聚合物驱油技术研究
海上油田聚合物驱配套技术研究
２０ ０５年 １ 月开始 的井组 注聚矿场试验 ， １ 在聚合 物 驱 实施 基 础上 ， 过 ８年研 究 ， 经 采油 技术 服 务分公 司 研究建立一套完善的海上 油田聚合 物驱配套技术 ，
为海 上油 田聚合 物驱 研 究 与实 施 做 出 了重 要 贡 献 。 具体包括 ：． ａ新型耐温、 抗盐聚合物室内筛选及评价 技术 ；． 上 油 田聚 合物 驱油 藏 工程技 术 ；． 上 油 ｂ海 Ｃ海 田聚合 物 驱 开 发 方 案 设 计 和 开 发 指 标 评 价 技 术 ； ｄ 聚合物 驱 调剖 、 窜技 术 ．． 聚设备 的研 发 和 现 ． 防 ｅ注 场施 工服 务 技术 ；． ｆ聚合 物粘 度 保 持技 术 ；． 聚 井 ｇ注
５ 中国工程科 学 ０
体系， 覆盖了聚合物理化性能 、 溶液性能、 渗流规律、 驱油 性 能这 ４个 大项 、２个 小 项技 术 指标 。 ３
２２ 海 上油 田聚 合物 驱 开发方 案 设计 和开 发指 标 ． 评价 技 术
田平台寿命为开发指标的聚合物驱预测评价方法。 在提高采收率 幅度上 ， 海上油 田工作者也提 出 了 自己的观点 和认 识。陆上 油 田大庆提 高采收率 １ ０％ 一 ２％ ， １ 胜利油 田提高采收率 ６％ 一 ２％， ｌ 平
１ 前 言 刖舌
聚合物驱作为高含水油田提高采收率的一项重 要技术 ， Ｊ在我 国陆地油 田取得了很好 的降水增 油 效果 ， 提高 采 收率 幅度 达 ｌ ０％ 以上 。 ２０ 年 ， ０ ３ 中国海洋 石油总公司 （ 以下简称 中海 油） 首次在 渤海 油 田开 展 了聚合 物驱 单井 注入试 验， 取得了良好 的效果 。随着海上油田开发的进行 ，
１１ 亿 ｍ ， ．１ 。取得了明显的增油 降水效果 ， 累计增油
国内驱油技术研究及应用
国内驱油技术研究及应用摘要：目前国内老油田处于高含水期，通过驱油技术提高采收率是当前研究热点，本文本文综合介绍近年来国内聚合物驱油、微生物驱油和注气驱油技术研究即应用情况，分析了各种驱油技术的优缺点。
关键词：聚合物微生物目前，国内老油田，如大庆油田、胜利油田等，每年新增可采储量不足，主体油田已经进入年产量下降的阶段，且处于高含水期，如何提高老油田的采收率是目前国内采油研究热点问题。
国内陆地上约80%的油田采用注水的方式进行开发，但由于陆相沉积油藏的非均质性导致采收率较低，仅能达到20%～40%。
若想进一步提高采收率，采用其他驱油技术，如聚合物驱油、微生物驱油、注气驱油等是非常有前景的。
本文综合介绍近年来国内驱油技术的热点研究及应用进展。
一、聚合物驱油1.聚合物驱油基本原理聚合物驱油是指将易溶于水的高分子聚合物加入注入水中，改善油水粘度比，从而扩大波及体积，，最终达到提高原油采收率的方法。
它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，导致高渗透层与低渗透层之间的存在一定压力梯度，注入液进入到较低渗透层，这扩大了注入水驱波及体积。
其二，调剖作用。
聚合物改善了水油流度比，控制了高渗透层中的渗流，这样注入液在高、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。
2.聚合物驱油技术研究及应用大庆油田王德民等[1]在室内研究的基础上，进行了现场试验。
通过在大庆油田多年的聚合物驱油生产实践过程，发现采用聚合物驱油采收率提高了12 %～15 %，驱油效率和体积波及系数是影响总体采收率提高的重要因素，贡献各占50%。
另外，配置聚合物用水的矿化度、聚合物分子量及聚合物注入对采收率影响很大。
通过调整注入和产出剖面及调整注入和产出速度，有利于获得一个较为均匀的聚合物前缘。
聚合物技术发展成熟后，其经济效益明显。
胜利油区自1992 年开展聚合物驱先导试验以来，聚合物驱在规模不断扩大，聚合物驱油技术在胜利油区的工业化推广应用取得了较好的增油降水效果，经济效益显著[2]。
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。
- 1 -。
驱油用耐温抗盐聚合物研究进展
驱油剂 存在 一定 的局 限性 和技术 弱点 ， 响到 聚合 影
