聚合物驱油

国内外聚合物驱油应用发展与现状一、聚合物驱油机理聚合物驱(Polymer Flooding)是三次采油(Tertiary Recovery)技术中的一种化学驱油技术。

聚合物有两种驱油机理，一是地层中注入的高粘度聚合物溶液降低了油水流度比，减小了注入水的指进，提高了波及系数（图1和图2），从而提高原油采收率[1-6]。

二是由于聚合物溶液属于非牛顿流体，因此具有一定的粘弹性，提高了微观驱油效率[7-13]，从而提高采收率。

常使用两种类型的聚合物[14]，一种是合成聚合物类，如聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺等；另一种是生物作用生产的聚合物，如黄胞胶。

在长达 30 年的聚合物驱室内研究和现场试验中，使用最为广泛的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺和生物聚合物黄胞胶两种。

由于生物聚合物黄胞胶的价格比较昂贵且易造成井底附近的井筒堵塞，除了在高矿化度和高剪切的油藏使用外，油田现场都使用人工合成的部分水解聚丙烯酰胺作为聚合物驱的驱剂。

图1 平面上水驱与聚驱示意图图2 纵向上水驱与聚驱示意图二、国内外驱油用聚合物现状及发展趋势2.1国外驱油用聚合物的发展由于经济政策和自然资源的原因，国外对聚合物驱油做了细致的理论及实验研究，但未作为三次采油的主要作业手段。

驱油用聚合物的理论自80年代成熟以来，并未有较大突破，而其发展主要受限于成本因素。

理论上，在油气开采用聚合物中，可以选用的聚合物有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、生物聚合物(黄胞胶)、纤维素醚化合物、聚乙烯毗咯烷酮等[15]。

但己经大规模用于油田三次采油的聚合物驱油剂仅有HPAM和黄胞胶两类。

人工合成的驱油用聚合物仍主要以水解聚丙烯酰胺为主。

已产业化的HPAM产品包括日本三菱公司的MO系列，第一制药的ORP系列，三井氰胺的Accotrol系列；美国Pfizer的Flopaam系列，DOW的Pusher系列；英国联合胶体的Alcoflood系列；国SNF的AN系列HPAM聚合物。

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。

浅述聚合物驱采油技术摘要：聚合物驱就是使用聚合物作为添加剂，增加水的粘度、改善水油流度比，从而提高波及系数，达到提高原油的采收率的目的。

近几年的聚合物驱工业化推广应用使它已成为胜利油区有效的提高采收率的三次采油技术之一。

但经研究表明，虽然聚合物驱油能比水驱油较大幅度地提高原油的采收率（6～12%），但即使在聚合物驱之后也只能采出原始地质储量的40～50%。

也就是说，仍有大约一半或以上的原油留在地下未被采出。

关键词：聚合物驱；采油一、引言在聚合物驱之后，还必须研究采取其它方法进一步提高原油的采收率。

聚合物驱试验结果表明，聚合物驱实施结束后，仍有50%～60%的原油残留在地层中，地层中的剩余油仍然很丰富。

如果能在目前状态下进一步提高原油的采收率，将产生巨大的经济效益。

因此，对聚合物驱后剩余油的微观分布规律的研究有很大的意义。

在油田实施聚合物驱以后，将面临着聚合物驱后如何提高采收率这一技术难题。

尽管开展了大规模的工业化应用，然而关于聚合物驱油的机理，人们的认识很不一致。

有学者认为，注粘性水与注常规水的最终剩余油饱和度是相同的；也有人认为，聚合物驱不能在波及面积内使剩余油饱和度有很大降低。

实际上，人们对于聚合物溶液在地下驱油过程中的渗流特征的认识还远远不够完善，特别是微观物理化学渗流规律，还不十分清楚，所以开展聚合物驱及其剩余油分布微观机理研究显得十分有必要。

二、国内外研究现状在石油工程领域，在世界范围内通过油井依靠天然能量开采和人工补充能量开采后的油藏，原油的采出量平均不到原油的原始地质储量的一半，即有一半左右的石油储量残留在地下。

