《提高采收率》之原理

提高采收率原理施雷庭西南石油學(xué)院油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要內(nèi)容1緒論2提高采收率方法及原理概述3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)4表面活性劑驅(qū)油5堿水驅(qū)6復(fù)合驅(qū)(二元、三元驅(qū)、泡沫復(fù)合驅(qū)等)7氣體混相驅(qū)(天然氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒁夯瘹怛?qū)等)8熱力采油(熱水、蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐、火燒油層)9微生物采油(微生物調(diào)剖、堵水、微生物驅(qū)油、降解原油)10其它提高采收率方法射頻法采油(RadioFrequencyRecovery)超聲波法采油(Ultra-SonicRecovery)振動(dòng)采油(VibratingRecovery)磁法采油(MagneticRecovery)1緒論原油采收率是采出地下原油原始儲(chǔ)量的百分?jǐn)?shù)，即采出原油量與地下原油原始儲(chǔ)量之比。在經(jīng)濟(jì)條件允許的前提下追求更高的原油采收率，既是油田開發(fā)工作的核心，又是對(duì)不可再生資源的保護(hù)、合理利用、實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。1緒論采油方法回顧“一次采油”，主要是利用油藏本身的天然能量來采出一部分原油。其采油機(jī)理是：隨著油藏壓力的下降，液體的體積膨脹和巖石壓縮作用把油藏流體驅(qū)入井筒。當(dāng)油藏壓力降低到原油的飽和壓力以下時(shí)，氣體釋放和膨脹又能采出一部分原油。有些油藏帶有氣頂，氣頂膨脹和重力排驅(qū)也能促使原油流入生產(chǎn)井。一些油藏與含水層相連，它能提供活躍的或部分活躍的水驅(qū)。含水層的水侵既能驅(qū)替油藏孔隙中的原油，又能彌補(bǔ)由于原油開采造成的壓力下降。對(duì)于不同的油藏，一次采油的采收率相差極大，這取決于開采機(jī)理和各種機(jī)理的組合、油藏類型、巖石性質(zhì)、原油性質(zhì)。一次采油的采收率一般為5%～20%。1緒論采油方法回顧在一次采油后一定時(shí)間內(nèi)注入流體的采油方法通常被稱為“二次采油”。一次采油和注水或非混相注氣的二次采油的最終采收率通常為原始地質(zhì)儲(chǔ)量的20%～40%。在二次采油達(dá)經(jīng)濟(jì)極限時(shí)，向地層中注入流體、能量，將引起物理化學(xué)變化的方法通常被稱為“三次采油（TertiaryRecovery）”。包括聚合物驅(qū)、各種化學(xué)驅(qū)（活性水驅(qū)、微乳液驅(qū)、堿性水驅(qū)）及復(fù)合化學(xué)驅(qū)、氣體混相驅(qū)（不是以保壓為目的的注氣）。在任何時(shí)期，向地層中注入流體、能量，以提高產(chǎn)量或采收率為目的開采方法常被稱為“強(qiáng)化采油（EnhancedOilRecovery-EOR）”。包括三次采油中的所有方法和熱力采油法。1緒論常規(guī)注水、注氣等二次采油技術(shù)所不能開采的那部分原油構(gòu)成了三次采油或強(qiáng)化采油的目標(biāo)油量，它包括所謂的“剩余油”和“殘余油”。由于波及系數(shù)低，注入流體尚未波及到的區(qū)域所剩余下的原油被稱為“剩余油”，如低滲透夾層內(nèi)和水繞流帶中的剩余油；鉆井未鉆到的透鏡體中的原油，局部不滲透遮擋處的原油等，其特點(diǎn)是宏觀上連續(xù)分布。在注入水波及區(qū)內(nèi)或孔道內(nèi)已掃過區(qū)域內(nèi)殘留的、未被驅(qū)走的原油被稱為“殘余油”，其特點(diǎn)是分布不連續(xù)。