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油田用聚合物驅油劑相關知識第1頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

聚合物驅以聚合物水溶液為驅油劑的驅油法。也稱為:聚合物溶液驅聚合物強化水驅稠化水驅增粘水驅●聚合物驅(PolymerFlooding)第2頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

聚合物是一大類高分子物質的總稱。用于提高原油采收率的聚合物,包括黃原膠(生物聚合物)、水解聚丙烯酰胺、丙烯酸與丙烯酰胺的共聚物、羥乙基纖維素、硬葡萄糖等。聚合物驅油以其成本低廉、能夠大幅度提高采油速度與開采效益、注入工藝簡單等多項優(yōu)勢而得到重視和應用?!窬酆衔矧?PolymerFlooding)第3頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月聚合物驅的主要機理:(1)提高注入水的粘度,降低油水粘度差,改善油水之間的流度比,減少驅替相在油層驅替過程中的指進、舌進等不利影響。(2)聚合物水溶液還可以降低水的滲透率,而對油的滲透率保持不變,這有利于降低含水,提高注入液的驅油效果。(3)聚合物溶液通過地層后,聚合物分子在巖石表面上適度吸附,對后繼的注入水形成一種殘余阻力,又可促使注入水改變流動路線。提高注入水的波及體積,提高采收率,縮短開發(fā)周期。

另外,有的研究者提出,聚合物溶液具有粘彈性,可在一定程度上提高驅油效率,這是聚合物溶液驅油新機理?!窬酆衔矧?PolymerFlooding)第4頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月1、石油采收率石油采收率是一個油田油藏地質、流體物性和相應開采措施的綜合指標,它是采出油量與地質(原油)儲量的比值,該比值取決于驅油劑在油藏中波及到的孔隙體積分數和驅油劑在儲油孔隙中驅出原油的體積分數一、基本概念第5頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月采收率可以表示為:其中:Vsw-驅油劑的驅替體積;V-油藏總體積;So-原始含油飽和度;Sor-殘余油飽和度;Ev-體積波及系數;ED-洗油效率。采收率是注入驅油劑的體積波及系數與驅油效率的乘積洗油效率:指在波及范圍內驅替出的原油體積與驅油劑的波及體積之比波及系數:指驅油劑驅到的體積與油藏總體積之比第6頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月提高采收率的方向第一,通過增加流體的粘度、降低流度比以提高波及系數;第二,通過改變巖石的潤濕性、減少毛細管的液阻效應、減小界面張力或者消除工作劑與原油間的界面效應以提高驅油效率。第7頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月1.1波及系數

所謂波及系數是指驅油劑所波及(驅替)到的油層體積與整個含油(油藏)體積的比值。

Vsw-驅油劑的驅替體積;V-油藏總體積;Ev-體積波及系數;第8頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月流度比、巖石的宏觀非均質性、注采井網對非均質性的適應程度等影響因素:(1)流度比指注入驅油劑的流度與被驅原油的流度之比。流度:流體的滲透率與其粘度之比。水油流度比:巖石允許流體通過的能力第9頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月圖1五點法注采單元流度比對波及狀況的影響M<1:油水接觸面穩(wěn)定,有較規(guī)則的流動前緣,驅替是在有利的情況下進行,驅替劑的平面波及效率高,見水波及系數可達70%左右;波及系數隨水油流度比的增大而減小。結論增大μw;減小μo;增大Kro;降低Krw。降低M的措施:M>2:油水接觸面不穩(wěn)定,驅替在不利的情況下進行,出現明顯的粘滯指進現象,波及系數降低。返回M=1時,降低M,對于平面波及系數的影響較??;增加M,對平面波及系數的影響很大隨著注入體積(PV)和含水率的增加,波及系數也增加第10頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月降低了水油的流度比-提高了波及系數-提高了采收率聚合物驅有更高的平面波及效率-提高原油采收率圖2水驅與聚合物驅的平面波及效率第11頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月影響平面波及系數(EA)的主要因素油藏的特性(油層連通程度、斷層、油藏邊界、油層的非均質性等)、井網和井距對平面波及系數的影響都很大。當鉆井結束后(包括加密井后),這些因素就已經確定,此時平面波及系數主要受驅替液和被驅替液的流度比(M)、注入PV、注入方式(包括注入強度、注入是否連續(xù))等因素的影響第12頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月降低了水油的流度比-提高了波及系數-提高了采收率降低了水油的流度比-有更高的縱向波及效率-提高了采收率圖3水驅與聚合物驅的縱向波及效率k2>k3>k1第13頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月影響垂直波及系數(EV)的主要因素變異系數越大,垂直波及系數越小重力分離越嚴重,垂直波及系數越小注入速度越慢,垂直波及系數越小含水越高,注入PV越多,垂直波及系數越大殘余阻力系數R越大,垂直波及系數越大實驗和理論計算結果表明:第14頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)油層巖石宏觀非均質的影響實際油層是在水流沖刷過程中沉積形成的順水流方向與垂直水流方向的滲透率必然有差異形成不軌則驅動前緣油井會過早水淹,油藏留下一些“死油區(qū)”注采井網安排不當流體沿滲透率好的方向流動快第15頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月油層結構的非均質性:

油和水都是在油層巖石顆粒之間的細小孔道(孔隙、裂縫)內運動的。這些孔道大小不一,縱橫交錯,變化萬千,這就是油層結構的非均質性。水(驅油劑)驅動石油在這些孔道中流動時,由于孔道大小不同,所遇到的阻力也不一樣,使得水在不同的孔道中驅油時的流動速度不同。

第16頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

油水粘度差:

在水驅油過程中,由于油水粘度的差別,在同一孔道流動時,對油的阻力就大,對水的阻力就小,水就會超越到油的前面,產生竄流,從而加劇了由于油層非均質性所造成的水驅油的不均勻狀況。原油的粘度一般比水高。水驅油時,注入水總傾向于沿高滲透層段進入油層,形成許多死油區(qū),所以波及系數不高。

第17頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月聚合物溶液在低滲透層的流度λ小于在高滲透層中的λ,故在隨后的水驅中,水可在高、低滲透層之間竄流,提高了水的波及系數。圖4聚合物驅時水在層間的竄流效應第18頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月●聚合物驅擴大波及體積聚合物增大了體系粘度,同時由于聚合物分子在多孔介質中的滯留引起滲透率下降,有效降低了流度比,進而增大了波及體積水驅后簇狀殘余油聚驅后簇狀殘余油圖5水驅和聚驅后簇狀殘余油第19頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月對于親油油層,水就不能將親油油層中的油沖洗下來。由于油層巖石的孔隙面積很大,這就意味著留在油層的油就很多。

可見,即使驅油劑波及到的油層,由于儲巖表面的潤濕性和毛細管的液阻效應的存在,油也不一定能采出來。因而有一個洗油效率的問題。驅油劑波及到的地方所含的油也不能完全被沖洗下來,主要有以下兩個因素:油層的潤濕性。當驅油劑是水時,水可以較好地將親水油層沖洗下來。即使對親水油層,沖洗下來的油還常常由于毛細管的液阻效應而滯留在油層采不出來。第20頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月巖石的潤濕性:

由于油層巖石礦物組分不同,潤濕性也不一樣。在水驅油過程中孔道的不同部位油膜被剝落的程度也不同,造成水驅油過程中的不均勻性。

毛細管壓力:

在油層中,毛細管壓力影響孔道中油水的流動。當巖石表面具有親水性質時,在毛細管力的作用下,使水自發(fā)地推動石油在微細孔道中前進;當巖石表面具有親油憎水性質時,毛細管力就阻止水進入孔道,使石油不易被水驅走。由于巖石中孔道大小和表面性質不均勻,水驅油過程中各孔道進水和水洗驅油的程度不同,殘余油的多少也不一樣。第21頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月1.2洗油(驅油)效率所謂洗油效率是指在波及范圍內驅替出的原油體積與驅油劑的波及體積之比第22頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月殘余油的分布狀況及數量直接與巖石的潤濕性、界面張力、巖石的微觀結構等有關。影響因素:巖石性質及其微觀結構和流體性質親水巖藏:水驅油藏殘余油的分布:大多以珠狀形式被捕集在流通孔道中。親油巖藏:存在于注入水未進入的較小的流通孔道中,而在充滿水的大孔隙中,殘余油呈膜狀粘附在孔壁上。第23頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

