聚合物驅油技術研究

摘要：近年來國內外聚合物驅油技術研究得到長足發展，對聚合物的驅油機理，地質條件及聚合物的驅油方案的研究應用都有詳細的介紹，文章重點對聚合物的驅油地質條件及機理進行了探討，進而提出適合我國驅油的聚合物技術方案。

關鍵詞：聚合物；驅油；條件；方案

中圖分類號：TE357.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937(2011)24-0159-01

1 聚合物驅油基本原理

關于聚合物的驅油機理，目前尚未取得一致的認識。但普遍認為，與其他化學驅相比，聚合物驅的機理較簡單，即聚合物通過增加注入水的粘度和降低油層的水相滲透率而改善水油流度比，調整注入剖面，擴大波及體積，提高原油采收率。

1.1 聚合物的作用

注入油層的聚合物將會產生兩方面的重要作用：一是增加水相粘度，二是因聚合物的滯留引起油層滲透率下降。兩方面共同作用的結果是引起聚合物的水溶液在油層中的流度明顯降低。因此，聚合物注入油層后，將產生兩項基本作用機理：一是控制水淹層段中水相流度，改善水油流度比，提高水淹層段的實際驅油效率；二是降低高滲透率的水淹層段中流體總流度，縮小高低層段間水線推進速度差，調整吸水剖面，提高實際波及系數。聚合物驅較好地解決了影響采收率的因素，其基本機理是提高驅油效率和擴大波及體積。主要表現為兩個作用。其一，繞流作用。由于聚合物進入高滲透層后增加了水相的滲流阻力，產生了由高滲透層指向低滲透層的壓差，使得注入液發生繞流，進入到中、低滲透層中，擴大注入水驅波及體積。其二，調剖作用。由于聚合物改善了水油流度比，控制了注入液在高滲透層中的滲流，使得注入液在高、低滲透層中以較均勻的速度向前推進，改善非均質層中的吸水剖面，達到提高原油采收率的作用。

1.2 提高水驅油效率

聚合物驅提高了巖石內部的驅動壓差，使注入液可以克服小孔道產生的毛細管阻力，進入細小孔道中驅油。其作用主要表現在三個方面：其一，吸附作用。由于聚合物大量吸附在孔壁上，降低了水相流動能力，而對油相并無多大影響，在相同含油飽和度下，油相的相對滲透率比水驅時有所提高。其二，粘滯作用。由于聚合物的粘彈性加強了水相對殘余油的粘滯作用，在聚合物溶液的攜帶下，殘余油重新流動，被挾帶而出。其三，增加驅動壓差。聚合物提高了巖石內部的驅動壓差，使得注入液可以克服小孔道所產生大的毛細管阻力，進入細小孔道中驅油。總之，聚合物驅油提高采收率是由兩部分組成的：一是聚合物在高滲透層中強化采油，將一部分殘余油驅出，提高了水驅油效率約6％；二是聚合物驅擴大了水驅波及體積，提高了中、低滲透層的采出程度，約提高采收率7％。

2 聚合物驅油的適合條件

2.1 聚合物的篩選

聚合物驅油時，地層巖石、流體等的復雜性會影響聚合物的驅油效果。在油田上應用時，對于聚合物的選擇，必須從驅油效果和經濟上綜合考慮，同時與油藏性質相匹配，因此，油田應用的聚合物應滿足以下條件：具有水溶性；具有非牛頓特性和明顯的增粘性；化學穩定性良好；剪切穩定性；具有抗吸附性；在多孔介質中有良好的傳輸性；來源廣，價格低，以便在油田上能夠實現較低成本的廣泛應用。能夠同時滿足以上要求的聚合物很少，在應用時，應根據油層條件選擇適當的聚合物。