1緒論1緒論EOR方法提高采收率提高波及效率類提高洗油效率類降低原油粘度類聚合物驅(qū)泡沫驅(qū)復(fù)合化學(xué)驅(qū)微生物采油活性水驅(qū)微乳液驅(qū)堿水驅(qū)復(fù)合化學(xué)驅(qū)氣體混相驅(qū)微生物采油熱采氣體混相驅(qū)與非混相驅(qū)微生物采油提高采收率聚合物驅(qū)表面活性劑驅(qū)堿水驅(qū)復(fù)合化學(xué)驅(qū)蒸汽吞吐蒸汽驅(qū)火燒油層一次接觸混相驅(qū)蒸發(fā)式多級(jí)接觸混相驅(qū)凝析式多級(jí)接觸混相驅(qū)高壓天然氣（干氣）驅(qū)富氣驅(qū)CO2驅(qū)煙道氣驅(qū)按作用機(jī)理分按注入氣種類分化學(xué)驅(qū)氣體混相驅(qū)熱采微生物采油（a）按提高采收率機(jī)理分類（b）按注入工作劑類型分類1緒論到目前為止，比較成熟的提高采收率技術(shù)有蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、聚合物驅(qū)、氣體混相與非混相驅(qū)等技術(shù)。1緒論水驅(qū)或非混相注氣驅(qū)一次采油和二次采油的最終采收率通常為原始地質(zhì)儲(chǔ)量的20～40%。非混相驅(qū)油和水是互不相溶的。如果把油水倒入一個(gè)容器中并放置一段時(shí)間，就會(huì)形成兩個(gè)截然不同液相，而且具有明顯的分界面。因此可以說油水是不混相的。同樣，盡管天然氣在原油中具有一定的溶解度，但原油和天然氣也是不混相的。這種溶解度大小取決于壓力大小，一旦超過某溶解度的極限后，就會(huì)形成被一個(gè)界面隔開的氣相和液相。1緒論非混相注氣驅(qū)或水驅(qū)所能達(dá)到的最終采收率主要取決于以下兩個(gè)因素：1、注入流體的體積波及效率；2、注入流體在波及巖石內(nèi)的驅(qū)替效率。InjectionProduction高滲透層低滲透層由于油藏中存在著滲透率的層間差異、粘性指進(jìn)、重力分異和不完全的面積波及效率，所以油藏體積波及系數(shù)一般小于100%。OilBearingInjectionWater1緒論在常規(guī)水驅(qū)油中所發(fā)現(xiàn)的達(dá)西速度、原油粘度、油水界面張力范圍內(nèi)，殘余油飽和度對(duì)毛管數(shù)并不敏感。由圖可知，為了使水驅(qū)殘余油飽和度有明顯的降低，可以：大幅度增加驅(qū)替流體粘度；大幅度提高驅(qū)替速度；大幅度降低油水界面張力。油水界面張力（IFT）對(duì)殘余油飽和度的影響Log(Nc=μv/σ)Sor1緒論化學(xué)驅(qū)和氣體混相驅(qū)的主要目的就是為了降低還消除驅(qū)替相與被驅(qū)替相之間的界面張力，從而提高驅(qū)油效率。2提高采收率方法及原理概述化學(xué)驅(qū)聚合物驅(qū)表面活性劑驅(qū)堿水驅(qū)復(fù)合化學(xué)驅(qū)氣體混相驅(qū)烴混相驅(qū)、CO2混相驅(qū)、惰性氣體混相驅(qū)泡沫驅(qū)熱力采油蒸汽吞吐蒸汽驅(qū)就地燃燒微生物采油(MEOR)2提高采收率方法及原理概述化學(xué)驅(qū)凡是向注入水中加入化學(xué)劑，以改變驅(qū)替流體性質(zhì)、驅(qū)替流體與原油之間的界面性質(zhì)，從而有利于原油生產(chǎn)的所有方法都屬于化學(xué)驅(qū)范疇。通常包括：聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)（膠束/聚合物驅(qū)、微乳液驅(qū)）、堿水驅(qū)和復(fù)合化學(xué)驅(qū)。聚合物驅(qū)聚合物驅(qū)實(shí)際上是一種把水溶性聚合物加到注入水中以增加水相粘度、改善流度比、穩(wěn)定驅(qū)替前沿的方法，因此又稱為稠化水驅(qū)。聚合物驅(qū)以提高波及系數(shù)為主，因此它更加適用于非均質(zhì)的中質(zhì)或較重質(zhì)的油藏。當(dāng)聚合物驅(qū)與交聯(lián)聚合物調(diào)剖技術(shù)相結(jié)合時(shí)，也可以用于那些具有高滲透率通道或微小裂縫的油藏。