物驱技 术 的应用 规模 和范 围 ， 限制 了其 应 用经济 效 益 的进 一步 提高 ， 具体 体现在 以下 几个 方 面 ］ 。
收稿 日期 ： ０ ００ ： 回日期 ： １０ ２ ２ ９９５改 ０ ２ ０ １３ ０
作者简介 ： （９５一）男 ， ０ 年毕业于 中国石油大学 （ 梁伟 １８ ， ２ ７ ０ 华东 ） 船舶 与海洋 工程专业 ， 现为该校油气田开发工程专业在 读硕士研究 生 ， 从事油 田化 主要
技术 已经在 大庆 、 利 等 低 温 、 盐 油 田应 用 并 取 胜 低
得 良好 效果 ， 在 研 究 和 应 用 中发 现 ， Ｐ Ｍ 作 为 但 ＨＡ
聚合 物 驱 油 。因 此 ， 解决 聚合 物 的耐 温 性 能 ， 扩大 其 应 用领域 是 迫切需 要解 决 的技术 难题 。
（ ）Ｈ Ａ 的耐 盐 性 能 差 。 Ｈ Ａ 具 有 明显 ４ ＰＭ ＰＭ
的有 效途 径 。 ． ．
关键 词 ： 型 聚 合 物 ； 温抗 盐 ； 高采 收 率 ； 子 结 构 ； 究 进 展 ； 展 趋 势 新 耐 提 分 研 发 中 图分 类 号 ：Ｅ ５ Ｔ ３７ 文献标识码 ： Ａ
前
言
随着 油 田开发 的不 断 深入 ， 含水 率 逐 渐 上 升 ，
广泛 的应用 ， 并且 取得 了显 著 的增 油 降水效 果 和 良 好 的经济社 会 效 益 Ｊ 。三 次 采 油 技 术 的主 剂 是 聚合 物 ， 其原 理是 通过 提高水 的 波及 系数来 提高 原
油采 收率 。在油 藏地质 条件 一定 时 ， 聚合物 驱油 的 效 果 主要 取决 于驱 油 用水 溶 性 聚 合 物 的性 能 。 目 前 驱油 用 的 聚 合 物 主 要 是 部 分 水 解 聚 丙 烯 酰 胺
水驱和聚合物驱后可动凝胶驱油效果的研究
凝胶粘度／ Ｐ ・ ｍ ａＢ
４ ４ ４ ５ ４ ． ３ ３ ３ ２ ３ ． ６． ２． ０ ３ ７． ７． ６ ４ ６５ ６ ８ ２ ８ ． ８ ３ ８ ８ ８ ． ． Ｏ． ５ ８ ４． ２． ３ ５ ７ ２ ８ ３ ９ ． ９８ ７ ９ ８ ９ ． ５． ９． ６ ８ ． ８． ７ ２
１ ５． ６ ６ ９ ９ ３ ９１ ４ ９ ． ９ ９ ６ ２ ７ ５ ． ８ ８． ２． ７１ ３ ６ ．
由表 １ 可看 出 ， 随着时 间增加 ， 可动 凝胶 的粘 度远 大 于纯 聚合 物 ， 说 明发 生 了交 联 反 应 。综 这
多， 主要有聚合物的性质 、 聚合物浓度 、 聚合物与 交联剂用量 比、 水矿 化度、 Ｈ值、 ｐ 温度等 。辽 】 河油 田锦州采油 厂锦 ｌ ６块油 层温 度在５ ６℃左 右， 原始地层水矿化度４５０ｍ ／ ， ０ ｇＬ 产出水矿化度 ２ ０ ～ ０ ｇ Ｌ ｐ ０ ３５０ｍ ／ ，Ｈ值 ７ ８ 此 自然条件均有 ０ ～ ，
２ １ ４月 ０ ０年
柳荣伟 ． 驱和聚合 物驱后 可动凝胶驱 油效果 后 可 动 凝 胶 驱 油 效 果 的研 究
柳荣伟
（ 中石油辽河油 田分公司钻采工艺研究院 ， 盘锦 １４ ｍ） ２ｏ 摘 要 以聚丙烯酰胺和 自制的柠檬酸铝制备可动凝胶 ， 在锦 ｌ 的地层条件下 ， ６块 确定 了其
最佳配方 ： 聚丙烯酰胺浓度 为１ ０ ｇ Ｌ 柠檬酸 铝浓度为３ ｇＬ 稳定 剂浓度 为 ４ ｇ Ｌ 利用 ０ｍ ／ ， ０ ０ｍ ／ ， ０ｍ ／ ， 室 内驱替实验装置 ， 研究 了水驱 和聚合物 驱后可动 凝胶 的驱 油效果 。结果 表明 ， 驱和 聚合 物驱 水 后可动凝胶驱能进一步提高采收率 ， 平均总采 收率 提高 了２ ．７ 。通过机理 分析指 出， ３５％ 可动凝胶 优先进 入低 阻力 的大孔道 ， 改善 了注入水的波及效率 ； 可动凝胶 的主要作用是 驱替 ， 而调剖 只是前 期或暂时的效果 。 关键词 可动凝胶 聚合 物驱 提 高采收率 驱替试验
聚合物驱提高石油采收率的驱油机理
1 聚合物驱提高石油采收率的驱油机理聚合物的驱油机理主要是利用水溶性高分子的增粘性，改善驱替液的流度比，在微观上改善驱替效率、并且在宏观上能提高平面和垂向波及效率，从而达到提高采收率的目的。
以下是水油流度度比的定义式：Mwo=(1)经典的前沿理论认为，降低油水流度比，能够改变分流量曲线。
