，水驱后还存在着大量的残余油。这些残
余油以簇状、柱状、孤岛状、膜（环）状、盲状的形态滞留在孔隙介质中。那么
， 聚合物驱能否把这些残余油驱动呢？研究表明：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
段原油不能得到有效的开采。
在不考虑重力影响的前提下，我们可以给出高渗透率层段水突破之前任一注
水阶段时两层段间吸水量之比：
q1 1
K1Krw1 K1Kro1
w
o
o Krw1 Kro1 K1 • w
q2 2 K 2Krw2 K 2Kro2 K2 o Krw2 Kro2
w
o
w
K1＞K2
2
一 寸 光 阴 不 可轻
在水驱油条件下，水突破油层后采出液中油的分流量为：
KKro
fo
λo λw λo
μo KKrw KKro
μw μo
该式经简化得出：
fo
1
1
o •
Krw
w Kro
100
经济极限含水 90
含水率，
80
70
60
50 0.4
μo/μw=15 μo/μw=1
0.5
0.6
0.7
0.8
含水饱和度，Sw
不同油、水粘度比时采出液含水率随水饱和度变化关系曲线
残余油与流过其表面的驱替液之间的粘滞力可用下式表示： τ＝dv/dz·μr
式中： τ——两相流体间的粘滞力； dv/dz——两相流体的界面速度梯度； μr——两相流体间的界面粘度。 聚合物溶液与残余油之间的界面粘度远远高于注入水与残余油间的界 面粘度值。
聚合物驱油技术研究
聚合物驱油技术研究摘要：近年来国内外聚合物驱油技术研究得到长足发展，对聚合物的驱油机理，地质条件及聚合物的驱油方案的研究应用都有详细的介绍，文章重点对聚合物的驱油地质条件及机理进行了探讨，进而提出适合我国驱油的聚合物技术方案。
关键词：聚合物；驱油；条件；方案1聚合物驱油基本原理关于聚合物的驱油机理，目前尚未取得一致的认识。
但普遍认为，与其他化学驱相比，聚合物驱的机理较简单，即聚合物通过增加注入水的粘度和降低油层的水相渗透率而改善水油流度比，调整注入剖面，扩大波及体积，提高原油采收率。
1.1聚合物的作用注入油层的聚合物将会产生两方面的重要作用：一是增加水相粘度，二是因聚合物的滞留引起油层渗透率下降。
两方面共同作用的结果是引起聚合物的水溶液在油层中的流度明显降低。
因此，聚合物注入油层后，将产生两项基本作用机理：一是控制水淹层段中水相流度，改善水油流度比，提高水淹层段的实际驱油效率；二是降低高渗透率的水淹层段中流体总流度，缩小高低层段间水线推进速度差，调整吸水剖面，提高实际波及系数。
聚合物驱较好地解决了影响采收率的因素，其基本机理是提高驱油效率和扩大波及体积。
主要表现为两个作用。
其一，绕流作用。
由于聚合物进入高渗透层后增加了水相的渗流阻力，产生了由高渗透层指向低渗透层的压差，使得注入液发生绕流，进入到中、低渗透层中，扩大注入水驱波及体积。
其二，调剖作用。
由于聚合物改善了水油流度比，控制了注入液在高渗透层中的渗流，使得注入液在高、低渗透层中以较均匀的速度向前推进，改善非均质层中的吸水剖面，达到提高原油采收率的作用。
1.2提高水驱油效率聚合物驱提高了岩石内部的驱动压差，使注入液可以克服小孔道产生的毛细管阻力，进入细小孔道中驱油。
其作用主要表现在三个方面：其一，吸附作用。
由于聚合物大量吸附在孔壁上，降低了水相流动能力，而对油相并无多大影响，在相同含油饱和度下，油相的相对渗透率比水驱时有所提高。
其二，粘滞作用。
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工 业 技 术
２０１１ ＮＯ．３４Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
聚合物驱油可在水驱基础上提高采收率１０％ＯＯＩＰ左右。
聚合物浓度越高，采收率越大；越早转注高浓聚合物，采收率越大。
因此，尽可能采用最高浓度的聚合物，尽可能早地转注高浓聚合物，不仅采收率可大幅提高，而且经济效果越好。
1 聚合物驱油机理
聚合物驱油是６０年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。
深入进行聚合物驱的研究，对改善油田开发效果，保持原油稳产，提高原油最终采收率具有重要意义［２］。
（１）提高宏观波及系数（V E）。
聚合物注入地层后，会提高注入水的粘度，降低水相渗透率，使得油层吸水剖面得到调整，平面非均质性得到改善，水洗厚度增加，扩大了水相的波及体积，从而提高宏观波及系数。
（２）提高微观驱油效率（
D
E）。
只要选择合适的油藏，有正确的注入体系设计，聚合物驱可提高采收率１０％以上［３］。
国内外专家认为，这是由于聚合物在一定注入速度下具有粘弹效应，从而提高了微观驱油效率。
聚合物驱替机理主要有：（１）粘弹性聚合物溶液对孔隙盲端中残余油的拖拉携带。
（２）聚合物溶液对连续油膜的携带机理。
（３）粘弹性聚合物溶液对孔喉处的残余油的携带机理。
（４）聚合物溶液的粘弹性对圈闭残余油的携带机理。