2提高采收率方法及原理概述化學(xué)驅(qū)表面活性劑驅(qū)表面活性劑提高采收率的主要原理是利用驅(qū)替流體與被驅(qū)替原油體系之間具有低界面張力IFT（interfacialtension）的特性，提高驅(qū)油效率。應(yīng)用表面活性劑提高采收率可分為活性水驅(qū)、乳狀液驅(qū)、膠束驅(qū)和低界面張力驅(qū)。目前在國(guó)外的化學(xué)驅(qū)中，研究和應(yīng)用的最為廣泛的是膠束/聚合物驅(qū)；最熱門研究——雙子表活劑。從技術(shù)上講，表面活性劑驅(qū)最適合三次采油，是注水開發(fā)的合理繼續(xù)，基本上不受含水率的限制，可獲得很高的水驅(qū)殘余油采收率。但由于表面活性劑的價(jià)格昂貴，投資高，風(fēng)險(xiǎn)大，因而其使用范圍受到很大限制。2提高采收率方法及原理概述化學(xué)驅(qū)堿水驅(qū)對(duì)于原油中含有較多有機(jī)酸的油層可以注入濃度為0.05%～4%的NaOH、Na2CO3等堿性水溶液，與原油中的石油酸反應(yīng)就地產(chǎn)生表面活性物質(zhì)，從而降低油水界面張力，提高驅(qū)油效率；對(duì)原油產(chǎn)生乳化作用，降低注入水流度，改善流度比；改變巖石的潤(rùn)濕性，從而增加原油的流動(dòng)性。采油機(jī)理十分復(fù)雜，可由降低油水界面張力，產(chǎn)生潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)、乳化、乳化夾帶、自發(fā)乳化和聚并以及硬膜溶解等機(jī)理采出殘余油。復(fù)合化學(xué)驅(qū)單一的聚合物驅(qū)、堿水驅(qū)、表面活性劑驅(qū)各自有其優(yōu)缺點(diǎn)，將它們聯(lián)合使用，在功能上互相彌補(bǔ)，以達(dá)到最佳驅(qū)油效果，這就是各種形式的復(fù)合化學(xué)驅(qū)。2提高采收率方法及原理概述氣體混相驅(qū)氣體混相驅(qū)是向油藏中注入一種氣體作為原油的驅(qū)替劑，希望能夠消除與原油之間的界面張力，提高驅(qū)油效率，在確保一定的波及效率前提下，大幅度提高原油采收率。所謂混相就是指兩種流體可以完全相互溶解。它與非混相驅(qū)的區(qū)別就在于兩相之間的界面張力為零，因而不存在明顯的界面，也不存在毛管壓力，從而大大提高原油采收率。按混相方式的不同，混相驅(qū)可分為“一次接觸混相”和“多次接觸混相”或“動(dòng)態(tài)混相”。泡沫驅(qū)該方法是利用泡沫在孔隙介質(zhì)中的賈敏效應(yīng)，增加驅(qū)替相的流動(dòng)阻力，以便穩(wěn)定驅(qū)替前沿和提高波及體積，從而提高原油采收率。微泡沫體系，三元復(fù)合驅(qū)+氣體，既可提高波及體系又可提高驅(qū)油效率，同時(shí)可擴(kuò)大非均質(zhì)油藏應(yīng)用范圍。2提高采收率方法及原理概述熱力采油熱力采油是最有效、最有前途的提高采收率方法之一，它立足于利用熱量來稀釋和蒸發(fā)油層中的原油以驅(qū)動(dòng)所形成的產(chǎn)物。該方法可以分為熱物理學(xué)（注熱載體）和熱化學(xué)（火燒油層、液相氧化作用等）兩類方法。微生物采油微生物提高采收率（MicrobialEnhancedOilRecovery）是指利用微生物及其代謝產(chǎn)物增加石油產(chǎn)量的一種石油開采技術(shù)。該技術(shù)是將經(jīng)過篩選和評(píng)價(jià)的微生物與培養(yǎng)基注入地下油層，通過微生物就地繁殖和代謝，產(chǎn)生酸、氣體、溶劑、生物表面活性劑和生物聚合物，改變巖石孔道和油藏原油的物理化學(xué)性質(zhì)，提高原油產(chǎn)量和增加油藏原油采收率。利用了聚合物驅(qū)和表面活性劑驅(qū)油機(jī)理提高采收率。