聚合物驅(qū)提高原油采收率研究

曲朝杰(勝利油田勝機(jī)石油裝備有限公司 山東東營(yíng) 257000)

石油資源關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展命脈， 在油田油藏的開(kāi)采過(guò)程中，隨著地層注水量的不斷增加，油井采出的原油含水量不斷增加，油井勘探開(kāi)發(fā)效益逐漸降低，油田勘探開(kāi)發(fā)的效益難以得到保證。 現(xiàn)階段油藏原油的采收率還是非常低的，大約百分之六十以上的油藏資源還埋存地下沒(méi)有被開(kāi)采出來(lái)， 所以如何將地層剩余原油高效的開(kāi)采出來(lái)， 已經(jīng)成為研究人員重點(diǎn)研究的對(duì)象。 一般的情況下，聚合物驅(qū)采油技術(shù)中，隨著注入聚合物濃度和分子量的增大，聚合物的注入壓力也隨之增高，這樣就影響到了聚合物的注入效果， 從而不能最大限度的提高聚合物驅(qū)油的效率。 研究結(jié)果表明，三次采油聚合物驅(qū)油技術(shù)中，如果聚合物的注入量一定時(shí)， 通過(guò)改變注入空隙的體積倍數(shù)等方法都不能明顯的增加原油的采收率。 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的表明，采用大分子量和高濃度的聚合物進(jìn)行驅(qū)油， 可以顯著的提高原油的驅(qū)替效果，在有些情況下甚至可以超過(guò)復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效果。 文章開(kāi)展了高分子量和高濃度的聚合物驅(qū)油技術(shù)的研究。

一、聚合物提高驅(qū)油效率研究

油藏經(jīng)過(guò)水驅(qū)之后，在地層巖石上存在著油膜、殘余油以及殘余油滴等，利用地層剩余油在聚合物驅(qū)替下的作用機(jī)理分析，以及通過(guò)模型模擬可以得出， 通過(guò)采用聚合物驅(qū)替采油的方法可以有效的將水驅(qū)殘余油驅(qū)替出來(lái)，通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，聚合物驅(qū)替原油的主要作用力是聚合物對(duì)殘余油的拉力， 并不是聚合物流動(dòng)過(guò)程中對(duì)于地層原油的推力。 通過(guò)聚合物的作用可以將孔隙和流道中的殘余油拖拽出來(lái)，聚合物在流動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)對(duì)前面的原油具有一定的推力作用， 同時(shí)還可以對(duì)后面的原油具有拉力的作用，這種對(duì)于后面流體的拉拽作用，可以將孔隙和流道中的原油拖拽成流動(dòng)的原油細(xì)絲， 當(dāng)細(xì)絲形成后殘余油就可以穩(wěn)定的流出來(lái)，最終提高殘余油的采收率。 聚合物驅(qū)油的過(guò)程中，聚合物驅(qū)油拉力的大小和聚合物的類(lèi)型、濃度和結(jié)構(gòu)等都有關(guān)系，當(dāng)聚合物種類(lèi)確定后，聚合物驅(qū)油拉力的大小主要和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，同一種驅(qū)油聚合物溶液，如果聚合物分子的纏繞越嚴(yán)重，那么聚合物分子的流動(dòng)阻力越大，聚合物溶液越難以流動(dòng)，粘度越大。 研究結(jié)果表明，如果聚合物溶液濃度不斷的增加，聚合物溶液中分子數(shù)量不斷的增加， 這樣就導(dǎo)致聚合物溶液濃度的增加。這樣對(duì)于地層中剩余油的拉力也會(huì)相應(yīng)的增加。當(dāng)聚合物分子濃度增加時(shí)，分子之間的繞纏現(xiàn)象加劇，這樣就增加了聚合物對(duì)于殘余油的拉力，從而提高了聚合物驅(qū)油的效率。 通過(guò)聚合物注入驅(qū)替效果分析， 聚合物的粘度隨著流動(dòng)速度的增加而不斷的減少，當(dāng)聚合物的流動(dòng)速度較小時(shí)，聚合物流動(dòng)的表觀(guān)粘度非常大。 聚合物的驅(qū)油效率一般和聚合物的表觀(guān)粘度關(guān)系不大，而和聚合物的彈性粘度關(guān)系較大。 通過(guò)對(duì)聚合物分子繞纏結(jié)構(gòu)分析可以得出，當(dāng)聚合物流體流動(dòng)速度變大時(shí)，聚合物分子之間繞纏現(xiàn)象會(huì)加劇，所以可以得到在聚合物流動(dòng)過(guò)程中，隨著流動(dòng)速度的增加，聚合物分子之間繞纏現(xiàn)象增多，就導(dǎo)致了聚合物彈性粘度的增加，正是由于這種彈性效應(yīng)，才形成了聚合物在驅(qū)油的過(guò)程中，對(duì)于殘余油產(chǎn)生拉力的作用。 當(dāng)聚合物溶液注入速度較小時(shí)，驅(qū)油效率低，原因就是當(dāng)注入速度較小時(shí)，雖然聚合物驅(qū)油劑的表觀(guān)粘度大，但是聚合物分子之間的繞纏較少，聚合物的彈性效應(yīng)較低，聚合物對(duì)于殘余油的拉拽作用較小，聚合物對(duì)于殘余油的攜帶能力不高，因此驅(qū)油的效率較低。