聚合物提高驅油效率主要是通過吸附作用、粘滯作用和增加驅動壓差來實現的;擴大波及體積主要是通過繞流作用和調剖作用來實現的。(1)吸附作用:聚合物可以大量的吸附在巖石的孔壁上,降低了水相的流動阻力,而對油相并無多大影響,在相同的含油飽和度下,油相的相對滲透率比水驅時有所提高,使得部分殘余油重新流動,被驅替出來。(2)粘滯作用: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,殘余油會重新流動,從而被夾帶而出。聚合物溶液在多孔介質中的粘滯力增加,是驅替膜狀、孤狀殘余油的主要機理第24頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)增加驅動壓差: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壓力,進入細小的孔道中,從而把原油驅替出來。(4)繞流作用:聚合物進入高滲透層后,增加了水相的滲透阻力,產生了由高滲透層指向低透層的壓差,使注入液發(fā)生繞流,進入到中、低滲透層中,擴大了水驅的波及體積,提高了原油的采收率。(5)調剖作用:聚合物的注入可以改善水油的流度比,控制了注入液在高滲透層的前進速度,減少了指進,使注入液在高、低滲透層中以較均勻的速度向前推進,改善了非均質層中的吸水剖面,提高了注入液的波及體積和驅油效率。第25頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月第26頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月2、阻力系數

--水的流度對聚合物溶液流度的比值,即

阻力系數反映了聚合物降低驅動介質流度的能力,它的數值總大于1。第27頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月3、殘余阻力系數

殘余阻力系數是指聚合物溶液通過巖心前后的鹽水滲透率比值,即

殘余阻力系數反映了聚合物降低孔隙介質滲透率的能力,它的數值總大于1。第28頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月阻力系數總是大于殘余阻力系數表1聚合物的阻力系數表2聚合物的殘余阻力系數第29頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

阻力系數-與增粘作用和降低滲透率有關;殘余阻力系數-只與減低滲透率有關。

阻力系數總大于殘余阻力系數,這是由于阻力系數既與聚合物的增粘作用有關,也與聚合物通過滯留而使孔隙介質降低滲透率有關,而殘余阻力系數則只與聚合物通過滯留而使孔隙介質降低滲透率有關。第30頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月1、增粘機理2、降低滲透率機理3、粘彈性體系的微觀驅油機理二、聚合物驅的主要機理第31頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月1、增粘機理

聚合物可通過增加水的粘度,降低水油流度比,從而提高波及系數。聚合物之所以能增加水的粘度,主要由于:

※水中聚合物分子互相糾纏形成結構;

※聚合物鏈節(jié)中親水基團在水中溶劑化;

※若為離子型聚合物則其在水中解離,產生許多帶電符號相同的鏈節(jié),使聚合物分子在水中所形成的無規(guī)線團更松散,因而有更好的增粘能力。第32頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月纏繞+親水基團的溶劑化+離子型聚合物的解離第33頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月2、降低滲透率機理吸附和捕集-減小水的KrW-降低MWO-提高EV

聚合物可通過減小水的有效滲透率,降低水油流度比,從而提高波及系數。聚合物之所以能減小水的有效滲透率,主要由于它可在巖石孔隙結構中產生滯留。

(1)吸附

吸附是指聚合物分子通過色散力、氫鍵或其他作用力在巖石表面所產生的濃集。(2)捕集

聚合物分子在水中所形成的無規(guī)線團的半徑雖小于喉道的半徑,但是它們可通過架橋而滯留在喉道外。這種滯留叫捕集。第34頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月聚合物分子可通過架橋而滯留在喉道處-降低KrW圖6聚合物分子在吼道外的捕集第35頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月第36頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月3、粘彈性體系的微觀驅油機理☆驅替孔隙滯留區(qū)中殘余油☆驅替孔隙壁面油膜提高微觀驅油效率●聚合物溶液的粘彈性有利于驅替油藏孔隙滯留區(qū)內的殘余油●聚合物溶液的彈性效應有利于驅替孔喉殘余油滴●聚合物溶液的彈性效應有利于擴大微觀波及體積●聚合物溶液有利于提高對壁面油膜的驅替第37頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月第38頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月微觀死油區(qū)——孔隙盲端驅替孔隙滯留區(qū)中殘余油第39頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月微觀死油區(qū)——擴/縮凹角驅替孔隙滯留區(qū)中殘余油第40頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月孔隙盲端、喉道殘余油驅替模型孔隙擴/縮凹角殘余油驅替模型粘彈性流動驅替機理水驅條件下滯留區(qū)內的殘余油被粘彈渦攜帶至主流區(qū),成為可驅動油。第41頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