近年来，随着油井含水的增加，原始开采的经济效益越来越差，人们试图寻找新的开采方式，聚合物驱油是当前提高水驱油田采收率的方法，已由先导性实验步入工业化应用阶段。

由于聚合物驱的优良前景，国内外都在做大量的研究，对其机理有一定的认识。

关于聚合物驱油的机理，人们的认为不一致：ALLEN等研究了驱替液流度性对流度控制的影响，认为驱替液的粘弹性对改善流度比有重要作用。

《微生物—聚合物联合驱油实验研究》篇一一、引言随着对可持续能源和环境保护的日益重视，对于新型油田开采技术的探索变得越来越迫切。

在此背景下，本文研究了一种新型的驱油技术——微生物—聚合物联合驱油技术。

该技术结合了微生物与聚合物的优势，通过实验室实验，验证了其在油田开发中的有效性。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验材料主要包括油田原油、微生物菌种、聚合物溶液等。

其中，微生物菌种经过筛选和培养，具有较好的驱油效果。

2. 实验方法（1）微生物培养：在实验室条件下，对筛选出的微生物菌种进行培养，并控制其生长条件，如温度、pH值等。

（2）聚合物制备：将选定的聚合物材料进行化学处理，制备成所需的聚合物溶液。

（3）联合驱油实验：在模拟油田环境下，将微生物与聚合物溶液混合，进行驱油实验。

通过对比不同条件下的驱油效果，分析微生物与聚合物的协同作用。

三、实验结果与分析1. 实验结果实验结果显示，在微生物与聚合物联合作用下，驱油效果明显优于单一驱油方法。

在驱油速度和采收率方面，联合驱油技术表现出较大的优势。

同时，实验还发现微生物在驱油过程中对油田的伤害较小，具有良好的环保性。

2. 结果分析（1）微生物作用分析：微生物在驱油过程中通过分解原油中的成分，产生有益的生物化学物质，改善了原油的流动性。

此外，微生物的吸附和驱替作用也起到了显著的驱油效果。

（2）聚合物作用分析：聚合物溶液具有良好的黏度和流动性，可以降低原油与地下岩石的附着力，从而提高采收率。

此外，聚合物还可以起到降低流体渗透性的作用，减少不必要的能量损失。

（3）协同作用分析：在联合驱油过程中，微生物与聚合物发挥了协同作用。

微生物通过分解原油、改善流动性等作用，为聚合物溶液的扩散和运动提供了良好的环境。

同时，聚合物溶液也为微生物的生长和繁殖提供了条件。

两者共同作用下，使得驱油效果得到显著提高。

四、讨论与展望本次实验结果表明，微生物—聚合物联合驱油技术在油田开发中具有良好的应用前景。

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。

一、引言聚合物驱油可在水驱基础上提高采收率l0％左右。

聚合物浓度越高，采收率越大；越早转注高浓聚合物，采收率越大。

因此，尽可能采用最高浓度的聚合物，尽可能早地转注高浓聚合物，不仅采收率可大幅提高，而且经济效果越好。

二、聚合物驱油机理聚合物驱油是60年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。

深入进行聚合物驱的研究，对改善油田开发效果，保持原油稳产，提高原油最终采收率具有重要意义。

1.提高宏观波及系数(Ev)。

聚合物注入地层后，会提高注入水的粘度，降低水相渗透率，使得油层吸水剖面得到调整，平面非均质性得到改善，水洗厚度增加，扩大了水相的波及体积，从而提高宏观波及系数。

2.提高微观驱油效率(Ep)。

只要选择合适的油藏，有正确的注入体系设计，聚合物驱可提高采收率l0％以上。

国内外专家认为，这是由于聚合物在一定注入速度下具有粘弹效应，从而提高了微观驱油效率。

聚合物驱替机理主要有：(1)粘弹性聚合物溶液对孔隙盲端中残余油的拖拉携带。

(2)聚合物溶液对连续油膜的携带机理。

(3)粘弹性聚合物溶液对孔喉处的残余油的携带机理。

(4)聚合物溶液的粘弹性对圈闭残余油的携带机理。

三、聚合物驱油影响因素由于聚合物驱主要是利用聚合物提高注入水的粘度，降低水油流度比，因此，聚合物水溶液的粘度大小，直接影响聚合物驱的效果，是聚合物驱油的主要影响因素。

