聚合物驱
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聚合物驱采油聚合物驱实际上是把水溶性聚合物加到注水井中以增加注入水的黏度,使油的流淌力量相对提高,从而提高油田采收率。
聚合物驱是一种三次采油方法。
聚合物驱在我国经过多年的矿场先导性试验,取得提高采收率8%~10%的好效果,目前在成功、大庆、大港等油田均已形成了肯定规模的工业化生产力量,成为油田新的增储上产措施。
1.聚合物驱油的油藏应具备以下条件目前使用的部分水解聚丙烯酰胺聚合物存在盐敏效应、化学降解、剪切降解等问题,因此,对油藏地质条件有肯定的要求。
一般认为适合聚合物驱油的油藏应具备以下条件:(1)油层温度不宜过高,最好不超过70℃;(2)地层水和注入水矿化度低,有利于聚合物增黏,一般矿化度应低于10000mg/L;(3)油层渗透率变异系数太大或太小,均不利于提高聚合物驱的效果;(4)油层渗透率应要高和孔隙度应大于25%,如太小也不利于聚合物驱;(5)其它因素,如油层润湿性、地层水的pH值等,也都是聚合物驱必需考虑和讨论的问题。
我国绝大部分油田属于陆相地层,在平面上、纵向上非均质性都非常严峻,地层原油黏度在5mPa·s以上的占90%以上,具有很大的聚合物驱潜力。
据讨论认为,我国适于聚合物驱的储量达43.577亿吨,其中成功油田就有9.74亿吨,可增加可采储量近亿吨,潜力巨大。
2.影响聚合物驱油效率的因素影响聚合物驱油效果的因素许多,也很简单,主要包括油层的非均质性、地层水矿化度、油层温度、井网特征以及聚合物相对分子量和注入量等。
因此设计注聚方案时要综合考虑各种因素,以达到最大经济效益。
3.聚合物驱油动态变化规律聚合物驱油可分为以下三个阶段:水驱空白阶段、聚合物注入阶段和后续水驱阶段。
其中,聚合物注入阶段是聚合物驱油的中心阶段。
一般为3~3.5年时间,在此阶段主要任务是实施聚合物驱油方案。
将方案设计的聚合物用量按不同的注入段塞注入油层,同时此阶段的后期也将是增油的高峰期、聚合物驱增油量的50%以上将在此阶段采出。
油田聚合物驱油原理
油田聚合物驱油是一种常用的增油技术,其原理是通过注入聚合物溶液,增加油层中的黏度,形成较大的剪切应力和流动阻力,促使原油顺着聚合物流动,从而增加采油效果。
聚合物驱油机理主要包括以下几个方面:首先,聚合物分子与原油分子之间存在吸附作用,这种吸附作用可以提高原油的黏度,增加流动阻力,防止原油的快速流出,从而实现增油效果;其次,聚合物本身的分子结构可以形成一定的弹性和黏性,使其在油层井道中能够形成较大的剪切应力,进一步促进原油的流动;最后,聚合物的分子结构还可以吸附油层中的金属离子和其他杂质,从而减少沉积和堵塞,保持油层的通畅性和稳定性。
聚合物驱油技术具有很多优点,如增油效果好、操作简单、节约成本等。
但同时也存在一些不足之处,如聚合物的稳定性不高、溶液粘度过高等问题,需要不断进行优化和改进。
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聚合物驱油原理早期的聚合物驱油机理认为,聚合物驱只是通过增加注入水的粘度,降低水油流度比,扩大注入水在油层中的波及体积来提高原油采收率,聚合物驱后残留在孔隙介质中的油的体积和水驱之后相同,即聚合物驱不能增加岩石微观扫油效率。
经过多年的研究发现,由于聚合物的非牛顿粘弹性,聚合物驱不仅能够扩大波及体积,而且能够增加油藏岩石的微观驱油效率从而提高原油采收率。
