聚合物驱油技术应用研究

聚合物驱油技术应用研究

郑妍

中国石油大港油田第五采油厂 天津 300283

摘要：在油田开采过程，开采到高含水区时，无论是开采技术指标，还是开采经济指标都会发生变化。利用聚合物驱油能够将原油采收率有效提升，因为聚合物本身具有流变特点，兼具粘弹性，流动过程可以增加对油膜的携带能力。下文简要介绍常见的聚合物，分析聚合物驱油应用原理，并对其具体应用进行分析。

关键词：聚合物；驱油技术；应用

引言：石油属于国家发展重要能源之一，在开采量不断增加的背景下，油井内部含水率不断增加，导致产油能力下降，随着基建投资也不断提升。因此，怎样使用经济的手段对于开采区剩余石油进行开采需要相关人员着重思考。聚合物驱油属于高采收率技术之一，使用过程将驱替液黏度增加，控制被驱液流速，进而提高洗油效率。对比而言，水驱油采收率通常能够达到40%，聚合物驱油采收率能够达到50%。因此，研究该技术的应用对于提高油田开采效率具有重要影响。

一、常用的聚合物类型

可使用天然黄胞胶材料作为聚合物驱油，此类物质虽然粘性强，颗粒稳定，因为凝胶强度相对较弱，因此可能对于长期冲刷的耐力较弱，在调剖、采油等环节应用需要进行改善。还可使用聚丙烯酰胺这类物质作为聚合物，分为胶体、胶乳、粉状物质，还可以利用其离子形式，通常油田利用粉状阴离子。酯类化合物组成结构包含酰胺基官能团，兼具烯烃、酰胺等功能结构，利用过程可能出现降解类型化学反应，还可能出现生物降解和机械剪切等反应。若分子量高，那么物质浓度大、水解度低、矿化度低、黏度大。除此之外，还有梳形抗盐类聚合物和疏水缔合聚合物也较为常用。

二、聚合物的驱油原理介绍

聚合物驱油主要是向油井当中注入高黏度流体，进而对于油藏内水油等物质流速比进行调节。从微观角度分析，利用该技术可以将水流流速之比加以改善，对于其体积扩大也有影响。若水油流速比超过1，则表示水流能力比原油强，水流出现“指进”现象，使得波及系数会下降，难以将原油驱替出来。此时，可将聚合物添加至水中，降低其渗透力，并将其黏性提升，控制水的流动性。当溶液流动性低于原油时，其实际波及范围会扩大，这样水驱油的性能良好。同时，应用驱油剂后，在油田的高渗透处，水流阻力会逐渐增加，波及效率也会随之提升。当聚合物被加入水中后，会增加水黏度加，而水渗透效率会呈现下降状态。在高渗透区域负荷的流动阻力小，削弱机械剪切作用，实现对聚合物降解加以控制。此时，孔内部聚合物分子更容易粘结，渗透区域水流动阻力有所提升。当水油混合物从低孔径内通过时会更容易，堵塞现象也不易发生。此外，聚合物应用后，可形成油丝通道，且稳定良好。水内添加聚合物，能够增强水弹性，将聚合溶液视为“海绵”，溶液能够顺利通过孔隙，将孔隙边缘油滴携带出去，让处于孔壁位置油膜不断变薄，在聚合物的作用下，拖拉残余油，使其形成油柱，和下游的油柱之间形成通道，有效降低不同水当中残余的油量，驱油效率也随之提升^[1]。

三、聚合物驱油技术的应用

（一）应用在一类油层中

将聚合物驱油这一技术应用在一类油层当中，主要驱油技术应用形式如下：

第一，高分子类型聚合物的应用，由于此类聚合物渗透率系数低，且黏结性能优越。经过矿产试验，可以看出，应用此类聚合物可以借助当前油田开发常规的注入技术，将聚合物应用在不高于油层的破裂压力这一开采环境之下，使之被顺利注入到主力油层当中，让油层内部物质聚存效率不断提升，此时，油井内物质的含水率也有较大幅度的下降，可提升采收率。利用少量聚合物可以作为前置段驱油物质，将其注入油田的主力油层内，能够整体调节油层内部物质状态，提高驱油效率。

