劉勝興（大慶油田采油五廠 黑龍江 大慶 163000）

一、前言

聚合物是一大類高分子物質(zhì)的總稱。我國已研究出多種用于提高原油采收率的聚合物，包括黃原膠 (生物聚合物)、水解聚丙烯酰胺、丙烯酸與丙烯 酰胺的共聚物、羥乙基纖維素、硬葡萄糖等。

聚合物驅(qū)技術(shù)是隸屬于三次采油階段的"提高采收率"技術(shù)中的一種強(qiáng)化采油工藝技術(shù)，通常是在水驅(qū)開發(fā)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以又稱為改善水驅(qū)，是向地層注入高粘度的聚合物溶液來大大降低流度比(M 表示)、擴(kuò)大波及體積從而提高采收率的驅(qū)油工藝。

二、聚合物驅(qū)油機(jī)理

首先改善了水油流度比，擴(kuò)大了波及體積。水驅(qū)油時(shí)，當(dāng)M>1，說明水的流動(dòng)能力比原油強(qiáng)，水的流動(dòng)易發(fā)生指進(jìn)現(xiàn)象，波及系數(shù)就低，大部分原油將不會(huì)被驅(qū)替出來。而聚合物加入水中，溶液滲入地層能力降低，粘度就提高，溶液流動(dòng)則降低。如原油的流動(dòng)能力比溶液強(qiáng)，溶液波及范圍就得到提高，水驅(qū)油的效果則變好。其次增加了水在油藏高滲透部位的流動(dòng)阻力，提高了波及效率。聚合物加入水中，一方面增加了水的粘度并減少了水的有效滲透率。 另一方面在滲透高部位流動(dòng)時(shí)所受流動(dòng)阻力小，機(jī)械剪切作用弱，聚合物降解程度低，則聚合物分子就易于纏結(jié)在孔隙中，增大高滲透部位的流動(dòng)阻力。反之，低滲透率部位，聚合物分子降解作用強(qiáng)，分子回旋半徑就低，反而容易通過低孔徑孔隙，而不堵塞小孔徑。第三，形成穩(wěn)定的 "油絲"通道。由于聚合物溶液的粘彈性作用，拖拉攜帶盲端殘余油以及形成穩(wěn)定的"油絲"通道。聚合物加入水中，沒有彈性的水變成了具有彈性的溶液。一方面聚合物溶液可看作可脹可縮的海綿，即"海綿效應(yīng)"。聚合物溶液通過孔隙就像海綿通過一樣，可以拖拉攜帶出孔隙邊緣中油滴狀的油以及使孔隙壁上的油膜變薄。另外一方面聚合物溶液將殘余油拉伸形成細(xì)長的油柱，然后跟下游油柱相遇即形成穩(wěn)定的"油絲"通道，也可能是由于油水界面的內(nèi)聚力而形成多個(gè)細(xì)小油珠，并與下游油珠結(jié)合形成穩(wěn)定的"油絲"通道。無論是"海綿"效應(yīng)拖拉攜帶殘余油還是"油絲"機(jī)理，都降低了各類水驅(qū)殘余油量，提高了驅(qū)油效率。

三、用于聚合物驅(qū)的聚合物應(yīng)滿足的條件

（1）水溶性好；（2）具有較高的相對分子質(zhì)量；（3）注入性好；（4）溶液具有一定的熱穩(wěn)定性及抗剪切降解能力；（5）具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；（6）生物穩(wěn)定性較好；（7）對油層和環(huán)境無污染；（8）來源廣，易于運(yùn)輸且價(jià)格便宜。

四、聚合物驅(qū)提高采收率的影響因素

1.油層條件對提高采收率的影響因素

（1）油藏類型的影響

如果油層含大量泥巖，那么聚合物就會(huì)被泥巖吸附。如果是氣頂油，或者油層具有裂縫，那么注入的聚合物會(huì)充填到氣頂中，或者沿著聚合物前進(jìn)造成聚合物繞流。如此就會(huì)大大的影響驅(qū)油效果，不過對于泥巖含量非常小，我們可以多注入些來彌補(bǔ)被吸附的聚合物，對于高孔滲大孔道或微笑裂縫可以通過調(diào)剖來改善。根據(jù)國內(nèi)大量室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，聚合物驅(qū)適用的油藏類型是陸相沉積的砂巖油藏，砂體發(fā)育連片，不含泥巖或含量非常少。