許多學者認為,聚合物溶液在多孔介質中的粘彈效應引起了驅油劑粘度的大幅度增加,進一步改善了驅替前緣的流度比,因而當驅油劑流量增加時,采油速度迅速上升。用聚合物溶液驅替后,所有類型的殘余油均減少,減少量取決于驅替液的粘彈性。聚合物溶液在驅替不同類型殘余油時,表現出很強的“拉、拽”作用。殘余油不是被聚合物溶液推出來的,而是被拉出來的。第42頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月——取決于流體在盲端、孔喉中的流動特性(a)Re=5×10-5

We=0(b)Re=5×10-5

We=0.35孔隙盲端中的流場(數值計算結果)驅替孔隙滯留區(qū)中殘余油第43頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月孔隙盲端中的流場(Cochrane實驗結果,1981)

(a)Re=3,We=0

(b)Re=3,We=0.38

(c)Re=6,We=0

(d)Re=6,We=0.75——取決于流體在盲端、孔喉中的流動特性驅替孔隙滯留區(qū)中殘余油第44頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

與純粘流體相比,粘彈性流體在孔隙中的流場具有向孔隙盲端、孔喉滯留區(qū)深部發(fā)展的趨勢,因而具備了驅替這些滯留區(qū)內殘余油的必要條件。驅替孔隙滯留區(qū)中殘余油第45頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(a)黃原膠溶液(We=0.052)(b)HPAM溶液(We=0.26)同濃度的兩種聚合物啟動盲端殘余油的情況第46頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月三、聚合物驅用聚合物

聚合物驅用的聚合物應滿足下列條件:驅油用聚合物的基本要求

良好的水溶性明顯的增粘性良好的化學穩(wěn)定性較強的抗剪切性良好的抗吸附性良好的多孔介質傳輸性價格低廉、貨源充足第47頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月油層條件的適應性

油藏的幾何形狀和類型(不適用裂縫、孔洞油藏)

適應于沙巖、不含或少含泥巖

原油粘度:5~150mPa.s油層溫度:低于93℃地層水:礦化度較低四、適合聚合物驅油田的篩選標準第48頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月表3適合聚合物驅油田的篩選標準參數要求原油密度/(g.cm-3)<0.966粘度/(mPa.s)<150成分不限水礦化度(mg.L-1)<4×104Ca2+、Mg2+含量/(mg.L-1)<500油藏含油飽和度/Vp>0.50厚度/m不限滲透率×103/

μm2>10埋深/m<2740溫度/℃<93(HPAM),<71(XG)巖性砂巖、灰?guī)r第49頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月五、聚合物驅存在的問題與進展1、聚合物存在的問題

聚合物溶液配制過程,必須有一定的熟化時間(6~8h)。

聚合物主要損耗于降解和滯留。聚合物驅不能用于過深的地層。為了減少聚合物的剪切降解,可選用適當的泵(如柱塞泵等)或泵后混合,不要使用離心泵。第50頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

為了防止氧化降解,可用除氧劑(如Na2SO3、NaHSO3、CH2O等)處理配制用水。要注意除氧劑必須使用在聚合物加入之前。

對易發(fā)生生物降解的聚合物(如XG),應在聚合物溶液中加入配伍的殺菌劑。聚合物(特別是XG)中的機械雜質和微膠可堵塞地層,影響驅油劑的注入。第51頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月2、地層存在的問題

低滲透地層不宜進行聚合物驅,因地層中聚合物不可入孔隙的體積太大,聚合物溶液波及的體積太小,加上注入速度太低,方案實施的時間太長,而且井眼周圍出現的高剪切會使聚合物大量降解。因此聚合物驅要求地層滲透率大于10×10-3μm2。

地層水礦化度太高的地層應在聚合物驅前用淡水進行預沖洗,以減小鹽對聚合物的不利影響。有漏失段的地層不宜進行聚合物驅。對漏失段,可用交聯聚合物降低它的滲透性,即聚合物驅前地層的注入剖面應進行適當調整。第52頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月3、聚合物驅的進展①抗溫抗鹽聚合物的研制開發(fā);②交聯聚合物驅油技術的應用;③注聚設備及工藝參數的優(yōu)化;④聚合物調剖驅油一體化技術;⑤地層殘余聚合物的綜合利用;⑥聚合物溶液粘度穩(wěn)定性研究;⑦聚合物驅后續(xù)增產技術的開發(fā);⑧聚合物采出污水的綜合處理。第53頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月4、開發(fā)新型或改性的聚合物兩性聚合物的研制耐溫耐鹽單體的研制疏水締合聚合物的研制多元組合聚合物的研制梳型聚合物的研制共混聚合物