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)流度控制用聚合物聚合物驅(qū)油機(jī)理聚合物溶液性質(zhì)聚合物在多孔介質(zhì)中流動(dòng)特性聚合物驅(qū)室內(nèi)評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)吸水剖面調(diào)整技術(shù)聚合物及聚合物驅(qū)新技術(shù)、新進(jìn)展3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)（PolymerFlooding）是指通過在注入水中加入少量水溶性高分子量的聚合物，增加水相粘度，同時(shí)降低水相滲透率，改善流度比，提高原油采收率的方法。聚合物驅(qū)只是在原來水驅(qū)的基礎(chǔ)上添加了聚合物，因此它又稱改性水驅(qū)（ModifiedWaterFlooding）。聚合物驅(qū)的機(jī)理是所有提高采收率方法中最簡(jiǎn)單的一種，即降低水相流度，改善流度比，提高波及系數(shù)。一般來說，當(dāng)油藏的非均質(zhì)性較大和/或水驅(qū)流度比較高時(shí)，聚合物驅(qū)可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效果。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)發(fā)展歷程聚合物驅(qū)始于20世紀(jì)50年代末和60年代初。美國(guó)于1964年進(jìn)行了第一次聚合物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，隨后在1964~1969年間，進(jìn)行了61個(gè)聚合物驅(qū)項(xiàng)目。從70年代到1985年，共進(jìn)行了183個(gè)聚合物驅(qū)項(xiàng)目，且一般都取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在中國(guó)，聚合物驅(qū)得到了充分的發(fā)展。自1972年在大慶油田開展小井距的聚合物驅(qū)試驗(yàn)以來，特別在“八五”、“九五”期間，在聚合物驅(qū)室內(nèi)研究、數(shù)值模擬技術(shù)、注入工藝以及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)等方面進(jìn)行了大量的研究和試驗(yàn)，為聚合物驅(qū)在中國(guó)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段奠定了基礎(chǔ)。目前，聚合物驅(qū)在中國(guó)的大慶、勝利等油田已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。1997年累計(jì)注入聚合物干粉23700t，工業(yè)應(yīng)用面積達(dá)101.3km2，全國(guó)聚合物驅(qū)年增產(chǎn)原油達(dá)303萬t。中國(guó)大慶油田的聚合物驅(qū)已成為世界上最大的聚合物驅(qū)項(xiàng)目。到2000年中國(guó)聚合物驅(qū)年增產(chǎn)原油將達(dá)500~700萬t。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)流度控制用聚合物流度控制用的聚合物有兩大類：天然聚合物和人工合成聚合物。天然聚合物是從自然界的植物及其種子主要通過微生物發(fā)酵而得到，如纖維素、生物聚合物黃胞膠等。人工合成聚合物是用化學(xué)原料經(jīng)工廠生產(chǎn)而合成的，如目前大量使用的聚丙烯酰胺（Polyacrylamide簡(jiǎn)稱PAM），部分水解的聚丙烯酰胺（HydrolyzedPartiallyPolyacrylamide簡(jiǎn)稱HPAM）等。