发布时间 : 星期三 文章《提高石油采收率技术》讲义更新完毕开始阅读15751f1f998fcc22bdd10d49
机理造成的滞留区分开。
（2）聚合物的机械捕集
机械捕集作用是聚合物滞留在狭窄的流动孔隙所致，与水动力滞留是相互影响的，这种现象只有在溶液流经多孔介质时才能发生。在网状微孔隙中，有一部分是细窄的喉道。因此当聚合物溶液流经这种复杂的网状介质时，分子要占据大量的孔道，某些较大尺寸的分子被捕集在狭窄喉道处，于是发生堵塞效应，流动作用减弱，进而可能在堵塞处捕集更多的分子（包括部分较小尺寸的分子）。实际上，这种机理与深部过滤现象相似。
（3）聚合物的水动力滞留
聚合物的水动力滞留是最难定义和理解的一种滞留机理，这一机理是在岩心聚合物滞留达到稳定状态后，改变流速时总滞留量发生变化后建立的。Chauveteau和Kohler两人在岩心上进行了HPAM滞留试验，由流出的水相分析结果可知，当流速由3m/d增大到10.3m/d时发现，聚合物的产出浓度下降，这说明HPAM的滞留量随流速的增加而增大。流速再减小到3m/d ，则聚合物的产出浓度又回到了注入浓度(400mg/l)，这说明滞留量也下降了。Maerker在进行黄原胶的类似研究中，也发现聚合物滞留量随流速增加而增大的现象。
3. 聚合物在多孔介质中的流动参数
聚合物通过多孔介质时，不仅降低了地层的渗透率，而且其溶液的粘度特性也发生了变化。为了评价聚合物溶液通过多孔介质的流动特性，采用了三种度量参数，有阻力系数、残余阻力系数和筛网系数。
(1) 阻力系数
?k??wFR??k??p (0-1)
阻力系数表示聚合物溶液降低流度的能力，它是大于1的无因次数。
（2）残余阻力系数
为了单独描述渗透率下降效应，引进了残余阻力系数的概念。这是描述聚合物溶液降低岩心渗透率能力的物理量，用FRR表示。
?pkw (0-2) FRR??wkp式中 kw——岩心原始水测渗透率；
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kp——聚合物溶液通过岩心时的有效渗透率；
FRR——大于1的无因次数。FRR愈大，聚合物降低渗透率的能力愈强。它是评价注聚合物后油层注入能力的一个重要参数。
（二）聚合物驱油的主要机理及影响因素
1. 聚合物驱主要机理
普遍认为，与其它化学驱相比，聚合物驱的机理较简单。但迄今为止，对聚合物驱的微观本质仍然认识不清。室内实验和矿场试验、生产中发现的一些现象，无法用传统的理论来解释。也正是由于目前对驱油机理的物理本质认识程度所限，严重地制约了聚合物驱理论与技术的发展。在这里我们只能简单地介绍已被公认的主要机理。
（1）改善流度比
目前公认的聚合物驱主要机理是改善流度比，抑制粘性指进，提高宏观波及效率。虽然聚合物溶液的物理化学性质，尤其是流变性非常复杂，在油藏中的流动与驱替机理与小分子的牛顿型驱替液（水）有很大（甚至是本质)的差异，但其粘度效应对驱油效率的影响在定性规律上与水驱具有可比性。因此，我们有理由用水驱油效率预测方法来定性地分析聚合物驱的主要机理。
在水驱条件下，水突破后采出液中油的分流量为：
fo?式中，?w,?o分别为水、油的流度。
?o?o??w?11??w/?o (0-3)
?w?krw?w
?o?kro?o由式(0-3)可见，为提高原油采收率，需降低水油流度比?w理。
下面我们具体分析影响流度比的因素，以及在技术上如何实现。为此将式(0-3)略加变形：
?o。这也是最初提出聚合物驱基本原
fo?1?1krwkro (0-4)
?w?o仅从上式分析，为改善流度比，获得较好的驱油效率有两个途径：①降低水/油相对渗透率比
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krwkro；②提高水/油粘度比?w?o。
① 降低水油相对渗透率比