第54頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)兩性聚合物兩性聚合物是在聚合物分子鏈上同時引入陽離子和陰離子基團。在淡水中由于聚合物分子內的陰、陽離子基團相互吸引,致使聚合物分子發(fā)生卷曲。在鹽水中,由于鹽水對聚合物分子內的陰、陽離子的基團相互吸引力的削弱或屏蔽,致使聚合物分子比淡水中更舒展,宏觀上表現為在鹽水中聚合物的粘度升高或粘度下降幅度小。但由于發(fā)生分子內陰、陽離子基團的內鹽結構,溶解性能較差,而且,油田三次采油用聚合物要求增粘能力較強,只有丙烯酰胺單體參與共聚,才能達到此目的,且比較經濟。含丙烯酰胺的兩性聚合物溶液隨著老化時間延長,陰離子度(水解度)不斷增大,分子鏈上正負電荷基團數目出現不相等,分子鏈的卷曲程度隨礦化度的增大而增大,溶液粘度大大下降,抗鹽性能逐步消失。更值得重視的是,兩性聚合物的陽離子基團會造成聚合物在地層中的吸附量大幅度增加,聚合物大量吸附在近井地帶,嚴重影響驅油效率,增加三次采油成本,可見,兩性聚合物的抗溫抗鹽是有條件的,并不是適用于所有油田。第55頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)耐溫耐鹽共聚物耐溫耐鹽單體共聚物的研制的主導思想是研制與鈣、鎂離子不產生沉淀反應,在高溫下水解緩慢或不發(fā)生水解反應的單體,如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉(Na-AMPS),N-乙烯吡咯烷酮(N-VP),3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸鈉(Na-AMB),N-乙烯酰胺(N-VAM)等,將一種或多種耐溫耐鹽單體與丙烯酰胺共聚,得到的聚合物在高溫高鹽條件下的水解將受到限制,不會出現與鈣、鎂離子發(fā)生反應出現沉淀的現象,從而達到耐溫耐鹽的目的。這類聚合物能夠真正做到長期耐溫抗鹽,但按現在的生產條件得到的耐溫抗鹽單體成本太高,大規(guī)模用于三次采油在經濟效益上難以保證,還必須進行大量的攻關研究,降低耐溫耐鹽單體的生產成本,提高單體的聚合活性。第56頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)疏水締合聚合物疏水締合聚合物是指在聚合物親水性大分子鏈上有少量疏水基團的水溶性聚合物,其溶液特性與一般溶液大相徑庭。在水溶液中,此類聚合物的疏水基團由于疏水作用而發(fā)生聚集,使大分子鏈產生分子內和分子間締合。在稀溶液中大分子主要是以分子內締合的形式存在,使大分子鏈發(fā)生卷曲,流體力學體積減小,特性粘度降低。當聚合物濃度高于某一臨界濃度后,大分子鏈通過疏水締合聚集,形成分子間締合為主的超分子結構-動態(tài)物理交聯網絡,流體力學體積增大,溶液粘度大幅度增高。小分子電介質的加入和升高溫度均可增加溶劑的極性,使疏水締合作用增強。在高剪切作用下,疏水締合形成的動態(tài)物理交聯網絡被破壞,溶液粘度下降,剪切作用降低或消除后大分子鏈間的物理交聯重新生成,粘度又將恢復,不發(fā)生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下的不可逆機械降解。綜合考慮以上三類聚合物的特性,設計聚合物的分子使其同時具有以上兩類或三類聚合物的特性,即將陽離子單體、陰離子單體、耐溫耐鹽單體、疏水單體、陽離子疏水單體分別進行組合共聚。這是目前國內外最熱門的研究課題。這類聚合物比上述單一的兩性聚合物、耐溫抗鹽單體共聚物、疏水締合聚合物具有優(yōu)良而獨特的性能,應用領域得到進一步的拓寬,但在耐溫抗鹽機理上仍不能克服兩性聚合物、耐溫抗鹽單體共聚物、疏水締合聚合物存在的問題,目前還不能達到油田三次采油的要求。第57頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)梳型聚合物梳型聚合物的研制思路是在高分子的側鏈同時帶親油基團和親水基團,由于親油基團和親水基團的相互排斥,使得分子內和分子間的卷曲纏結減少,高分子鏈在水溶液中排列成梳子形狀。經過大量的試驗表明此聚合物在鹽水中的增稠能力比目前國內外的超高分子量聚丙烯酰胺在鹽水中的增稠能力提高50%以上,溶解性與過濾因子均達到油田三次采油用聚合物的要求。第58頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(5)驅油聚合物交聯技術關于交聯聚合物技術的研究,主要集中在交聯劑的研究上。交聯劑一類是能與水溶性聚合物分子中酰胺基團作用的有機類交聯劑;另一類是能與聚合物分子中羧酸基團作用的過渡金屬有機交聯劑。常用的有機類交聯劑有酚醛樹脂、蜜胺樹脂、糠醛樹脂、脲醛樹脂等。最常用的有機交聯劑是苯酚/甲醛的酚醛樹脂。過渡金屬有機交聯劑主要有兩部分組成:一是高價金屬離子:如鋁離子、鐵離子、鉻離子、鋯離子、鈦離子等;二是鰲合劑:乙酸根、丙酸根、丙二酸根、乳酸根、葡萄糖酸、甘醇酸、檸檬酸根、水楊酸根等有機酸根。其中,有機鉻和有機鋁交聯劑得到了應用。目前交聯劑的趨勢由單一的有機交聯劑和含有多價金屬離子的交聯劑,轉向復合型交聯劑的使用。第59頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