1.聚合物的结构及浓度的影响。

聚合物分子越大，聚合物相互缠绕的程度越大，聚合物溶液的粘度越大。

水解度是影响聚物溶液粘度的重要因素，一般水解的聚烯酰胺要比相应未水解的聚丙烯酰胺的况粘度高，这主要是由于已水解分子上的电荷能使聚合物分子的链最大限度展开，并由此提高了溶液的视粘度。

聚合物的浓度也是影响聚合物溶液粘度的一个重要因素。

因为聚合物的浓度越大，被溶解在水中的聚合物分子越多，分子相互缠绕的机会明显增多，聚合物溶液的粘度增加。

国外聚合物驱油应用发展与现状一、聚合物驱油机理聚合物驱(Polymer Flooding)是三次采油(Tertiary Recovery)技术中的一种化学驱油技术。

聚合物有两种驱油机理，一是地层中注入的高粘度聚合物溶液降低了油水流度比，减小了注入水的指进，提高了波及系数（图1和图2），从而提高原油采收率[1-6]。

二是由于聚合物溶液属于非牛顿流体，因此具有一定的粘弹性，提高了微观驱油效率[7-13]，从而提高采收率。

常使用两种类型的聚合物[14]，一种是合成聚合物类，如聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺等；另一种是生物作用生产的聚合物，如黄胞胶。

在长达30 年的聚合物驱室研究和现场试验中，使用最为广泛的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺和生物聚合物黄胞胶两种。

由于生物聚合物黄胞胶的价格比较昂贵且易造成井底附近的井筒堵塞，除了在高矿化度和高剪切的油藏使用外，油田现场都使用人工合成的部分水解聚丙烯酰胺作为聚合物驱的驱剂。

图1 平面上水驱与聚驱示意图图2 纵向上水驱与聚驱示意图二、国外驱油用聚合物现状及发展趋势2.1国外驱油用聚合物的发展由于经济政策和自然资源的原因，国外对聚合物驱油做了细致的理论及实验研究，但未作为三次采油的主要作业手段。

驱油用聚合物的理论自80年代成熟以来，并未有较大突破，而其发展主要受限于成本因素。

理论上，在油气开采用聚合物中，可以选用的聚合物有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物、生物聚合物(黄胞胶)、纤维素醚化合物、聚乙烯毗咯烷酮等[15]。

但己经大规模用于油田三次采油的聚合物驱油剂仅有HPAM和黄胞胶两类。

人工合成的驱油用聚合物仍主要以水解聚丙烯酰胺为主。

已产业化的HPAM产品包括日本三菱公司的MO系列，第一制药的ORP系列，三井氰胺的Accotrol系列；美国Pfizer的Flopaam系列，DOW的Pusher系列；英国联合胶体的Alcoflood系列；国SNF的AN系列HPAM聚合物。

2017年12月聚合物驱提升驱油效率的机理分析及效果探讨单茹（大庆油田有限责任公司第四采油厂试验大队中心化验室，黑龙江大庆163000）摘要：在三次采油技术中，聚合物驱使一种较为成熟的技术，在国内油田应用也较多。

该技术能有效提升油田采收率，保障油田稳产和经济效益。

本文主要是从聚合物驱油的机理出发，对影响聚区效果的因素进行分析，并探讨新的措施来改善聚驱效果，以此为相关油田的聚驱开发提供理论参考。

关键词：聚合物驱；采收率；驱替聚合物驱是三次采油技术中较为成熟的一种，能有效提升油田采收率，提升经济效益，在国内油田有着较多的应用。

从发展趋势来看，未来的一段时间内该技术有着一定的主导地位，会通过研究不断完善。

本文主要是从聚合物驱油的机理出发，对影响聚合物驱的因素展开相关探讨。

1聚合物驱油机理对于聚合物驱油机理，早期的理论认为其提升采收率是通过增加注入水的波及体积和粘度，是水油流度比既降低来实现，聚驱后和水驱后有着相同体积的孔隙介质残留油，并不能机加大岩石微观扫油效率。

