聚合物水溶液流經巖心后殘余阻力系數預測數學模型

黃斌 劉歡 張偉文

摘 要：聚合物溶液的殘余阻力系數是指當其通過多孔介質時，因為滯留或堵塞造成多孔介質對水滲透率下降的度量。殘余阻力系數越大，油層滲透率下降就越大，如果殘余阻力系數過大，就會造成油層的阻塞，不利于聚合物驅。通過推導數學公式以及開展流動實驗等，對于聚合物溶液流經巖心后的殘余阻力系數進行了預測，對于在驅油過程中聚合物的選取有一定的指導意義。

關 鍵 詞：殘余阻力系數；數學模型預測；流動性試驗

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1991-03

Abstract： The residual resistance coefficient of polymer solution is the decline level of water phase permeability of porous media caused by detention or blocking of polymer solution after it flowing through porous media. The bigger the residual resistance coefficient is， the greater the declining degree of reservoir permeability is. If the residual resistance coefficient is too big， the oil layer will be blocked， which is bad for polymer flooding. In this paper， a mathematical formula was derived， and flow experiments were also carried out. The residual resistance coefficient of the polymer solution after it flowing through the core was predicted.

Key words： residual resistance coefficient； mathematical model prediction； liquidity test

聚合物溶液流經多孔介質時，對其殘余阻力系數影響較大的有聚合物濃度、聚合物分子量以及多孔介質的滲透率等。研究表明，殘余阻力系數RFF隨著聚合物濃度CP的增加而增加，當CP增加至一定值后，RFF增加緩慢，并逐漸趨于恒定；隨著聚合物分子量M增大，殘余阻力系數RFF而增大；在分子量和濃度都相同時，多孔介質滲透率KW越低，殘余阻力系數RFF越大[1-4]。

1 數學關系式

1.1 RFF與CP之間的關系

2 流動性試驗驗證

為了驗證預測模型的準確性，我們在人造巖心上開展了流動性試驗，對不同濃度，不同分子量以及不同巖心滲透率下聚合物溶液的殘余阻力系數進行了測量，通過與預測模型得出的值進行對比，驗證了模型的正確性[7]。

2.1 實驗材料及設備

（1）實驗巖心

人造柱狀巖心，尺寸為Φ2.5 cm×10.0 cm，滲透率分別為400、500、700、900×10-3 μm2。

（2）實驗材料

聚合物：大慶煉化生產的聚合物，平均分子量分別為1 200萬、1 600萬、1900萬、2 500萬；濃度分別為1 000、1 500、2 000、2 500 mg/L；

（3）實驗用水

弱堿三元復合體系的配制用水均為一廠薩中II配注站注入污水，污水用前需過濾。

（4）實驗溫度

實驗過程均在大慶一廠油田油層溫度下進行，此溫度為45 ℃。

（5）實驗儀器及設備

儀器設備主要包括平流泵、巖心夾持器、壓力傳感器、中間容器和手搖泵等。

2.2 實驗步驟

（1）巖心抽真空。抽真空時間為2 h左右，當表讀數約為-0.1 MPa時，停止。

（2）以0.1 mL/min流速泵入地層水，飽和4 h

以上，計量地層模擬水的流入體積、流出體積、堵頭死體積及管線內的液體體積，計算巖心孔隙體積。

（3）水驅并記錄壓差。

（4）注入弱堿三元體系。以地層中的平均流速0.1 mL/min注入弱堿三元復合體系，記錄巖心兩端的壓差，為防止竄流，在注入過程中環壓始終高于注入壓力2 MPa。

（5）注弱堿三元體系完畢后，后續水驅。

通過測量得到的數值，計算出殘余阻力系數，并且與數學模型算出的殘余阻力系數進行對比，結果如下圖1-4所示。

圖1-4中實線為模型預測值，散點為實測值。對比結果表明，RFF預測結果與實驗結果吻合較好。

3 結 論

參考文獻：

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