（2）油層非均質(zhì)性影響

當(dāng)油層比較均勻時(shí)，聚合物流體推進(jìn)就比較均勻，比非均質(zhì)油藏推進(jìn)速度慢，被聚合物流體波及到體積越大，驅(qū)油效率就越高。當(dāng)油層非均質(zhì)程度嚴(yán)重時(shí)，體積掃油效率提高幅度就越大。體積掃油效率和驅(qū)油效率這兩個(gè)因素基本保持平衡，因而提高采收率的結(jié)果幾乎是一樣的。不過油層非均質(zhì)性較均勻時(shí)，水驅(qū)開發(fā)效果本來很好，聚合物驅(qū)提高采收率的幅度就低。而油層非均質(zhì)性不好，水驅(qū)開發(fā)效果差，聚合物驅(qū)提高采收率幅度就大。綜合考慮，油層非均質(zhì)性越強(qiáng)(一般在0.5-0.8之間)，越適合實(shí)施聚合物驅(qū)油。

（3）地層原油粘度的影響

當(dāng)原油粘度過低，那么一般水驅(qū)后孔隙中的殘余油就會(huì)很少，實(shí)施聚合物驅(qū)就沒有意義。當(dāng)原油粘度過高，要想改變水油流度比，則需要更高粘度的聚合物溶液，那么要求的聚合物濃度和量就高，從而需要更強(qiáng)的注入壓力，這就給地面工藝帶來了相當(dāng)大的困難。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，原油粘度一般在 20～100mPa.s之間，適合實(shí)施聚合物驅(qū)。

（4）油層溫度的影響

溫度太低，細(xì)菌活動(dòng)加劇，聚合物的生物降解作用就強(qiáng)，不利于聚合物驅(qū)。溫度過高，聚合物的氧化降解，水解，絮凝作用就強(qiáng)，粘度明顯減小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大于70℃時(shí)，過濾因子會(huì)明顯增大，注入壓力則需增強(qiáng)。這些情況的發(fā)生都不利于聚合物驅(qū)，因此適合聚合物驅(qū)的油層溫度不能過高，一般略低于 70℃。

（5）地層水礦化度的影響

配置聚合物溶液所用水質(zhì)的礦化度能影響聚合物驅(qū)油粘度，同樣地層水的礦化度也會(huì)降低聚合物溶液的粘度，影響聚合物驅(qū)油效果。因此適合油藏地層水的礦化度不能太高，一般在6000mg/L。

2.聚合物條件對提高采收率的影響

（1）聚合物濃度及用量對原油采收率的影響

一定程度下，聚合物濃度越大，溶液的粘度越高，驅(qū)油效果應(yīng)該越好。

（2）聚合物相對分子量對原油采收率的影響

較高分子量的聚合物具有較強(qiáng)的粘彈性，這樣就擴(kuò)大力量聚合物驅(qū)的波及體積和提高聚合物驅(qū)油效率，因此在一定范圍內(nèi)聚合物的相對分子量越高，其原油采收率提高值也就越大。

（3）轉(zhuǎn)注時(shí)機(jī)對原油采收率的影響

轉(zhuǎn)注時(shí)機(jī)包括不進(jìn)行水驅(qū)直接進(jìn)行聚合物驅(qū)，由水驅(qū)后不同階段轉(zhuǎn)為聚合物驅(qū)。水驅(qū)前及水驅(qū)后不同階段對應(yīng)的含水率逐漸升高。相同濃度的聚合物驅(qū)，注入時(shí)間越早，原油采收率提高值就越大。

（4）不同井網(wǎng)條件對原油采收率的影響

由于油藏平面非均質(zhì)性嚴(yán)重，井距越大，井間非均質(zhì)性越嚴(yán)重，而聚合物驅(qū)可以有效降低井間非均質(zhì)性，所以在控制范圍內(nèi)，井間距離越大，波及效率越高，原油采收率提高值也就高。

（5）殘余阻力系數(shù)對原油采收率的影響

殘余阻力系數(shù)是聚合物溶液注入油層前后水的流動(dòng)度之比，表征吸附和捕集在巖石孔道中的殘留聚合物分子對水流動(dòng)的抑制能力。

結(jié)語

我國是世界上三次采油工業(yè)化程度最高的國家，聚合物驅(qū)油技術(shù)研究與應(yīng)用走在世界前列。近年來三次采油增產(chǎn)的油量已占到我國石油產(chǎn)量的6%，且逐年上升。進(jìn)行三次采油是減緩我國多數(shù)油田衰老速度、維持我國原油穩(wěn)產(chǎn)、減少我國對國外原油依賴程度的戰(zhàn)略要求。