由于驱油用聚合物溶液是在水中添加了水溶性聚合物,使其黏度增大,所以早期的聚合物驱也被称为稠化水驱。
聚合物驱
以聚合物水溶液作为驱油剂来提高石油采收率的技术。
- 英文名称
- polymer flooding
- 所属学科
- 石油与天然气工程
在世界范围,聚合物驱是研究较早的化学驱技术。美国于20世纪50年代末60年代初开展了聚合物驱的室内研究;1964年进行了矿场试验。1970年以来,苏联、加拿大、英国、法国、罗马尼亚和德国等国家都迅速开展了聚合物驱矿场试验。1997年中国聚合物驱增油量居世界首位,1998年成为世界上最大的聚合物驱采油国,2002年大庆油田聚合物驱产量超过1000万吨,自此大庆油田聚合物驱年产量均保持在1000万吨以上。
聚合物驱提高采收率原理主要包括:提高宏观波及效率和提高微观驱油效率。
提高宏观波及效率。聚合物驱提高宏观波及效率的原理有两个:①抑制指进水窜。在水中加入聚合物增加驱油剂黏度和黏弹性,降低驱油剂在油层中的流度,改善油水驱替前缘的流度比,抑制黏性指进的发展,延缓驱油剂向油井的快速突进,提高平面波及效率。②利用聚合物分子在水驱波及区域(或水窜通道)中的滞留(主要为吸附和机械捕集滞留),增大水流通道中的残余阻力,调整驱油剂在非均质油藏中的驱替和渗流剖面,提高垂向波及效率。
提高微观驱油效率。通过加入聚合物改善了驱油剂的流变性(高黏、高黏弹性),可提高微观残余油的驱替效率。
驱油用聚合物应具有:①良好的水溶性。油田一般要求驱油用聚合物的溶解时间少于两小时。②良好的流变性。在聚合物用量一定的条件下,视黏度尽可能高。③良好的稳定性。包括力学稳定性(抵抗剪切力和拉伸力降解的能力)、热稳定性、化学稳定性和生物稳定性。④良好的注入性。即要求聚合物在近井地带油藏孔隙中具有良好的运移特性,尽可能减少在近井地带滞留,避免近井地带堵塞,减少聚合物在近井油藏中的损失。⑤良好的调剖性能。要求注入的聚合物溶液能够运移至油藏深部,通过聚合物分子在孔隙中的吸附减小水流通道的流动截面,利用机械捕集堵塞或部分堵塞水流通道,降低高渗层和高渗区域的渗透率。除了上述基本性能要求外,驱油用聚合物还需满足高效廉价的要求。
主要取决于:①聚合物驱对油藏条件的适应性。主要指对油藏温度和地层水矿化度及钙、镁离子含量的适应性。常用的驱油用聚合物在高温下容易发生热降解,在高矿化度尤其是高钙、镁离子条件下发生分子卷曲和聚集,导致驱油剂黏度和黏弹性严重损失。耐温耐盐聚合物的研发使得聚合物驱对油藏温度、矿化度的适应范围有很大扩展。新型聚合物的研发使得聚合物驱适用油藏温度扩展到80℃以上,耐盐聚合物在70000毫克/升(钙、镁离子含量5000毫克/升)的高矿化度地层水条件下仍能发挥较好效果。②聚合物驱对油藏性质的适应性。主要是指对油藏非均质性(包括裂缝性油藏)、渗透率等的适应性。由于聚合物在油藏深部调整驱替剖面能力有限,如果没有其他的辅助措施,聚合物驱在强非均质、裂缝性油藏和稠油油藏的适应性受限;由于聚合物溶液向油藏中注入能力的制约,聚合物驱在低渗油藏中的适应性受限;由于井网完善程度的制约,聚合物驱在小断块油藏中的适应性受限。
聚合物溶液配制及注入过程为:配比→分散→熟化→泵输→过滤→储存→升压计量→配比稀释→混合→注入。①配比。在水和聚合物干粉分散混合之前,对水和聚合物干粉分别进行计量,并使水和聚合物干粉按一定比例进入下一道工序。②分散。将聚合物干粉颗粒均匀地散布在一定量的水中,并使聚合物干粉颗粒充分润湿。③熟化。聚合物干粉在水中由分散体系转变为溶液的过程。④泵输。为聚合物溶液的过滤提供动力条件。⑤过滤。为了除去聚合物溶液中的机械杂质和没有充分溶解的“鱼眼”。⑥配制好的聚合物溶液,经高压往复泵(或计量泵)增压,按配制要求计量,进入到高压注水管线中,与注入的低矿化度水,经静态混合器混合稀释注入井中。至此,配制过程和注入过程全部完毕。
扩展阅读
- 刘玉章.EOR聚合物驱提高采收率技术.北京:石油工业出版社,2006.
- 胡博仲.聚合物驱采油工程.北京:石油工业出版社,2004.
- 叶仲斌.提高采收率原理.2版.北京:石油工业出版社,2007.