(1)新型抗溫抗鹽聚合物大部分處在室內研究階段,且成本高,尚未大面積推廣應用;(2)工藝設備及工藝參數的優(yōu)化投資較大,有局限性,且效果有限;(3)污水改性處理技術一是可以節(jié)約大量的清水;二是可以減少采油污水的處理費用,減少對環(huán)境的污染;三是可以避免清污水混合不配伍而造成的不良影響等。

5、整體現狀及趨勢第60頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

考慮以下條件:

油藏溫度、深度、類型地層水礦化度非均質變異系數油水流度比可動油飽和度其它限制條件(是否進入氣頂;是否存在滲透率極高的賊層、水道或裂縫)六、聚合物驅的室內評價與設計1、油藏篩選第61頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

聚合物驅的室內實驗的主要目的:一是篩選適合于油藏的聚合物,二是進行聚合物驅的敏感性分析,三是為聚合物數模提供必要的輸入參數。

聚合物驅的室內實驗主要內容包括:聚合物配伍性(篩選實驗)實驗、巖心實驗和驅油實驗三項內容。2、室內評價第62頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)聚合物的配伍性(篩選)實驗

聚合物的商用指標相對分子質量、水解度、殘余單體含量、不溶物含量、溶解速度、粘度等。

聚合物的增粘性粘度-濃度關系曲線

機械穩(wěn)定性實驗

化學穩(wěn)定性實驗(老化實驗)通過測定聚合物溶液長期在油藏條件下粘度保留值,確保篩選聚合物在驅替時間內能夠保留其粘度。

聚合物溶液的過濾性目的在于檢測聚合物的質量和聚合物的注入性能。第63頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

測定聚合物驅數值模擬直接需要的參數。

內容包括:(1)吸附(滯留)量;(2)不可入孔隙體積;(3)阻力系數與殘余阻力系數;(4)多孔介質中的流變性;(5)聚合物擴散系數與粘性指進系數。(2)巖心流動試驗第64頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)驅油實驗

目的在于分析影響驅油效果的敏感性分析,如聚合物分子量、段塞尺寸、濃度、不同段塞組合下驅油效果,以及聚合物驅油時機選擇等其他條件的限制。需要指出的是驅油實驗結果并不能代表油藏的實際效果,通常要把驅油實驗結果與數值模擬結合起來,才能獲得比較符合實際的結論。第65頁,課件共72頁,創(chuàng)作于2023年2月

1、配制母液:聚合物一般先用低礦化度的清水配制成高濃度的水溶液,既聚合物母液,為保證聚合物溶液注入地層后達到良好的驅油效果,一般要求地面配制的聚合物母液濃度在5000mg/L左右,聚合物注入濃度在800~2000mg/L之間,粘度一般大于25mPa.s。七、聚合物驅現場

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