EOR第四章分解.ppt
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第四章 聚合物驱
POLYMER FLOODING; 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。;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。;
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 ;聚合物驱有更高的平面波及效率-提高了采收率;降低了水油的流度比-有更高的纵向波及效率-提高了采收率;聚合物溶液在低K层的流度λ小于在高K层中的λ,故在随后的水驱中,水可在高、低K层之间窜流,提高了水的波及系数。;一、增粘机理;第二节 聚合物驱提高采收率的作用原理;二、降低渗透率机理;聚合物分子可通过架桥而滞留在喉道处-降低KrW;目前普遍认为聚合物驱只是通过增加注入水的粘度,改善水油流度比,扩大注入水在油层中的波及体积提高原油采收率。但是研究发现聚合物驱也可以通过提高洗油效率来提高采收率。;夏慧芬,石油学报,2006;夏慧芬,石油学报,2006;具有相同粘性的牛顿流体和粘弹流体的最终采收率不同,水驱后再聚合物驱替的最终采收率高于水驱后再甘油驱替的最终采收率,粘弹流体的驱油效率高于粘性流体。
聚合物溶液具有粘弹流体的特性。
在亲水岩心中,具有粘弹性的聚合物溶液可以驱动盲端中的可动残余油。
粘弹性聚合物溶液均会降低各类水驱残余油量。残余油是被聚合物溶液携带出来的,而不是推出来的。粘弹性越大,携带出的残余油量越多,驱替效率越高。;聚合物溶液提高驱油效率的原因是由于聚合物溶液是粘弹性流体,聚合物溶液的粘弹性是由分子链的柔顺性引起的,链的柔曲性越大,粘弹性越显著。柔性分子的力学特征是在拉伸应力作用下产生粘弹形变,即分子形变随时间发展,应力消失后,又随时间回复原形。
弹性又具有很多不同的表??形式
有后面的液体可以推前面的液体,同时还有拉动侧面及其后面液体的作用,这是因为溶液中长链聚合物分子是相互缠绕的,一个分子要动,前后左右的分子都得动(整体移动),即可产生“海绵胀缩现象”; 因此聚合物可以大幅度的提高非均质性较严重的油层的采收率。一般来说,聚合物驱比水驱提高采收率6%~13%。;聚合物溶液的前后需注入淡水段塞(盐敏作用);第三节 阻力系数与残余阻力系数;第三节 阻力系数与残余阻力系数;二、残余阻力系数(Residual resistance factor);聚合物溶液的残余阻力系数反映了聚合物溶液在岩石孔隙介质流动过程中对岩石渗透率造成的永久损失;
同时,反映了聚合物溶液调整吸水剖面的能力,数值越高,表明聚合物溶液改善油层非均质性、堵塞高渗透层的能力越强。 ; 由残余阻力系数定义可知,测定岩芯注聚合物前后的盐水测渗透率即可求取该参数。注聚前水测渗透率Kwb和注聚后水测渗透率Kwa可由如下达西公式计算:;表4-1 聚合物的阻力系数;阻力系数-与增粘作用和降低渗透率有关;
残余阻力系数-只与降低渗透率有关。;三、筛网系数(Screen factor);三、筛网系数(Screen factor);参数匹配;第四节 聚合物驱用聚合物
(Polymer for polymer flooding);;一、HPAM溶液的粘度;一、HPAM溶液的粘度;浓度一般800-2000mg/L;温度一般不高于90℃。;水解度一般选择20-30%;酸性条件下, HPAM 分子中的羧酸基以分子形式(—COOH)存在, 由于静电排斥力的降低, 聚合物分子链段紧密卷曲, 溶液粘度降低;随着pH 值的升高, —COOH 电离成离子(—COO-), 分子间及分子内部斥力增加, 分子形态由卷曲逐渐变为舒展, 流体力学半径增大, 因此溶液粘度增加;当溶液为中性或弱碱性时, 羧酸基已经基本离解成离子, 溶液粘度变化趋于缓慢.; 1、剪切应力:τ
液流中各层的流速不同,故层与层之间必然存在着相互作用。由于液体内部内聚力的作用,流速较快的液层会带动流速较慢的相邻液层,而流速较慢的液层又会阻碍流速较快的相邻液层。这样在流速不同的各液层之间会发生内摩擦作用,即出现成对的内摩擦力(即剪切力),阻碍液层剪切变形。;剪切应力τ:流体单位面积上的内摩擦力。
;2、牛顿粘度和表观粘度
牛顿内摩擦定律 :
剪切应力(单位面积的摩擦力)与剪切速率γ成正比,其比例系数为μ。
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