聚合物驅(qū)油機(jī)理沐風(fēng)書(shū)屋

1、1、聚合物溶液的流度控制作用聚合物溶液的流度控制作用是聚合物驅(qū)油的重要機(jī)理之一，對(duì)于均質(zhì)油層，在通常水驅(qū)油條件下，由于注入水的粘度往往低于原油粘度，驅(qū)油過(guò)程中油水流度比不合理，導(dǎo)致采出液中含水率上升很快，過(guò)早地達(dá)到采油經(jīng)濟(jì)所允許的極限含水率的結(jié)果，使得實(shí)際獲得的驅(qū)油效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于極限驅(qū)油效率。向油層注入聚合物的結(jié)果，可使驅(qū)油過(guò)程中的油水流度比大大改善，從而延緩了采出液中的含水上升速度，使實(shí)際驅(qū)油效率更接近極限驅(qū)油效率，甚至達(dá)到極限驅(qū)油效率。在水驅(qū)油條件下，水突破油層后采出液中油的分流量為： 該式經(jīng)簡(jiǎn)化得出：2、聚合物溶液的調(diào)剖作用 調(diào)整吸水剖面，擴(kuò)大波及體積，是聚合物提高采收率的另一項(xiàng)重要機(jī)理。

2、因?yàn)樵诰酆衔锏恼{(diào)剖作用下，油層水淹體積的擴(kuò)大，將在油層的未見(jiàn)水層段中采出無(wú)水原油。這就是說(shuō)，油層水淹孔隙體積擴(kuò)大多少，采出油的體積也就增加多少。聚合物的調(diào)剖作用只有在油層剖面上存在滲透率的非均質(zhì)狀態(tài)時(shí)才能發(fā)生。對(duì)于這類油層，在通常水驅(qū)條件下往往發(fā)生注入水沿不同滲透率層段推進(jìn)不均勻現(xiàn)象。高滲透率層段注入水推進(jìn)快，低滲透率層段注入水推進(jìn)慢。加上注入水的粘度往往低于原油粘度，水驅(qū)油過(guò)程中高流度流體取代低流度流體的結(jié)果，導(dǎo)致注入水推進(jìn)不均勻的程度加劇，甚至在很多情況下會(huì)出現(xiàn)高滲透率層段早巳被注入水所突破，而低滲透率層段注入水推進(jìn)距離仍然很小的情況，致使低滲透率層段原油不能得到有效的開(kāi)采。在不考慮重力影

3、響的前提下，我們可以給出高滲透率層段水突破之前任一注水階段時(shí)兩層段間吸水量之比： k1k23、聚合物溶液微觀驅(qū)油機(jī)理 傳統(tǒng)的聚合物驅(qū)油理論認(rèn)為，聚合物驅(qū)只是通過(guò)增加注入水的粘度，降低水油流度比，擴(kuò)大注入水在油層中的波及體積提高原油采收率，聚合物驅(qū)并不能增加油藏巖石的微觀驅(qū)油效率，并認(rèn)為聚合物驅(qū)后殘留于孔隙介質(zhì)中的油的體積與水驅(qū)之后相同。經(jīng)過(guò)幾年的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，聚合物驅(qū)不僅能夠擴(kuò)大波及體積，而且能夠提高驅(qū)油效率。我們知道水驅(qū)開(kāi)采時(shí)，由于油層的非均質(zhì)性，注入水往往波及不到相對(duì)滲透率較低的油層部位，成為未波及水驅(qū)的剩余油；在注入水波及到的油層，由于巖石表面潤(rùn)濕性和毛細(xì)管液阻效應(yīng)的存在，水驅(qū)后還存

4、在著大量的殘余油。這些殘余油以簇狀、柱狀、孤島狀、膜（環(huán)）狀、盲狀的形態(tài)滯留在孔隙介質(zhì)中。那么，聚合物驅(qū)能否把這些殘余油驅(qū)動(dòng)呢？研究表明：聚合物溶液存在著粘彈性，在水驅(qū)過(guò)程中，表現(xiàn)了三種粘度，即本體粘度、界面粘度、拉伸粘度。在這三種粘度的共同作用下，聚合物驅(qū)不僅可以提高波及系數(shù)，而且還可以提高水波及域內(nèi)的驅(qū)油效率。其提高驅(qū)油效率的機(jī)理表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 本體粘度使聚合物在油層中存在阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)，是驅(qū)替水驅(qū)未波及剩余油和簇狀殘余油的主要原因。聚合物溶液本體粘度的增高，加上其彈性作用，改善了水油流度比和水驅(qū)前緣，可以驅(qū)替出水驅(qū)未波及剩余油和簇狀殘余油。（2）界面粘度使聚合物溶液在

5、多孔介質(zhì)中的粘滯力增加，是驅(qū)替膜狀、孤島狀殘余油的主要機(jī)理： 殘余油與流過(guò)其表面的驅(qū)替液之間的粘滯力可用下式表示： dv/dz·r式中： 兩相流體間的粘滯力； dv/dz兩相流體的界面速度梯度； r兩相流體間的界面粘度。l 聚合物溶液與殘余油之間的界面粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于注入水與殘余油間的界面粘度值。聚合物溶液粘度的增加，是由于聚合物分子中含有許多親水基團(tuán)，這些親水基團(tuán)在聚合物分子外形成的“水鞘”，增加了相對(duì)移動(dòng)的內(nèi)摩擦力。同時(shí)，上述基團(tuán)在水中解離，產(chǎn)生許多帶電符號(hào)相同的鏈節(jié)，這些鏈節(jié)互相排斥，使聚合物分子線團(tuán)在水中更加伸展，因而有更好的增粘能力。因此，聚合物溶液在多孔介質(zhì)內(nèi)的滲流過(guò)程中，其粘度值要比用粘度計(jì)測(cè)量的視粘度高許多倍。由于聚合物的加入使油水界面粘度顯著增加。l 聚合物溶液在毛細(xì)管管壁附近的速度梯度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水在其上的速度梯度。由于聚合物溶液是非牛頓粘彈性流體，在巖石孔道中的流場(chǎng)分布與水截然不同，在相同平均流速下，聚合物溶液與油的界面速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水與油界面的速度。（3） 拉伸粘度使聚合物溶液存在粘彈性，是驅(qū)替盲狀殘余油的主要原因。柔性聚合物分子在應(yīng)力作用下將產(chǎn)生形變，其彈性又會(huì)使其恢復(fù)、收縮，因此，當(dāng)具有粘彈性的柔性聚合物溶液通過(guò)多孔介質(zhì)時(shí)，既存在著剪切流動(dòng)，也存在著拉伸流動(dòng)。特別是聚合物分子在流經(jīng)孔道尺寸變化處時(shí)，聚合