聚合物驱的前沿含油饱和度和突破时的的含油饱和度都明显高于水驱，这表明聚合物驱能降低产出液含水率，提高采油速度，具有更好的驱替效果；(2)聚合物驱通过改善水驱流度比，可以改善水驱在非均质平面的粘性指进现象，提高平面波及效率;在垂向非均质地层，聚合物段塞首先进入高渗层，利用高粘度特性“堵”住高渗层，使后续水驱转向进入低渗层，增加了吸水厚度，扩大了垂向波及效率。
以下是聚合物驱和水驱的对比聚合物驱和水驱的波及系数(3)聚合物在通过孔隙介质时发生吸附、机械捕集等作用而滞留，改变了聚合物所在孔隙处的渗透率。
被吸附的聚合物分子链朝向流体的部分具有亲水性，能降低水相相对渗透率而不降低油相相对渗透率，即堵水不堵油;同时聚合物的滞留能增加阻力系数和残余阻力系数，表明渗流阻力增加，引起驱动压差增大，有利于驱动原来不曾流动的油层，提高油层波及体积。
(4)由于聚合物溶液粘滞力的作用，使得其很难沿孔隙夹缝和水膜窜进，在孔道中以活塞式推进，克服了水驱过程中产生的“海恩斯跳跃”现象，避免了孔隙对油滴的捕集和滞留。
（5）另外，聚合物溶液具有改善油水界面粘弹性的作用，使得油滴或油膜易于拉伸变形，更容易通过狭窄的喉道，提高驱油效率。
2 驱油用聚合物的性能要求通过对聚合物驱油机理的分析，可以知道驱油用水溶性聚合物的性能指标主要是能增加油水流度比，即具有增粘性。
另外，聚合物溶液由于要在地层条件下能通过多孔介质运移传播，并最终被采出地面。
所以还应具有滤过性、粘弹性、稳定性以及无污染性等性能(1)增粘性。
应该尽量获取在较低浓度下就具有较高表观粘度的水溶性聚合物。
驱油用化学聚合物性能评价实验
大波及体积，提高采油速度和原油采收率。聚合物溶液的增黏性能是其驱油特性的最主要参数，影响聚合物黏
度的主要因素有聚合物的分子结构、分子量、浓度、地层水或注入水矿化度、温度以及地层剪切作用。通过评
价聚合物的增黏性能、耐盐性、抗剪切性，评价比较聚合物的驱油能力。通过室内实验，测定了 4 种聚合物 A、
B、C、D 的黏浓曲线，得到了聚合物剪切前后的黏度数据，以及聚合物在不同矿化度时的黏度。 关 键 词：化学聚合物； 三次采油； 驱油； 实验
聚合物驱油是指将水溶性高分子聚合物注入到 油层中，驱动原油采出，从而增加采油速度、提高 原油采收率的方法。聚合物驱油是在水驱基础上发 展 起 来 的 三 次 采 油 提 高 采 收 率 （ Enhanced Oil Reovery）技术[1]。对于油田开发而言，利用地层天 然弹性能量和溶解气驱采油，称为一次采油，地层 原油采收率采收率一般 5%~10%；一次采油过程 中，地层能量递减迅速，表现为地层压力下降， 当地层能量枯竭到一定水平时，依靠弹性能量已 经无法采油。若不能采取措施补充地层能量，油 田将会废弃[2]。采用注水或注入气体补充地层能量， 使得地层原油在一定的地层能量或压力下被采出， 这是二次采油，一般可以采出 30%~40%地层原油。 经过一次、二次采油后，地下原油采收率一般只有 约 34%，地下还有原油有待采出，即需要通过三次 采油方法提高采收率。
LIU Jian-feng, ZHENG Kai-bing
(PetroChina West Drilling Engineering Co., Ltd. Oil Testing Company, Xinjiang Karamay 834000, China)
Abstract: The principle of chemical polymer flooding is to increase the viscosity of injected water with water-soluble polymer, thereby improving the mobility ratio and expanding the sweep volume to improve oil recovery rate and crude oil recovery. Viscosity enhancement of polymer solution is the most important parameter of its oil displacement characteristics. The main factors affecting polymer viscosity include polymer molecular