二、聚合物驅(qū)油提高原油采收率技術(shù)研究

在聚合物驅(qū)油過(guò)程中， 選擇恰當(dāng)?shù)木酆衔矧?qū)注入時(shí)間是聚合物驅(qū)油技術(shù)中需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。 在運(yùn)用聚合物驅(qū)油過(guò)程中，聚合物的加入可以有效的降低水油的流度比，提高聚合物驅(qū)的波及系數(shù)。 在油藏水驅(qū)結(jié)束后，利用水驅(qū)沒(méi)有驅(qū)替出來(lái)的油藏剩余油，以各種形式存在于地層孔隙中，通過(guò)聚合物驅(qū)油的方式可以有效的將油藏剩余油驅(qū)替出來(lái)。 合理的注入時(shí)間是影響聚合物去驅(qū)油效率的一個(gè)重要因素。 通過(guò)高濃度聚合物驅(qū)油的方式可以有效的提高油藏的采收率， 研究發(fā)現(xiàn)利用高濃度聚合驅(qū)提高采收率的效果和復(fù)合驅(qū)的效果基本一致。 越早采用高濃度聚合物驅(qū)的方式，油藏原油的采收率越高。 因?yàn)橛筒剡\(yùn)動(dòng)中的原油如果停止運(yùn)動(dòng)，要想再次將原油運(yùn)動(dòng)起來(lái)，需要的力會(huì)增加很多倍，原油再次驅(qū)動(dòng)比較困難。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明注入聚合物的濃度越高，達(dá)到相同采收率所需要的空隙體積越小，聚合物注入停止后，油藏的采收率并沒(méi)有達(dá)到最高，通過(guò)增加聚合物注入量可以進(jìn)一步的增加原油的采收效率。 在實(shí)際的聚合物驅(qū)油的過(guò)程中，聚合物會(huì)發(fā)生著稀釋、降解等現(xiàn)象，只有在聚合物的注入井附近才會(huì)有較高的濃度，當(dāng)離注入井距離增大時(shí)，聚合物的濃度和結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。 數(shù)據(jù)表明在油井的附近接收到的聚合物濃度大約為注入濃度的三分之一， 而聚合物的分子量大約為注入分子量的四分之一。 在常規(guī)聚合物采油過(guò)程中，通過(guò)轉(zhuǎn)注高濃度聚合物的方式，其提高采收率的效果和復(fù)合驅(qū)的效果相當(dāng)，但是其成本要低于復(fù)合驅(qū)油的成本。 在進(jìn)行常規(guī)聚合物采油方式進(jìn)行采油時(shí)，通過(guò)逐漸增加聚合物注入的濃度和使用量，可以有效的提高原油的采收率，進(jìn)而提高油藏的勘探開(kāi)發(fā)的效益，增加油田的效益。

[1] 汪偉英.聚合物最佳驅(qū)油速度的選擇[J].石油鉆采工藝,1996，18(l)∶66-75

[2] 蒲萬(wàn)芬，彭彩珍，揚(yáng)清彥等.聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的蠕變回復(fù)和驅(qū)油效率.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，22(5)：62-66