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)流度控制用聚合物HPAM和黃原膠均難以滿足高溫、高含鹽油藏的需要，嚴(yán)重制約著聚合物驅(qū)油技術(shù)與聚合物復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的推廣應(yīng)用。研制耐溫抗鹽抗剪切的高性能/價(jià)格比的聚合物驅(qū)油劑已成為迫切需要解決的世界性難題。HPAM與黃原膠化學(xué)性能改進(jìn)耐溫抗鹽合成聚合物的研究具有耐溫抗鹽結(jié)構(gòu)單元的丙烯酰胺共聚物分子間具有特殊相互作用的聚合物驅(qū)油劑水溶性疏水締合聚合物兩性離子聚合物分子復(fù)合型聚合物驅(qū)油劑3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)流度控制用聚合物聚丙烯酰胺和疏水締合聚合物分子結(jié)構(gòu)對(duì)比疏水締合聚合物部分水解聚丙烯酰胺締合結(jié)構(gòu)3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)油機(jī)理聚合物注入油層后，將會(huì)產(chǎn)生兩方面的重要作用一是增加水相粘度；二是因聚合物的滯留引起油層滲透率下降；上述兩項(xiàng)作用的共同結(jié)果導(dǎo)致油層中聚合物驅(qū)的流度明顯降低。聚合物注入油層后，將產(chǎn)生兩項(xiàng)基本作用機(jī)理一方面是控制水淹層段中水相流度，改善水油流度比，提高水淹層段的層內(nèi)波及效率；另一方面是降低高滲透率的水淹層段中流體總流度，縮小高、低滲透率層段間水線推進(jìn)速度差，調(diào)整吸水剖面，提高層間波及系數(shù)。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)油機(jī)理聚合物的流度控制作用VDVf=M=Kw/μwKo/μo要使M降低，可以通過降低滲透率和提高驅(qū)替相的粘度來實(shí)現(xiàn)聚合物就可以達(dá)到該目的。vDvf3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)油機(jī)理聚合物的調(diào)剖作用dV/dy油滴受力12PolymerOil

水驅(qū)注入聚合物后續(xù)水驅(qū)水流通道新流線3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)油機(jī)理聚合物的調(diào)剖作用理論與實(shí)踐已經(jīng)證明，對(duì)于適合于聚合物驅(qū)的油藏，只要聚合物溶液性能達(dá)到要求，則可將其水驅(qū)后的采收率再提高10-20%。聚合物驅(qū)技術(shù)已經(jīng)在大慶油田的主力油藏進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段，其采收率比水驅(qū)提高12%。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)聚合物的溶解分散溶脹溶解良溶劑：使聚合物分子舒展開的溶劑非良溶劑：使聚合物分子卷曲的溶劑溶劑性質(zhì)直接影響聚合物分子的溶解，當(dāng)然也影響聚合物分子在其中的狀態(tài)，從而影響聚合物溶液的粘度。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)聚合物溶液的粘度聚合物溶液的粘度概念粘度是流體流動(dòng)時(shí)分子間內(nèi)摩擦力的度量，單位為mPa.s，定性的說是物質(zhì)粘稠的程度。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)聚合物溶液的特性粘數(shù)聚合物濃度趨進(jìn)于零時(shí)，對(duì)比粘度的極限值。特性粘數(shù)用來表示聚合物分子對(duì)粘度的貢獻(xiàn)。式中:ηs：溶劑粘度，mPa.s;ηr：相對(duì)粘度，ηr=η/