从后续研究看出，在非牛顿粘弹性作用下，聚驱提升采收率不只是扩大了波及体积，还是从微观驱油层面来实现。

聚驱在盲状、膜状、孤岛状、柱状以及簇状残余油开发中有高效发挥。

从实验室数据可以看出，在相同粘度下，聚合物粘度具有弹性会提升3%到5%的爱收率。

从机理上分析，聚驱主要是通过降低油水粘度比、降低水油流度比、降低注水地层渗透率、产生流体转向效应和提升油相分流系数五个方面。

油水粘度比的降低能促进采收率的提升，提升驱油效率可从提升驱油剂粘度和降低地层原油粘度两方面入手，但是降低原油粘度无法实现，在这个层面上看，只能提升驱替相粘度，实施方法也相对简单，值需要将高相对分子品质聚合物添加到注入水中就可以实现。

水油流度比的降低使为了减少注入水单层突进现象，该参数的降低能有效提升注入水波及体积系数，采取相同的原油需要的注入水更少，也提有效提升驱油效率。

聚驱的意义是提升驱替效果，缩短开发周期。

油田聚合物驱油原理
油田聚合物驱油原理是指利用聚合物作为驱油剂，通过改变地层流体性质和作用力学，提高原油采收率的过程。

聚合物驱油的基础是利用聚合物在水中溶解度较小，但在油中溶解度较大的特性，使其能够吸附在原油表面上，并降低原油与地层岩石的粘附力和黏滞度，使原油易于流动，提高采油效率。

聚合物驱油的原理可分为两个方面：一是物理吸附作用，即聚合物分子以静电作用或分子间力吸附在原油表面，形成一层分子膜，在膜上形成流体层，降低原油与岩石间的摩擦力，使原油能够更容易地流动；二是化学作用，即聚合物分子与原油中的胶质和沥青质发生作用，改变原油分子的构型和相对分子质量，降低原油的粘度和表面张力，提高流动性。

聚合物驱油技术已被广泛应用于石油勘探开发领域，并取得了良好的效果。

在今后的油田开发中，聚合物驱油技术将继续发挥重要作用。

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驱油用聚合物技术要求
1. 驱油用聚合物的分子量得合适吧！就像挑选手套，得大小正好合适才能更好干活呀！比如分子量太小了，可能效果就不好咯！
2. 溶解性得强啊，不然怎么能快速发挥作用呢！这就像糖在水里，溶解得快才能甜得快呀！要是溶解慢，那不耽误事儿嘛！
3. 稳定性可太重要啦！你想想，要是不稳定，一会儿就失效了，那不是白折腾嘛！就如同盖房子，根基不稳怎么行呢！
4. 耐温性必须得够呀！不然温度一高就不行了，那怎么应对各种环境呢！好比特种兵，啥恶劣情况都得能扛住啊！
5. 黏弹性也不能差呀！这就好像面条要有韧性一样，这样才能发挥更好的效果嘛！没有好的黏弹性怎么能行呢！
6. 抗剪切性也得注意哦！不能轻易就被破坏了呀，就像坚固的城墙，不会轻易被攻破一样的道理呀！
7. 注入性也要考虑呀，总不能很难注入吧！这就好比进门，门太窄了，进去不就费劲了嘛！
8. 与地层的配伍性得多好呀！要像好朋友一样和谐相处，才能发挥出最大作用呀！不然互相排斥可不行哦！
9. 成本也不能太高呀！不然怎么用得起呢！就像买东西，太贵了我们也会犹豫呀！
我的观点结论：驱油用聚合物的这些技术要求都很关键呀，每一项都得好好把关，这样才能让驱油效果达到最佳呀！。

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。