2 聚合物驱油影响因素
由于聚合物驱主要是利用聚合物提高注入水的粘度，降低水油流度比，因此，聚合物水溶液的粘度大小，直接影响聚合物驱的效果，是聚合物驱油的主要影响因素［２］。
（１）聚合物的结构及浓度的影响。
聚合物分子越大，聚合物相互缠绕的程度越大，聚合物溶液的粘度越大。
水解度是影响聚合物溶液粘度的重要因素，一般水解的聚丙烯酰胺要比相应未水解的聚丙烯酰胺的视粘度高，这主要是由于已水解分子上的电荷能使聚合物分子的链最大限度展开，并由此提高了溶液的视粘度。
聚合物的浓度也是影响聚合物溶液粘度的一个重要因素。
因为聚合物的浓度越大，被溶解在水中的聚合物分子越多，分子
相互缠绕的机会明显增多，聚合物溶液的
粘度增加。
但这种缠绕作用同时伴随着剪
切应力增加，使其具有明显的的假塑性特
性，即溶液的粘度更易受剪切应力的影响。
聚合物浓度较低时，溶液的粘度较低，受剪
切的作用相对比较小，溶液接近于牛顿流
体的特性。
（２）油藏岩石类型的影响。
降低聚合物
在地层中驱油效果的一个重要因素是聚合
物在岩石表面的吸附。
产生吸附使溶液中
聚合物的浓度下降，另外降低渗透率，增加
油水的流动阻力。
吸附不仅与聚合物的性
质有关，还与岩石的类型及矿物组成有关。
不同的岩石，在地层水中及岩石表面产生
的离子也不同，有些离子与聚合物的离子
相互作用，产生沉淀物质，或者进行自由基
取代，使聚合物降解，聚合物溶液的粘度下
降。
因此，用聚合物驱油时必须考虑岩石的
组成。
（３）地层水矿化度的影响。
地层水矿化
度增加，聚合物在岩石表面上的吸附量越
大，会使聚合物溶液的有效浓度下降，粘度
降低。
除此之外，矿化度增加，水中的离子
与聚合物分子链上的离子之间的排斥力增
大，聚合物分子伸展的能力大大降低，聚合
物溶液的粘度下降。
另外，矿化度的增加，
使聚合物对剪切更加敏感。
（４）注入速度的影响。
聚合物溶液的粘
度受剪切的影响是很大的，特别是聚丙烯
酰胺。
聚合物溶液的流动速度越大，即剪切
速率越大，其溶液的粘度下降的越快。
（５）注入水水质的影响。
注入水的水质
直接影响聚合物驱的效果。
在水注入地层
之前，一般必须进行必要的处理，以减小上
述因素对聚合物驱油效果的影响。
如在水
中加入除氧剂或抗氧剂等，抑制聚合物的
氧化，同时会使水中的高价阳离子还原成
低价阳离子，减少聚合物的聚结、胶凝等。
随着温度的增加，聚合物溶液的粘度下降
很快，同时，聚合物的化学及生物降解也会
加重。
因此，在选择聚合物驱时，必须考虑
油层温度的高低。
3 聚合物驱油对油层的要求
由于聚合物驱油受油层条件和岩石组
成的影响，因此，聚合物驱油时必须考虑油
层条件［４］。
（１）油藏几何形状和类型：对于具有气
顶的油藏，或者地层具有裂缝、孔洞的油层
不能应用聚合物驱。
因为注入的聚合物会
充填到气顶中，或者沿着裂缝前进造成聚
合物绕流，而不能在多孔介质中的孔隙中
流动降低流体的流度。
（２）油层岩石为砂岩，
不含泥岩或含量非常少，岩石平均渗透率
最好大于１００×１０－３μｍ２。
（３）原油性质在很
大程度上决定了聚合物驱是否可行。
原油
粘度越高，聚合物驱对流度比改善越大。
一
般原油粘度在５ｍＰａ·ｓ到５０ｍＰａ·ｓ之间比较
适合聚合物驱。
此外，地层的含油饱和度必
须大于残余油饱和度，而且含油饱和度越
高，聚合物驱效果越好。
（４）油层温度：聚合
物驱的油层温度不能太高。
多数聚合物在
７０℃左右，其性质会发生变化，聚丙烯酰胺
在７０℃表现出很强的絮凝倾向高温下降解
反应会加速，吸附量增大。
（５）地层水的性质
是聚合物筛选的重要依据之一。
如果地层
水矿化度很高，就必须选用耐盐性能好的
聚合物，或者用淡水对地层进行冲洗。
4 结语
（１）聚合物浓度越高，采收率越大；越早
转注高浓聚合物，采收率越大。
（２）在水注入
地层之前，必须进行必要的处理，以减小聚
合物驱油效果的影响。
（３）在选择聚合物驱
时，必须考虑油层温度的高低。
参考文献
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入提高采收率研究［Ｄ］．大庆石油学院硕
士论文．２００６：１－２．
聚合物驱油机理及影响因素研究
周易辰1王建辉2袁莹2
(1.大庆油田储运销售分公司; 2.大庆油田测试技术服务分公司黑龙江大庆163000)
摘要：聚合物驱油在我国已形成大规模的推广和应用。
本文针对二类油层聚驱进行优化，以提高原油采收率和经济效益。
本文介绍了
聚驱的发展状况，叙述了聚合物的性质及聚合物驱油机理，揭示了聚合物浓度与采收率的关系。
关键词：高浓聚合物；聚合物驱油
中图分类号：ＴＥ３５７文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１１）１２（ａ）－００６５－０１
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科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ。