聚合物驱油层损害机理

聚合物驱的基本原理、基本段塞、是影响及存在的问题

摘要:

石油资源是我国重要的能源，与国民经济的发展和人们的生活都有着密切的联 系。 随着油田资源的不断被开采，油田石油资源的不断开发，油井的含水率不断的上升，石油资源的开发难度逐渐的增加，如何有效的开采油藏的剩余原油，越来越受到研究人员的重视。 文章通过实验得到，通过采用高浓度和高分子量的聚合物可以提高原油 的采收率，文章分析了聚合物驱油的作用过程，改善了聚合物驱油的效果，从而提高了 油田原油的采收率，促进了油田开发效益的提高

关键词: 聚合物 驱油 原油采收率 基本原理 基本段塞 影响、问题

1972年，在大庆油田开展小井距的聚合物驱试验。聚合物驱在大庆、胜利等油田已进入工业化应用阶段。大庆油田的聚合物驱成为世界上最大的聚合物驱项目。 1997年，累计注入聚合物干粉23700t，工业应用面积达101.3km2，全国聚合物驱年增产原油达303万t。2000年，聚合物驱年增产原油达500万-700万t。

一、聚合物驱的概念

以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。 也称为：聚合物溶液驱、聚合物强化水驱、稠化水驱、增粘水驱。

二、聚合物驱提高采收率的作用原理

基本原理——增大水的粘度——降低了水的流度

——减小水油流度比——抑制水的指进

——提高波及系数——提高原油采收率 （如图4-2）

聚合物驱有更高的平面波及效率－提高了采收率（如图4-3）。有更高的纵向波及效率－提高了采收率（如图4-4）、

图4-2 水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线

图4-3 水驱与聚合物驱的平面波及效率

图4-4 水驱与聚合物驱的纵向波及效率K2>k3>k1

三、聚合物驱提高采收率，主要通过下列机理：

1、增粘机理

聚合物可通过增加水的粘度，降低水油流度比，从而提高波及系数。聚合物之所以能增加水的粘度，主要由于：

Ｖａｌｕｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

增产增注作业中的油层损害机理　・１３ｌ・　

Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄａｍａｇｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎ　Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　Ｉｎｊｅｃｆｉｏｎ　Ｗｏｒｋ　

韩宝中Ｈａｎ　Ｂａｏｚｈｏｎｇ　

（天津工程职业技术学院，天津３００２８０）　

（Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００２８０，Ｃｈｉｎａ　

摘要：油田增产增注作业中的油层保护已越来越被人们重视，这主要是由于我国的油田大都处于开采中、后期，油田作业的频率比开采初期　明显增高，显然，控制各作业环节对油层的损害，采取油层保护及预防措施，必然是提高作业效率的有效途径之一。本文重点阐述增产增注作业　

中的油层损害机理。　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｉｌ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｉ．ｊｅｃｔｉｏｎ　ｗｏｒｋ　ｏｆ　ｈａｖｅ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｐｅｏｐｌｅ’ｓ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．Ｉｔ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｉｌｆｉｅｌｄ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｍｏｓｔｌｙ　ｉｎ　ｍｅｔａｐｈａｓｅ　ａｎｄ　ｌａｔｅｒ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ｏｉｌ　ｗｏｒｋ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　

ｅａｒｌｖ　ｓｔａｇｅ．Ａｐｐａｔｅｎｔｌｙ．ｉｔ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｗａｙｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｗｏｒｋ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄａｍａｇｅ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｗｏｒｋ　ｌｉｎｋ　ａｎｄ　ｔａｋｅ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　

ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄａｍａｇｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｗｏ，ｋ．　关键词：增产增注；损害机理；提高采收率　

油田化学解堵技术研究与探讨

摘 要：油田进入含水期开发后，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，地层伤害、井筒结垢等问题时有发生。作为三次采油的重要方法之一--聚合物驱油技术在获得较好的增油降水效果的同时，注入的聚合物也常造成油水井近井地带的堵塞。本文主要对油水井近井地带堵塞原因诊断和聚合物凝胶堵塞的化学解堵技术进行了研究。

关键词：油井堵塞 诊断 聚合物 化学解堵 稠油解堵原理

一、油井堵塞概述

油井堵塞是油气层伤害的表现之一。在进行钻井、完井、采油、增产、修井等各种作业时，储集层近井地带流体(包括液流、气流或多相流)产出或注人能力有任何障碍出现时，油气层伤害也就随之产生了。不论是钻井、采油、注水开发，还是在提高采收率的各种作业中，油井堵塞问题都是普遍存在的。在钻井完井过程中存在钻井液的的固相颗粒、固井液的淋滤、射孔液的水锁、试油作业当中的脏液以及各种入井流体的滤失等的堵塞问题。在注水采油过程中，只要有水存在，在各个生产部位都可能随时产生结垢，这些垢统称为油田垢。其中，蜡、沥青、胶质的混合沉析物俗称为有机垢，出砂及有机垢的混合物俗称为泥垢，还有细菌垢(或称生物垢)等。

注蒸汽采油、聚合物驱油、碱水驱油作为提高采收率方法的重要技术，生产中遇到的结垢问题除了与注水采油时碰到的结垢问题类似以外，还因为驱油时分别有蒸汽、聚合物、碱液的存在，导致硅垢和聚合物垢的生成。我国很多油田都存在结垢和油井堵塞问题。由于油田结垢对原油生产的种种不利影响，油田防垢除垢、油井解堵问题在国内外均引起极大重视。

二、油井堵塞诊断技术研究进展

油井堵塞诊断属于油气层保护的范畴。油气层保护的关键和先决条件, 就是正确了解和掌握油气层伤害的机理，但是油气层伤害因素的复杂性，做到这一点又是相当困难的。在某些情况下，不同的伤害机理往往表现出非常相似的伤害特征和结果，如果不能确切了解油气层伤害的机理，采取的伤害解除措施往往达不到预期目的，甚至可能会加剧油气层伤害的程度。，由于油气层保护工作在油田勘探开发实践中发挥了越来越重要的作用，油气层保护的室内研究技术和分析手段也得到了迅速发展，从最初的单一研究，发展到目前的以动态实验研究为主，各项静态分析技术综合，与现场实践紧密结合的配套研究程序和分析技术；在普遍应用扫描电镜、x 衍射等分析方法和测试手段的基础上，还充分应用了具有国际先进水平的岩石力学系统、ct 岩石层析系统、电子探针、激光粒度仪、岩石覆压孔渗系统等。

聚合物驱油技术

聚合物驱是一种提高采收率的方法，聚合物驱是注入水中加入少量水溶性高分子聚合物，通过增加水相粘度和降低水相渗透率来改善流度比，提高波及系数，从而提高原油的采油率。在宏观上，它主要靠增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积；在微观上，聚合物由于其固有的粘弹性，在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用，增加了携带力，提高了微观洗油效率。

从20世纪60年代至今，全世界有200多个油田或区块进行了聚合物驱的试验。水驱的采收率一般为40%左右，通过聚合物驱采收率为50%左右，比水驱提高10%。国内外在研究聚合物驱油理论与技术方面取得了大量的成果，我国在大庆油田，胜利油田和大港油田都应用了聚合物驱油并取得良好的效益。

目前，我国的大型油田，如大庆油田、胜利油田等东部油田都已进入开发末期，产量都有不同程度的递减，而新增储量又增加越来越缓慢，并且勘探成本和难度也越来越大，因此控制含水，稳定目前原油产量，最大程度的提高最终采收率，经济合理的予以利用和开发，对整个石油工业有着举足轻重的作用，而三次采油技 术是目前为止能够达到这一要求的技术，国家也十分重视三次采油技术的发展情况，在“七五”、“八五”和“九五”国家重点科技攻关项目中，既重视了室内研究，又安排了现场试验，使得我国的三次采油技术达到了世界领先水平。目前的三次采油技术中，化学驱技术占有最重要的位置，化学驱中又以聚合物驱技术最为成 熟有效。聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物，增加驱替相粘度，调整吸水剖面，增大驱替相波及体积，从而提高最终采收率。

我国油田主要分布在陆相沉积盆地，以河流三角洲沉积体系为主，储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂，油 藏非均质性严重，而且原油粘度高，比较适合聚合物驱。对全国25个主力油田资料的研究表明，平均最终水驱波及系数0.693，驱油效率0.531，预测全国油田水驱采收率仅仅为34.2%，剩余石油储量百亿吨。目前这些已经投入开发的老油田，大部分已经进入高出程度、高含水期，开展新的采油技术十分必要。 国内自1972年在大庆油田开展了小井距聚合物驱矿场试验以来，我国的大庆、胜利、大港、南阳、吉林、辽河和新疆等油田开展了矿场先导试验及扩大工业试验。经过“七五”、 “八五”和“九五”期间的共同努力，这一技术在我国取得了长足发展，其驱油效果和驱替动态可以较准确的应用数值模拟进行预测，聚合物已经形成系列产品，矿场试验已经取得明显效果，并形成配套技术。从1996年起，聚合物驱油技术陆续步入工业化生产，到1998年底大庆油田已投入聚合物驱区块共10个，动用面积104.01km2，地质储量19847.7×104t，总井数1753口，其中注入井808口，生产井945口。1998年聚合物驱注入干粉总量达46782t，产油量已达816×104t，占大庆油田当年产油量的15%，开创了中国聚合物驱三次采油的崭新局面，成为21世纪大庆油田乃至石油天然气集团公司可持续发展的重要技术支柱。