ηr,無因次;η：極低剪切速度下測(cè)得的聚合物溶液的粘度，mPa.s;ηr：對(duì)比粘度，dl/g(濃度的倒數(shù));[η]：聚合物特性粘數(shù)，dl/g，表示單位聚合物分子在溶液中所占流體力學(xué)體積的相對(duì)大小，也是度量聚合物尺寸的重要參數(shù).3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)影響聚合物溶液粘度的因素聚合物分子量和結(jié)構(gòu):分子量越高，線團(tuán)體積越大，粘度越大；結(jié)構(gòu)不同粘度不一；溶劑:良溶劑中，分子伸展，分子內(nèi)摩擦力增大，粘度增大；鹽和鹽類型:鹽是一個(gè)很重要的因素，PHPAM和鹽類型非常敏感。鹽濃度越高，溶液拈度越小，且二價(jià)陽離子較一價(jià)陽離子的影響大得多。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)影響聚合物溶液粘度的因素聚合物濃度溶液濃度高，粘度大（見下圖），濃度高的溶液對(duì)剪切速度的依賴性越大.CP=500mg/lCP=25mg/l濃度與粘度的關(guān)系CP=0mg/l表觀粘度3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)影響聚合物溶液粘度的因素水解度水解度越高，羧鈉基(-COO)多，基團(tuán)間斥力大，分子更舒展，無規(guī)線團(tuán)體積，粘度大。聚合物的降解降解：高分子聚合物受外界因素的影響，C-C鏈斷裂而使溶液粘度降低的現(xiàn)象。機(jī)械降解

在高流量區(qū)(閥門，低滲層)因強(qiáng)烈的剪切和拉伸，使大分子降解；化學(xué)降解

細(xì)菌、氧、光照等作用、生物聚合物因發(fā)酵失去增粘作用；高溫降解

溫度升高，粘度下降（PHPAM的適宜的溫度≤70℃）。3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)聚合物溶液的流變性流變性的基本概念流變性：流體在外力場(chǎng)的作用下，發(fā)生流動(dòng)和變形的特性。粘滯性：流體流動(dòng)時(shí)具有抵抗剪切變形的性質(zhì)。應(yīng)力：形變后，企圖把形變恢復(fù)的內(nèi)部力.應(yīng)變：形變量與原尺寸之比.剪切流動(dòng)及其流變曲線流體在剪切力作用下，發(fā)生剪切流動(dòng)。切應(yīng)力和切變速率是表征流變體系流變性質(zhì)的兩個(gè)基本參數(shù).切應(yīng)力：?jiǎn)挝灰簩用娣e上施加的力；切速率：流速在與流動(dòng)垂直方向上的變化速率。FAvydvydy在剪切力作用下，根據(jù)粘度的變化將流體分為流體牛頓流體非牛頓流體純粘性流體粘彈性流體流變性與剪切時(shí)間有關(guān)流變性與剪切時(shí)間無關(guān)觸變觸變性流體震凝性流體賓漢體冪律流體假塑性流體脹流性流體流變曲線bacd剪切應(yīng)力剪切速率a:牛頓流體，b:塑性流體，c、d：冪律流體，n＜1，假塑性流體n＞1，脹流性流體a區(qū)：初始牛頓區(qū)

b區(qū)：假塑性流動(dòng)區(qū)

c區(qū)：第二牛頓區(qū)

d區(qū)：脹流性流動(dòng)區(qū)abcdn=1n<1n=1n>1切應(yīng)力切速率綜合流動(dòng)曲線3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液性質(zhì)聚合物溶液的流變性聚合物溶液常用的流變模型冪律模型Ellis模型Carreau模型冪律模型（Power-Law）描述假塑性和脹流性流體剪切應(yīng)力剪切速率稠度系數(shù)冪律指數(shù)Power-Law流變特征圖Ellis模型1/2為=0/2時(shí)所對(duì)應(yīng)的剪切應(yīng)力Ellis流變特征圖log[(0/）-1]=(a-1)log(/1/2）斜率=a-1Carreau模型-零剪切粘度-極限剪切粘度(n-1)-Power-Law區(qū)直線的斜率斜率—溶液流變性從第一牛頓區(qū)向剪切變稀區(qū)Power-Law轉(zhuǎn)變的時(shí)間常數(shù),為第一牛頓區(qū)與Poweer-Law區(qū)直線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的剪切速率的倒數(shù)。