聚合物驱可有效地驱替簇状、柱状、孤岛状、膜(环)状、盲状等以各种形态滞留在孔隙介质中的残余油。
室内实验还表明,具有粘弹性的聚合物溶液与具有相同粘度但不具备粘弹性的驱替液相比,多提高采收率3-5个百分点。
聚合物驱油机理主要可以归纳为一下几个方面:1 降低油/水粘度比研究结果表明,降低油/水粘度比可以提高驱油效率。
因此,设法降低地层原油的粘度和提高驱油剂的粘度就可以达到提高驱油效率的目的。
但是,大面积的降低地层原油粘度的做法是不现实的,不过可以在注入水中添加高相对分子品质聚合物,以提高驱替相粘度。
2 降低水/油流度比降低水/油流度比可以减少注入水单层突进现象。
同时可以提高注水波及体积系数和驱油效率。
水/油流度比的降低扩大了注水波及体积系数,使得原来需要大量注水才能采出的的原油,仅用少量的稠化水便可采出。
3 降低注水地层渗透率降低水油流度比的方法是降低注入水的流度或提高地层油的流度。
显然大面积提高地层原油流度的做法是不现实的,而设法降低注入水的流度是很容易实现的。
降低注入水流度的途径:一是降低地层的有效渗透率;二是提高驱替相的粘度。
这两种途径都是可以通过人工方法实现的。
例如,通过机械的或是化学的方法对地层中的高渗透层段进行封堵作业(调整注水地层吸水剖面)可以降低地层的有效渗透率;通过在注入水中添加聚合物增稠剂可以提高驱替相的粘度。
4 产生流体转向效应聚合物溶液在非均质油层中优先进入高渗透带,由于注入流体粘度的增大和高渗透带渗透率的下降使得进入的驱替流体转入未曾被注入水波及的含剩余油部位,提高了采收率。
聚合物溶液驱油的适用条件:1、油层非均质性对聚合物驱的影响一般来说,聚合物驱适合于水驱开发的非均质油田。
目前,人们已经对渗透率非均质与聚合物驱的关系做了研究。
在Vk小于0.7以前,聚合物驱效果随Vk的增大而变好,Vk>0.7以后,随着Vk的增加,聚合物驱效果又急剧下降。
所以,对一个具体的油田,渗透率变异系数存在着一个最佳区间。
2、油层的深度和温度对聚合物驱的影响对于浅油层,注入压力有一个限度,尤其是遇到低渗透的浅油层时,注入聚合物驱油时,易造成油层出现裂缝情况。
但首要的是避开深的油层,因为这些油层内温度和水的矿化度高,易造成聚合物降解及粘度下降,而达不到聚合物驱的效果。
由于不同地区地温梯度的差别,人们还不能建立关于深度的具体筛选标准。
但公认的是,使用部分水解聚丙烯酰胺驱油时的油层温度不应超过70度。
3、原油粘度对聚合物驱油效果的影响原油粘度和聚合物驱油效果之间也存在着明显的关系。
在相同的地层条件下,原油粘度越低,水驱采收率越高,聚合物驱提高采收率的幅度也越小;原油粘度越高,所需聚合物段塞的粘度越大,聚合物溶液在地面及地下的流动阻力越大,致使工艺上变为不可行。
数值模拟研究表明,采用相对分子质量为1000万左右的聚合物,注入浓度为1000mg/L的聚合物溶液段塞,原油粘度为10~lOOmPa.s时,采收率提高幅度较大,原油粘度大于lOOmPa·s的油田从工艺及经济角度考虑,则更适合热采方法。
4、敏感性(五敏)的影响水敏性研究对于聚合物驱而言比较重要,聚合物驱的配液用水主要有清水和地层污水,当由清水改污水,或污水改清水,或用清水配聚合物溶液而用污水实施后续水驱时,水质的配伍性至关重要。
聚合物驱替液的粘度一般较高,存在水敏效应将引起注入性问题,难以保证设计用量的实施,影响长期效果。
盐敏效应也比较重要,当使用清水配聚合物驱替液,与地层盐水接触时,使聚合物性能降低,采收率降低。