油水两相的相对渗透率（krw,kro）是含水饱和度的函数，水相渗透率krw随含水饱和度增加而增加，而油相渗透率kro则随含水饱和度增加而降低。在向油层注水的整个过程中，含水饱和度始终是增加的，最终趋向极限值。因此，均质油层采油过程中，比值krwkro随开采时间的增长而持续增大。最终趋于无限大（kro将趋于零）。可见，采出液中油流分流量始终是减少的，最终趋于零。这是油田开采的最终结果。也就是说，水油相对渗透率比随含水饱和度增加，这一客观事实是无法改变的。但是相对渗透率不仅与含水饱和度有关，而且与其它因素相关。例如，岩石润湿性、孔隙结构、流体性质等。这些因素影响相对渗透率的物理本质和规律还需要深入地研究（可能存在一些尚未被认识的现象与规律）。这里面很有可能蕴含着新技术的生长点。
② 提高水油粘度比
通过提高水油粘度比来改善流度比，提高驱油效率是一种很有效的方法。当水/油粘度比很小时，采出液中含水率上升速度快。例如，当油层平均含水饱和度达到30%时，对于?w?o?0.1的条件，
生产井含水就会达到80%；若，含水只有30%。就是说，如果驱替液与原油粘度比过小，在油层中含水饱和度并不很高的情况下，就不得不因采出液含水率已达到采油经济允许的极限含水率而终止开采。此时的采收率还很低，如果提高水/油的粘度比（ ?w，采出液中含水率上升速度将大大减缓。当?o）
它达到经济允许的极限含水率时，油层中的含水饱和度可以达到较高的值，相应的原油采收率较高。
提高水油粘度比有两个途径： ①增大驱替液的粘度——聚合物驱 ②降低原油粘度——热采等
（2）调剖效应
调整吸水剖面、扩大波及体积是聚合物驱提高采收率的另一主要机理。
在聚合物的调剖作用下，油层注入液的波及体积扩大，在油层的未见水层段中采出无水原油。 聚合物驱室内模拟实验结果表明：在非均质岩心中，聚合物溶液的波及范围扩大到了水未波及到的中低渗透层。现场的实测资料也证实了这一点。
但是，对于层间渗透率差异太大的油层，仅依靠聚合物溶液的流度控制，往往不能有效地抑制舌进。在此情况下，应采取调整吸水剖面的技术措施（调剖）。
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（3）聚合物溶驱微观驱油机理
传统的观点认为，聚合物驱只是改善的水驱，即聚合物只能增加扫油效率（Sweeping efficiency），而不能提高驱替效率（Displacement recovery efficiency），若是这样，就决定了聚合物驱只能提高5%左右的采收率。但是，实际的情况并不是这样。根据大庆油田的矿场试验结果分析，只要选择合适的油藏，有正确的注入体系设计，聚合物驱提高采收率的幅度可达10%以上。由此断定，聚合物驱不仅在纵向上、平面上扩大了波及系数，而且，在油藏微观孔隙结构上，也增加了水驱体积。中科院万庄分院渗流力学研究所利用核磁共振仪，对比分析了水驱和聚合物驱的人造岩心，认为聚合物驱扩大了驱油的孔隙数量。据大庆油田聚合物驱后检查井密闭取芯的资料证明，仅靠增加波及系数达不到如此高的采收率，而正式由于增加波及系数与提高驱替效率的叠加效果，才可能使聚合物驱的采收率达到10%以上。
下面是有关聚合物微观驱油机理的几个实验：（多媒体动画）
2. 聚合物驱的适用条件
利用聚合物溶液驱油时，由于地层岩石、流体等的复杂性，会影响聚合物的驱油效果。因此，在油田上应用时，必须根据岩石性质选择适当的聚合物。
（1）聚合物的筛选
对于聚合物的选择，必须从驱油效果和经济上进行考虑，同时不能伤害地层，因此，油田上应用的聚合物应满足：
①具有水溶性：能在常用驱油剂（水）中溶解；
②具有明显的增粘性：加入少量的聚合物就能显著地提高水的粘度，具有非牛顿特性，从而改善流度比；
③化学稳定性好：所应用的聚合物与油层水及注入水中的离子不发生化学降解。对于生物聚合物，受细菌的影响应尽可能小；
④剪切稳定性好：在多孔介质中流动时，受到剪切作用后，溶液的粘度不能明显的降低； ⑤抗吸附性：防止因聚合物在孔隙中产生吸附而堵塞地层，使渗透率下降或使溶质粘度降低； ⑥在多孔介质中有良好的传输性：良好的传输性指除了聚合物具有较强的扩散能力外，注入时不需要太大的压力以及在较大的注入量下不出现微凝胶、沉淀和其它残渣等；
⑦来源广、价格低：应用的聚合物来源要广，以便在油田上能够广泛应用。
能同时满足上述所有要求的聚合物很少。在应用时，根据油层条件，选择出适合岩石性质的聚合物。
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