聚合物驅(qū)油機理

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)油的重要機理之一，關(guān)于均質(zhì)油層，在通常水驅(qū)油條件下，因為注入水的粘度常常低于原油粘度，驅(qū)油過程中油水流度比不合理，以致采出液中含水率上漲很快，過早地達到采油經(jīng)濟所同意的極限含水率的結(jié)果，使得實質(zhì)獲取的驅(qū)油效率遠遠小于極限驅(qū)油效率。向油層注入聚合物的結(jié)果，可使驅(qū)油過程中的油水流度比大大改良，進而延緩了采出液中的含水上升速度，使實質(zhì)驅(qū)油效率更靠近極限驅(qū)油效率，甚至達到極限驅(qū)油效率。在水驅(qū)油條件下，水打破油層后采出液中油的分流量為：fo

KKroλoμoλwλoKKrwKKroμwμo該式經(jīng)簡化得出：1fo1o?KrwwKro2、聚合物溶液的調(diào)剖作用調(diào)整吸水剖面，擴大涉及體積，是聚合物提升采收率的另一項重要機理。因為在聚合物的調(diào)剖作用下，油層水淹體積的擴大，將在油層的未見水層段中采出無水原油。這就是說，油層水淹孔隙體積擴大多少，采出油的體積也就增添多少。聚合物的調(diào)剖作用只有在油層剖面上存在浸透率的非均質(zhì)狀態(tài)時才能發(fā)生。關(guān)于這種油層，在往常水驅(qū)條件下常常發(fā)生注入水沿不一樣浸透率層段推動不均勻現(xiàn)象。高浸透率層段注入水推動快，低浸透率層段注入水推動慢。加上注入水的粘度常常低于原油粘度，水驅(qū)油過程中高流度流體代替低流度流體的結(jié)果，以致注入水推動不均勻的程度加劇，甚至在好多狀況下會出現(xiàn)高浸透率層段早巳被注入水所打破，而低浸透率層段注入水推動距離仍舊很小的狀況，以致低浸透率層段原油不可以獲取有效的開采。在不考慮重力影響的前提下，我們能夠給出高浸透率層段水打破以前任一灌水階段時兩層段間吸水量之比：K1Krw1K1Kro1K1?oKrw1Kro1q11wowq22K2Krw2K2Kro2K2oKro2woKrw2wK1＞K23、聚合物溶液微觀驅(qū)油機理傳統(tǒng)的聚合物驅(qū)油理論以為，聚合物驅(qū)不過經(jīng)過增添注入水的粘度，降低水油流度比，擴大注入水在油層中的涉及體積提升原油采收率，聚合物驅(qū)其實不可以增添油藏巖石的微觀驅(qū)油效率，并以為聚合物驅(qū)后殘留于孔隙介質(zhì)中的油的體積與水驅(qū)以后同樣。經(jīng)過幾年的室內(nèi)實驗研究發(fā)現(xiàn)，聚合物驅(qū)不單能夠擴大涉及體積，并且能夠提升驅(qū)油效率。我們知道水驅(qū)開采時，因為油層的非均質(zhì)性，注入水常常涉及不到相對浸透率較低的油層部位，成為未涉及水驅(qū)的節(jié)余油；在注入水涉及到的油層，因為巖石表面濕潤性和毛細管液阻效應(yīng)的存在，水驅(qū)后還存在著大批的節(jié)余油。這些節(jié)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)可否把這些節(jié)余油驅(qū)動呢研究表示：聚合物溶液存在著粘彈性，在水驅(qū)過程中，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)不單能夠提升涉及系數(shù)，并且還能夠提升水涉及域內(nèi)的驅(qū)油效率。其提升驅(qū)油效率的機理表此刻以下幾個方面：1）本體粘度使聚合物在油層中存在阻力系數(shù)和節(jié)余阻力系數(shù)，是驅(qū)替水驅(qū)未涉及節(jié)余油和簇狀節(jié)余油的主要原由。聚合物溶液本體粘度的增高，加上其彈性作用，改良了水油流度比和水驅(qū)前緣，能夠驅(qū)替出水驅(qū)未涉及節(jié)余油和簇狀節(jié)余油。（2）界面粘度使聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的粘滯力增添，是驅(qū)替膜狀、孤島狀節(jié)余油的主要機理：節(jié)余油與流過其表面的驅(qū)替液之間的粘滯力可用下式表示：τ＝dv/dz·μr式中：τ——兩相流體間的粘滯力；dv/dz——兩相流體的界面速度梯度；μr——兩相流體間的界面粘度。聚合物溶液與節(jié)余油之間的界面粘度遠遠高于注入水與節(jié)余油間的界面粘度值。聚合物溶液粘度的增添，是因為聚合物分子中含有很多親水基團，這些親水基團在聚合物分子外形成的“水鞘”，增添了相對挪動的內(nèi)摩擦力。同時，上述基團在水中解離，產(chǎn)生很多帶電符號同樣的鏈節(jié)，這些鏈節(jié)相互排擠，使聚合物分子線團在水中更為伸展，因此有更好的增粘能力。所以，聚合物溶液在多孔介質(zhì)內(nèi)的滲流過程中，其粘度值要比用粘度計丈量的視粘度高很多倍。因為聚合物的加入使油水界面粘度明顯增添。聚合物溶液在毛細管管壁鄰近的速度梯度遠遠大于水在其上的速度梯度。Y油VW=VPWVXVW邊<<VP邊油dVW邊dVP邊dY<<dYPVX因為聚合物溶液是非牛頓粘彈性流體，在巖石孔道中的流場散布與水截然不圖5-17水與聚合物溶液在管道中的流場散布表示圖同，在同樣均勻流速下，聚合物溶液與油的界面速度遠遠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)替盲狀節(jié)余油的主要原由。柔性聚合物分子在應(yīng)力作用下將產(chǎn)生形變，其彈性又會使其恢復(fù)、縮短，所以，當(dāng)擁有粘彈性的柔性聚合物溶液經(jīng)過多孔介質(zhì)時，既存在著剪切流動，也存在著拉伸流動。特別是聚合物分子在流經(jīng)孔