structure, molecular weight, concentration, salinity of formation water or injection water, temperature and formation shear action. In this paper, the oil displacement ability of the polymer was evaluated and compared by evaluating the viscosity increase performance, salt and shear resistance of the polymer. The viscosity-concentration curves of four polymers A, B, C and D were measured by laboratory experiments. The viscosity data before and after shearing and the viscosity of polymers at different salinities were obtained. Key words: Chemical polymer; Tertiary oil recovery; Oil displacement; Experiment
聚合物驱油体系用杀菌剂的研究与分析
聚合物驱油体系用杀菌剂的研究与分析王伟;李辉;汪娟娟;王淼【摘要】Two kinds of fungicides named dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride(1227 )and Kathon 886 were experimentally tested in the lab individually or mixed use in order to investigate their sterilization rate and compatibility with polymer. Test results indicate that the mixed usage of two agents with the mass ratio of 1∶3 (1227∶Kathon886)achieves better effect than two kinds of fungi-cides used individually and exhibits a high compatibility with polymer for enhanced oil recovery (EOR), indicating the synergetic effect exists. Under the conditions of no oxygen atmosphere,53 ℃ and 90 day aging,the polymer viscosity retention rate is 64.7%. It is concluded that the composite fungicide can be used as a new type of high-effect fungicide in polymer flooding for tertiary oil recovery process.%考察了十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）、异噻唑啉酮（Kathon 886）两种杀菌剂单独使用、复配使用时的杀菌效果和与聚合物的配伍性。
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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。
由于聚合物的粘弹性加强了水相对残余油的粘滞作用，在聚合物溶液的携带下，
残余油重新流动，被挟带而出。其三，增加驱动压差。聚合物提高了岩石内部的
驱动压差，使得注入液可以克服小孔道所产生大的毛细管阻力，进入细小孔道中
驱油。总之，聚合物驱油提高采收率是由两部分组成的：一是聚合物在高渗透层