Carreau流變特征圖Log()0斜率=(n-1)3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的流變性聚合物溶液的有效粘度聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的粘彈性影響孔隙介質(zhì)中流變性的因素篩網(wǎng)系數(shù)聚合物在孔隙介質(zhì)中的有效粘度冪律流體在膠結(jié)多孔介質(zhì)中流動(dòng)的剪切速率聚合物溶液的粘彈性問題提出：粘性水驅(qū)時(shí)，相同條件下，HPAM的驅(qū)油效果優(yōu)于別的增粘劑；HPAM溶液幾乎不能降低界面張力，但發(fā)現(xiàn)它可以提高微觀驅(qū)油效率。與聚合物的粘彈性有關(guān)油油分別用HPAM溶液和甘油驅(qū)替，效果大不相同粘彈性的表現(xiàn)回流現(xiàn)象與流出脹大現(xiàn)象流動(dòng)壓力隨流速的變化趁勢(shì)——聚合物溶液的粘彈性沖洗滲透率隨流速的變化趁勢(shì)——滯留聚合物分子的粘彈性表觀粘度剪切速率牛頓流體假塑性流體聚合物溶液的粘彈性表現(xiàn)流體在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)壓差流速粘彈性流體牛頓流體純假塑性流體滯留聚合物分子的粘彈性表現(xiàn)水在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)（線性滲流速度條件下）壓差流速純孔隙介質(zhì)滯留有聚合物分子的孔隙介質(zhì)影響孔隙介質(zhì)中流變性的因素聚合物的分子類型和結(jié)構(gòu)溶液礦化度孔隙介質(zhì)的滲透率篩網(wǎng)系數(shù)篩網(wǎng)系數(shù)=溶液流過隔板的時(shí)間t溶劑流過隔板的時(shí)間ts篩網(wǎng)粘度計(jì)聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特征吸附滯留不可入孔隙體積阻力系數(shù)殘余阻力系數(shù)吸附靜態(tài)吸附：巖石顆粒靜置于溶液中，吸附達(dá)到平衡；動(dòng)態(tài)吸附：聚合物溶液通過孔隙介質(zhì)時(shí)發(fā)生的吸附。吸附模型溶液濃度C(mg/L)Langmuir吸附等溫關(guān)系吸附量W（μg/g巖石)吸附量一般幾十～幾百微克。滯留機(jī)械滯留：由于聚合物分子的等效球直徑大于孔喉直徑而造成的聚合物分子滯留。水力滯留：由于流速的大小和方向改變所引起的聚合物分子滯留。不可入孔隙體積（IPV）巖石中所有直徑小于聚合物分子流體力學(xué)等價(jià)球直徑的孔隙。IPV為聚合物分子不可入孔隙的體積占巖石孔隙體積(PV)的百分比。 IPV范圍1-30%，取決于聚合物和孔隙介質(zhì)；不可入孔隙對(duì)聚合物分子不可入，但小分子（如水）是可入的；IPV的存在使得驅(qū)油過程中聚合物分子推進(jìn)速度比水分子速度快，因而在出口端提前突破。