2.2 適合聚合物驅的油藏地質特點

并非所有油藏均適合聚合物驅，即使適合聚合物驅的油藏，其增產幅度也有較大區別，依據大慶油田多年來的研究，適合聚合物驅的油藏地質特點有四個方面。一是油層溫度。在高溫下，聚丙烯酰胺的穩定性受到破壞，聚合物易發生降解和進一步的水解，使其作用大打折扣，大慶油田的實踐證明，溫度范圍在45-70℃內比較合適。二是水質。水的礦化度過高，聚合物溶液粘度降低，殘余阻力系數低，這些因素都會降低聚合物驅采收率，數值模擬研究表明，地層水礦化度最好在1600-30000mg／L，地面配置水礦化度要低于1200mg／L。三是原油粘度。聚合物驅油的基本理論是降低水油流度比，原油粘度過大或過小，都不利于提高采收率，研究表明，原油粘度在10-100 mPa·s比較適合進行聚合物驅。四是油層非均質性。聚合物驅油適合水驅開發的非均質砂巖油藏，油層滲透率變異系數不宜太大或太小，否則均不利于聚合物驅油效果，一般油層變異系數在0.6-0.8之間最好。

根據國內外研究經驗，有以下幾種情況不適合聚合物驅油技術：滲透率太低的油層、泥質含量太大(>25％)的油層、水驅殘余油飽和度太低(<25％)的油層。底水油田(或油層)應慎用聚合物驅油技術。

3 聚合物驅油技術方案

聚合物驅大多是在水驅油藏中、后期采用的驅油方法，此時油田已步入高含水階段，層間矛盾突出，開采難度大，開采成本逐年增加，再加上聚合物比水驅工藝技術復雜，動態監測困難，且投資及生產費用都很高，因此，所編制的聚合物驅油開發方案必須是在充分認識區塊油藏條件的前提下合乎科學而全面的開發方案。

油田開發是一個長期連續的過程，其開發效果與油藏條件、井網類型和開采方法有著密切的關系。因此，在聚合物驅方案編制過程中，要認真研究油藏地質特征和水驅井網的開發狀況等問題。通過研究開發區塊的油藏地質特征，認清油層的發育狀況、油層連通性、油層非均質性、油層物理性質及油層流體性質。通過分析開發區塊油層的開發歷史，能夠使我們進一步了解該區塊的開發狀況，對以后分析油層的水淹狀況和剩余油分布有很大幫助。

油藏描述是分析、認識油層及開發現狀的關鍵，主要包括以下四個方面。

其一，描述油層發育狀況，認識油層的沉積環境，統計有代表性的取心井巖心分析資料，分析油層的非均質性及油層類型。其二，合理劃分沉積單元，通過描述油層的砂體分布狀況，分析油層厚度和滲透率分布狀況，統計油層的平均物理參數。其三，分析油層水淹狀況，明確區塊的平面及縱向上的水淹狀況和水淹特點。其四，通過分析開發區內的油水井生產狀況，我們可以從宏觀上認清各井的生產能力和注入能力，為方案編制提供指導性的依據。

聚合物驅技術編制方案是在充分認識油層狀況和分析目前生產狀況的基礎上，綜合考慮各種因素，并有針對性的研究過程。其內容包括：油藏地質開發簡況，指地質概況和油層開采簡史；油藏描述，包括油層發育狀況、沉積單元劃分和剩余油分布、水淹狀況等；聚合物驅層系組合及井網部署；注聚合物前的油水井生產動用狀況；聚合物注入參數優選，包括聚合物相對分子質量、用量、溶液濃度及注入速度的優選；確定注采方式：包括分層注人和分步射孔方式的選擇，聚合物段塞注入方式及聚合物溶液段塞前后加保護段塞注入方式的選擇；確定聚合物驅實施方案；開采指標預測；聚合物經濟效益預測；方案實施要求。

聚合物驅提高采收率已經得到廣泛的運用，為中國的石油開采量的增加做出了不可重要的貢獻。本文是聚合物驅油技術的一種補充研究，優化聚合物提高采收率的方法，在石油開采中的地位越來越重要，在以后生產過程中應該用合理的方法，達到生產的最大效益。