中强化采油，将一部分残余油驱出，提高了水驱油效率约6％；二是聚合物驱扩
大了水驱波及体积，提高了中、低渗透层的采出程度，约提高采收率7％。
2 聚合物驱油的适合条件
2.1 聚合物的筛选
聚合物驱油时，地层岩石、流体等的复杂性会影响聚合物的驱油效果。在油
田上应用时，对于聚合物的选择，必须从驱油效果和经济上综合考虑，同时与油
藏性质相匹配，因此，油田应用的聚合物应满足以下条件：具有水溶性；具有非
牛顿特性和明显的增粘性；化学稳定性良好；剪切稳定性；具有抗吸附性；在多
孔介质中有良好的传输性；来源广，价格低，以便在油田上能够实现较低成本的
广泛应用。能够同时满足以上要求的聚合物很少，在应用时，应根据油层条件选
择适当的聚合物。
2.2 适合聚合物驱的油藏地质特点
并非所有油藏均适合聚合物驱，即使适合聚合物驱的油藏，其增产幅度也有
较大区别，依据大庆油田多年来的研究，适合聚合物驱的油藏地质特点有四个方
面。一是油层温度。在高温下，聚丙烯酰胺的稳定性受到破坏，聚合物易发生降
解和进一步的水解，使其作用大打折扣，大庆油田的实践证明，温度范围在
45-70℃内比较合适。二是水质。水的矿化度过高，聚合物溶液粘度降低，残余
阻力系数低，这些因素都会降低聚合物驱采收率，数值模拟研究表明，地层水矿
化度最好在1600-30000mg／L，地面配置水矿化度要低于1200mg／L。三是原
油粘度。聚合物驱油的基本理论是降低水油流度比，原油粘度过大或过小，都不
利于提高采收率，研究表明，原油粘度在10-100 mPa·s比较适合进行聚合物驱。
四是油层非均质性。聚合物驱油适合水驱开发的非均质砂岩油藏，油层渗透率变
异系数不宜太大或太小，否则均不利于聚合物驱油效果，一般油层变异系数在
0.6-0.8之间最好。
根据国内外研究经验，有以下几种情况不适合聚合物驱油技术：渗透率太低
的油层、泥质含量太大(>25％)的油层、水驱残余油饱和度太低(<25％)的油层。
底水油田(或油层)应慎用聚合物驱油技术。
3 聚合物驱油技术方案
聚合物驱大多是在水驱油藏中、后期采用的驱油方法，此时油田已步入高含
水阶段，层间矛盾突出，开采难度大，开采成本逐年增加，再加上聚合物比水驱
工艺技术复杂，动态监测困难，且投资及生产费用都很高，因此，所编制的聚合
物驱油开发方案必须是在充分认识区块油藏条件的前提下合乎科学而全面的开
发方案。
油田开发是一个长期连续的过程，其开发效果与油藏条件、井网类型和开采
方法有着密切的关系。因此，在聚合物驱方案编制过程中，要认真研究油藏地质
特征和水驱井网的开发状况等问题。通过研究开发区块的油藏地质特征，认清油
层的发育状况、油层连通性、油层非均质性、油层物理性质及油层流体性质。通
过分析开发区块油层的开发历史，能够使我们进一步了解该区块的开发状况，对
以后分析油层的水淹状况和剩余油分布有很大帮助。
油藏描述是分析、认识油层及开发现状的关键，主要包括以下四个方面。
其一，描述油层发育状况，认识油层的沉积环境，统计有代表性的取心井岩
心分析资料，分析油层的非均质性及油层类型。其二，合理划分沉积单元，通过
描述油层的砂体分布状况，分析油层厚度和渗透率分布状况，统计油层的平均物
理参数。其三，分析油层水淹状况，明确区块的平面及纵向上的水淹状况和水淹
特点。其四，通过分析开发区内的油水井生产状况，我们可以从宏观上认清各井
的生产能力和注入能力，为方案编制提供指导性的依据。
聚合物驱技术编制方案是在充分认识油层状况和分析目前生产状况的基础
上，综合考虑各种因素，并有针对性的研究过程。其内容包括：油藏地质开发简
况，指地质概况和油层开采简史；油藏描述，包括油层发育状况、沉积单元划分
和剩余油分布、水淹状况等；聚合物驱层系组合及井网部署；注聚合物前的油水
井生产动用状况；聚合物注入参数优选，包括聚合物相对分子质量、用量、溶液
浓度及注入速度的优选；确定注采方式：包括分层注人和分步射孔方式的选择，
聚合物段塞注入方式及聚合物溶液段塞前后加保护段塞注入方式的选择；确定聚
合物驱实施方案；开采指标预测；聚合物经济效益预测；方案实施要求。
聚合物驱提高采收率已经得到广泛的运用，为中国的石油开采量的增加做出
了不可重要的贡献。本文是聚合物驱油技术的一种补充研究，优化聚合物提高采
收率的方法，在石油开采中的地位越来越重要，在以后生产过程中应该用合理的
方法，达到生产的最大效益。