彌散概念C=C0C=0C0t=0t1t2t∞分子擴(kuò)散互溶驅(qū)替理論的應(yīng)用——雙段塞濃度剖面法測(cè)定聚合物的IPV和RPV注入PV數(shù)1.100.780.5HPAM在油層巖心中的不可入孔隙體積和滯留量的測(cè)定出口端相對(duì)濃度C/C0阻力系數(shù)RF、FR描述聚合物溶液降低流度的能力FR的測(cè)定原理殘余阻力系數(shù)RRF、FRR描述聚合物分子降低滲透率的能力沖洗滲透率FRR的測(cè)定原理3聚合物驅(qū)及其相關(guān)技術(shù)聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)聚合物驅(qū)工作流程圖EOR聚合物評(píng)價(jià)聚合物溶液的注入性聚合物驅(qū)的油藏工程研究聚合物驅(qū)的注入設(shè)備及工藝技術(shù)聚合物驅(qū)油效果評(píng)價(jià)方法聚合物驅(qū)工作流程圖EOR聚合物評(píng)價(jià)聚合物常規(guī)性能評(píng)價(jià)EOR專用性能評(píng)價(jià)有效含量分子量水解度不溶物含量單體含量溶解速度過濾因子增粘性耐溫、耐鹽、抗剪切能力篩網(wǎng)系數(shù)阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)注入性吸附量（靜、動(dòng)）不可入孔隙體積聚合物驅(qū)的油藏工程研究層系劃分井網(wǎng)、井距的選擇注入時(shí)機(jī)的選擇段塞結(jié)構(gòu)研究注入速度的確定層系劃分對(duì)于單油層，聚合物驅(qū)對(duì)層內(nèi)的調(diào)剖作用突出。主要表現(xiàn)在：油井產(chǎn)出水的礦化度發(fā)生明顯變化，而且增產(chǎn)的油量隨注水井的變異系數(shù)（變化范圍在0．52～0．84之間時(shí)）的增加而增加。當(dāng)油層較多，層間滲透率差異很大時(shí)，聚合物驅(qū)就難以發(fā)揮其調(diào)剖的優(yōu)勢(shì)，這是當(dāng)前多層注聚合物驅(qū)不如單層效果好的原因之一。注聚合物驅(qū)的層系劃分以l～3個(gè)小層，其厚度在10m左右，用注水井同位素吸水剖面計(jì)算的變異系數(shù)小于0.85以內(nèi)，做為聚合物驅(qū)的開采層系是適宜的。數(shù)值模擬研究表明，在油層物性和流體性質(zhì)及注入聚合物段塞濃度一定的條件下，聚合物驅(qū)增加采收率的幅度與油層厚度有關(guān)，當(dāng)厚度超過10m后，其增加采收率的幅度將明顯變小。井網(wǎng)、井距的選擇注入壓力聚合物穩(wěn)定性即注水時(shí)達(dá)到配注要求時(shí)的注入壓力與油層破裂壓力之間的余量，因?yàn)樽⑺臑樽⒕酆衔锶芤汉螅S井距的增大，聚合物段塞注入過程中注入壓力隨之增大。受油層的滲透率與油層溫度及地層水礦化度等方面的制約。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，油井見到注水效果的時(shí)間與注采井距平方呈正比，與注采井間油層平均滲透率呈反比，并有較好的相關(guān)關(guān)系。聚合物驅(qū)注入時(shí)機(jī)的選擇根據(jù)國(guó)外從1964年到1981年期間所進(jìn)行的185個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其中有29個(gè)試驗(yàn)提供了聚合物驅(qū)有參考價(jià)值資料：在接近一次采油未期便開始的16個(gè)試驗(yàn)中，有12個(gè)獲得成功；在二次采油階段期間開始的7個(gè)試驗(yàn)中，只有一個(gè)獲得成功；在三次采油階段（即注水結(jié)束后）開始的6個(gè)試驗(yàn)中，僅有一個(gè)試驗(yàn)勉強(qiáng)有效。聚合物驅(qū)注入時(shí)機(jī)的選擇注聚合物時(shí)的水油比越低，聚合物的利用率越高。段塞結(jié)構(gòu)研究前緣段塞主力段塞流度保護(hù)段塞聚合物注入速度聚合物溶液通過多孔介質(zhì)時(shí)會(huì)被剪切降解，使其粘度或篩網(wǎng)因子下降，其下降程度和多孔介質(zhì)的滲透率及流速有關(guān)。在滲透率一定的條件下，孔隙流速越大，剪切降解愈嚴(yán)重；在孔隙流速一定的條件下，滲透率越大，剪切降解愈??；流速對(duì)降解的影響是聚合物分子由拉伸形變逐漸發(fā)展