5、井网井距的影响由于聚合物驱是在已注水油田进行,特别是断块油田,虽然采用的是五点法井网或四点法井网,但都不是十分标准,注聚合物前可钻适当调整井予以完善,其完善标准是,使油井能够由两个以上的方向受益,这样聚合物驱油井见效后,增油降水的幅度和有效时间都比单向受益油井要有利的多。
聚合物驱后宏观和微观剩余油分布规律
随着油气开采高效开发技术的发展,复合聚合物替代前辈产品的同时,它的宏观和微
观剩余油分布规律也受到了关注。
本文将介绍复合聚合物驱(包括地下热能聚合物驱)的宏
观和微观剩余油分布规律。
一、宏观剩余油分布
宏观剩余油分布指的是在油藏中剩余油的宏观分布特征,也就是油层内部的油藏类型。
根据复合聚合物驱提高产油量的机理,油藏可以分为横向渗块型、横向液驱型和横向气驱
型三类。
其中横向渗块型驱油性能最强;横向液驱型驱油性能中等;横向气驱型驱油能力
较弱。
微观剩余油分布指的是在油藏中剩余油的微观分布特征,也就是储层质量好坏、构造
漏斗等。
随着油气开采技术的发展,油藏原油演化有利于生产,特别是提高了原油流性,
明显改善了油藏微观剩余油分布特征。
此外,通过地下热能聚合物驱发挥油藏热量动能作用,触发油藏液体组分升降效应,改善油藏的孔隙结构,改变油层的原油演化规律,这样
也会改变剩余油在储层内的分布规律,特别是提高了构造漏斗的油藏微观剩余油构成。
总的来说,复合聚合物驱对油藏的宏观和微观剩余油分布规律有重要的影响,通过合
理调整驱动方式和产油技术,可以改变原油流性特征和油层传质特性,从而改善驱油效果。
1 聚合物驱提高石油采收率的驱油机理聚合物的驱油机理主要是利用水溶性高分子的增粘性,改善驱替液的流度比,在微观上改善驱替效率、并且在宏观上能提高平面和垂向波及效率,从而达到提高采收率的目的。
以下是水油流度度比的定义式:Mwo=(1)经典的前沿理论认为,降低油水流度比,能够改变分流量曲线。
聚合物驱的前沿含油饱和度和突破时的的含油饱和度都明显高于水驱,这表明聚合物驱能降低产出液含水率,提高采油速度,具有更好的驱替效果;(2)聚合物驱通过改善水驱流度比,可以改善水驱在非均质平面的粘性指进现象,提高平面波及效率;在垂向非均质地层,聚合物段塞首先进入高渗层,利用高粘度特性“堵”住高渗层,使后续水驱转向进入低渗层,增加了吸水厚度,扩大了垂向波及效率。
以下是聚合物驱和水驱的对比聚合物驱和水驱的波及系数(3)聚合物在通过孔隙介质时发生吸附、机械捕集等作用而滞留,改变了聚合物所在孔隙处的渗透率。
被吸附的聚合物分子链朝向流体的部分具有亲水性,能降低水相相对渗透率而不降低油相相对渗透率,即堵水不堵油;同时聚合物的滞留能增加阻力系数和残余阻力系数,表明渗流阻力增加,引起驱动压差增大,有利于驱动原来不曾流动的油层,提高油层波及体积。
(4)由于聚合物溶液粘滞力的作用,使得其很难沿孔隙夹缝和水膜窜进,在孔道中以活塞式推进,克服了水驱过程中产生的“海恩斯跳跃”现象,避免了孔隙对油滴的捕集和滞留。
(5)另外,聚合物溶液具有改善油水界面粘弹性的作用,使得油滴或油膜易于拉伸变形,更容易通过狭窄的喉道,提高驱油效率。
2 驱油用聚合物的性能要求通过对聚合物驱油机理的分析,可以知道驱油用水溶性聚合物的性能指标主要是能增加油水流度比,即具有增粘性。
另外,聚合物溶液由于要在地层条件下能通过多孔介质运移传播,并最终被采出地面。
所以还应具有滤过性、粘弹性、稳定性以及无污染性等性能(1)增粘性。
应该尽量获取在较低浓度下就具有较高表观粘度的水溶性聚合物。