第二，高浓度类型聚合物的应用，因为此类聚合物粘弹性较强，所以驱油效果优越。实践表明，应用此类聚合物，当注入量增加时，产油量也随之提升。当聚合物的添加量达到700PV·mg/L时，油田的产油量相对稳定。

第三，选择交联聚合物，对油井进行深度调节，这类聚合物属于胶态物质，使用过程可以形成凝胶，进而提高混合物的残余阻力。虽然成胶之后液体黏度增加并不明显，但是，其残余阻力、阻力等系数都可得到较大程度提高。分散形态的凝胶拥有延缓交联的功能，因此，将此类聚合物向高渗透层内注入，可以使油层深部物质出现交联，让高渗透层位置孔道被堵塞，进而达到控制其渗透率之目的。对比于普通聚合物，其驱油效果也相对优越^[2]。

第四，产出污水合理配置聚合物，主要分为两种形式，第一种属于曝氧法，需要持续向产出污水内部连续吹气，在此之后，让聚合物母液和污水混合。将聚合物稀释以后向油层内注入，不但可以将污水内部还原性物质去除，而且还能将微生物去除，防止聚合物处于油层内出现生化降解的情况，或者由于还原物的存在影响聚合物黏度。第二种方法是利用污水改性法，增加化学剂的投入量，之后将适量改性剂添加到聚合物、产出污水的混合物之内，让污水愈合黏度、残余阻力能够不断增加，经过改性以后形成污水聚合物，其驱水效果趋近或者优于清水聚合物。

第五，应用“一井一制”这种注入技术，能够将注聚井内部压力骤增的问题解决，控制低压井存在高浓度问题，高渗透带的封堵效果也较为优越，能够有效控制聚合物发生窜流问题，将其驱替效率不断提升。

除此之外，应用上述区驱油技术，还需要注意配套技术的应用，通过穿透射孔、高密度和大孔径等技术的配合应用，可以控制孔径位置降解或者剪切聚合物，还能将聚合物黏度尽可能保留。适当运用分层测试、分层注入等技术，解决聚合物应用过程层间吸聚的差异过大这一问题，还需要针对聚合物的注入、采出物浓度、分子量和黏度等指标建立动态监测系统。

（二）应用在二类油层中

在二类油田的开发过程，应用聚合物技术驱油。根据矿场试验，此技术的应用可以将平面矛盾与层间矛盾解决，将聚合物的控制效果提升，便于使用者了解聚合物分子质量和油层渗透率二者之间的关系。具体应用流程如下：

第一，对于注入对象进行限制，因为二类油层开发主要针对河道砂或者非河道砂，其厚度超过1m，且渗透率超过100×10-3μm²。

第二，对于开采层系加以细化，将具有相同性质开采对象加以组合，主要是油层性质相似，使用相同的井网进行开采，以控制层间存在的干扰问题。还需要保证同一层系当中，油层尽可能使用相同分子量聚合物，这样可以有效提升聚合物的控制效果，实现改善开发环境的目的。

第三，将油井的间距缩小，按照二类油层实际发育情况，展开先导试验，动态化呈现开采情况，使油井间距缩小，进而不断将聚合物对二类油层的控制性能提升。

第四，合理设计开发方案，严格按照注采油井内部油层具体发育状况，考虑联通现象，兼顾注入系统能力，合理设计注入速度、分子量、浓度，保证聚合物用量合理。

第五，针对薄差油层，利用分质注入聚合物的方式，低渗透油层可以向内部注入低分子量类型聚合物，将其控制程度提升；反之，对于高渗透层，还可以注入高分子量类型聚合物，控制注入压力，对其注入量合理控制^[3]。

结束语：总之，因为聚合物种类多，而且具有流变性和粘弹性，在水中少量添加就可改善其流速比，增加水黏度，且容易在岩石表面吸附，将其应用在低饱和度的油层当中，可以将水流速有效降低，从而提升原油采收率。可将该技术应用在一类油层和二类油层的开发当中，不断提高原油的开采效率。

参考文献：

[1]袁远达.分子模拟技术在聚合物驱油中的应用研究进展[J].石油化工应用，2021,40(01):1-9.

[2]郝君研.油田聚合物驱油偏心分层注入技术与应用[J].化工管理，2019(32):222.

[3]柴德民.注聚合物驱单元提液高效举升工艺技术应用[J].价值工程,2020,(16):112-114.