聚合物驱提升驱油效率的机理分析及效果探讨

单茹（大庆油田有限责任公司第四采油厂试验大队中心化验室，黑龙江 大庆 163000）

聚合物驱是三次采油技术中较为成熟的一种，能有效提升油田采收率，提升经济效益，在国内油田有着较多的应用。从发展趋势来看，未来的一段时间内该技术有着一定的主导地位，会通过研究不断完善。本文主要是从聚合物驱油的机理出发，对影响聚合物驱的因素展开相关探讨。

1 聚合物驱油机理

对于聚合物驱油机理，早期的理论认为其提升采收率是通过增加注入水的波及体积和粘度，是水油流度比既降低来实现，聚驱后和水驱后有着相同体积的孔隙介质残留油，并不能机加大岩石微观扫油效率。从后续研究看出，在非牛顿粘弹性作用下，聚驱提升采收率不只是扩大了波及体积，还是从微观驱油层面来实现。聚驱在盲状、膜状、孤岛状、柱状以及簇状残余油开发中有高效发挥。从实验室数据可以看出，在相同粘度下，聚合物粘度具有弹性会提升3%到5%的爱收率。从机理上分析，聚驱主要是通过降低油水粘度比、降低水油流度比、降低注水地层渗透率、产生流体转向效应和提升油相分流系数五个方面。

油水粘度比的降低能促进采收率的提升，提升驱油效率可从提升驱油剂粘度和降低地层原油粘度两方面入手，但是降低原油粘度无法实现，在这个层面上看，只能提升驱替相粘度，实施方法也相对简单，值需要将高相对分子品质聚合物添加到注入水中就可以实现。水油流度比的降低使为了减少注入水单层突进现象，该参数的降低能有效提升注入水波及体积系数，采取相同的原油需要的注入水更少，也提有效提升驱油效率。聚驱的意义是提升驱替效果，缩短开发周期。流度比M为水流度与油流度比，计算公式如下：

从计算过程可以看出，提升地层油流度和降低注入水流度都能提升M值。但是大面积提升原油流度无法达到，只能降低注入水流度，主要途径包括提升驱替相粘度和提升地层有效渗透率两种，都可通过人工方法来达到。地层有效渗透率的降低可通过封堵高渗透层段来实现，可以是化学方法也可以是机械方法，驱替相粘度的提升则是讲聚合物增稠剂添加到注入水中。

在非均质油层内，聚合物会有限进入高渗透带，降低了高渗透带渗透率和加大了注入流体粘度，水驱时未驱替的剩余油部分会形成驱替，以此来提升采收率。从达西定律可以知，油水相同时流经孔隙介质时油相的分流系数为：

其决定因素包括油相粘度μo、水相粘度μw、油相有效渗透率ko和水相有效渗透率kw。加大μw同时降低kw，就能有效提升分流系数，从而实现提升采收率的目的。

2 聚合物驱的影响因素

影响聚合物驱的主要因素包括储层参数、注聚时机和流体粘度、注入参数、窜流几个方面。

分析数模数据可以看出，分层聚驱对于聚合物溶液调剖作用的提升有很大促进，能明显提升层间动用情况，明显优于单层注聚，而这一现象在高含水期表现的更为明显。影响注聚时机的因素又转注聚时含水率、剩余油饱和度两方面。影响三采油驱的一个关键因素就是剩余油饱和度，也直接决定了见效时间。从过往的数据统计可以看出，相同段塞大小，相同的驱油剂浓度和用量，作用在条件相同的地层中，越高的剩余油饱和度就更易于形成富集带，也就有着更早的见效时间和更好的驱油效果。在油井转注时，越高的含水率就会导致月底的采收率，聚驱效果会受到液体粘度的影响，地层内聚合物溶液的粘度与原油粘度比月底，其采收率提升幅度也越小。

注入参数主要包括注采完善程度、注入速度和聚合物用量。从实验数据可以看到，越多的聚合物用量就会有着越大的含水率下降幅度，也会有越多的平均单井增油量。从整体的油藏应用角度来看，越多的聚合物用量会获得越好的聚驱效果。聚驱的效果会受到窜流的影响，如果井区存在窜流，尽管该区域的见效比例变化不大，但是却有着较低的每米增油量和平均单井增油量，由此可知，防止窜流能有效提升聚驱的驱替效果。

3 提升聚合物驱油效果的措施

在提升聚驱效果的新措施方面主要包括以下几个方面：减少地层内聚合物的粘度损失、优化聚合物性能或采取符合驱油法、优选注聚油藏以及强化注聚管理等方面。

聚驱的过程中，聚合物溶液的粘度会出现非常大的损失，这是因为微生物、高矿化度、剪切、地热、溶解氧等因素或是协同作用而形成的。在这些客观条件中，矿化度、剪切和地热是无法改变的因素，可通过相关手段进行控制的因素主要是微生物和溶解氧。在室内试验中，聚合物溶液的粘度在没有溶解氧存在的情况下会在固定时间了维持稳定，但是如果是在溶解氧含量大于1.0mg/L的情况下，就会出现快速的粘度损失，所以需要采取相关措施来处理溶解氧，主要是通过添加除氧剂和降低配置溶液过程中溶解氧的渗入这两种方式。聚合物溶液粘度在其环境在不存在细菌的情况下能有效保持，但是存在细菌则会使其逐步见底，对于此类问题可通过添加杀菌剂来提升效果。

部分水解聚丙烯酰胺HPAM引起低廉的成本和良好的效果而应用广泛，其较高的粘度，不会出现大的吸附损失，能明显的控制水油流度比，不易受到细菌伤害，但是如果地层有着较高的矿化度就会出现明显的粘度损失；较差的机械剪切稳定性；在超过75°的温度下或是长期存放会发生降解，鉴于此国内的关注重点是研制提升聚合物的抗剪切、抗盐和耐高温性能。复合驱油法是新型的驱油法组合，包括二元复合驱和三元复合驱。复合驱油法的应用能有效降低油水接口张力，提升波及系数，以此来改善驱油效果，在国内油田也有着广泛的应用。

聚驱效果会受到油藏参数的影响，在对油藏实施聚驱前应对区域进行优选，可优先选取符合韵律和正韵律地层、动态非均质性弱区域、有利的沉积相带，为避免单层突进，可通过多层聚驱的方式实施，以达到预期驱油效果。在注水开发的影响下，油层有着较大平面和纵向非均质性，存在较多的井间大孔道，这些都会对聚驱效果产生影响，鉴于此，在进行聚驱前要进行封堵大孔道、堵水调剖以及降水降压等处理来避免窜流现象。聚驱实施后要加强注聚准备和过程管理，对注聚方案进行及时调整。在管理油藏方面，保证资料的完整和准确，按方案实施，对矿场动态及时跟踪，时刻了解生产现状，并根据测试数据进行动态分析，及时发现和处理出现的问题，通过调整方案措施来改善聚驱效果。

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