聚合物驅(qū)油機(jī)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(jī)理之一，關(guān)于均質(zhì)油層，在通常水驅(qū)油條件下，因?yàn)樽⑷胨恼扯瘸３５陀谠驼扯龋?qū)油過(guò)程中油水流度比不合理，以致采出液中含水率上漲很快，過(guò)早地達(dá)到采油經(jīng)濟(jì)所同意的極限含水率的結(jié)果，使得實(shí)質(zhì)獲取的驅(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良，進(jìn)而延緩了采出液中的含水上升速度，使實(shí)質(zhì)驅(qū)油效率更靠近極限驅(qū)油效率，甚至達(dá)到極限驅(qū)油效率。在水驅(qū)油條件下，水打破油層后采出液中油的分流量為：fo

KKroλoμoλwλoKKrwKKroμwμo該式經(jīng)簡(jiǎn)化得出：1fo1o?KrwwKro2、聚合物溶液的調(diào)剖作用調(diào)整吸水剖面，擴(kuò)大涉及體積，是聚合物提升采收率的另一項(xiàng)重要機(jī)理。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(shí)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(dòng)不均勻現(xiàn)象。高浸透率層段注入水推動(dòng)快，低浸透率層段注入水推動(dòng)慢。加上注入水的粘度常常低于原油粘度，水驅(qū)油過(guò)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(dòng)不均勻的程度加劇，甚至在好多狀況下會(huì)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(dòng)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(shí)兩層段間吸水量之比：K1Krw1K1Kro1K1?oKrw1Kro1q11wowq22K2Krw2K2Kro2K2oKro2woKrw2wK1＞K23、聚合物溶液微觀驅(qū)油機(jī)理傳統(tǒng)的聚合物驅(qū)油理論以為，聚合物驅(qū)不過(guò)經(jīng)過(guò)增添注入水的粘度，降低水油流度比，擴(kuò)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(shí)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(guò)幾年的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，聚合物驅(qū)不單能夠擴(kuò)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(shí)，因?yàn)橛蛯拥姆蔷|(zhì)性，注入水常常涉及不到相對(duì)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?yàn)閹r石表面濕潤(rùn)性和毛細(xì)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(dòng)呢研究表示：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(jī)理表此刻以下幾個(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(jī)理：節(jié)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：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(yuǎn)遠(yuǎn)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?yàn)榫酆衔锓肿又泻泻芏嘤H水基團(tuán)，這些親水基團(tuán)在聚合物分子外形成的“水鞘”，增添了相對(duì)挪動(dòng)的內(nèi)摩擦力。同時(shí)，上述基團(tuán)在水中解離，產(chǎn)生很多帶電符號(hào)同樣的鏈節(jié)，這些鏈節(jié)相互排擠，使聚合物分子線團(tuán)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(guò)程中，其粘度值要比用粘度計(jì)丈量的視粘度高很多倍。因?yàn)榫酆衔锏募尤胧褂退缑嬲扯让黠@增添。聚合物溶液在毛細(xì)管管壁鄰近的速度梯度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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?yàn)榫酆衔锶芤菏欠桥ｎD粘彈性流體，在巖石孔道中的流場(chǎng)散布與水截然不圖5-17水與聚合物溶液在管道中的流場(chǎng)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(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(huì)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(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