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1、提高原油采收率原理第四章聚合物驱第1页，此课件共82页哦 聚合物驱聚合物驱以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。也称为：也称为：聚合物溶液驱聚合物溶液驱聚合物强化水驱聚合物强化水驱稠化水驱稠化水驱增粘水驱增粘水驱第一节第一节 聚合物驱的概念聚合物驱的概念独立的驱油方法独立的驱油方法(时机时机)辅助的驱油方法辅助的驱油方法(流度流度)第2页，此课件共82页哦聚合物溶液的前后需注入聚合物溶液的前后需注入淡水段塞淡水段塞(盐敏作用盐敏作用)图图图图4-1 4-1 4-1 4-1 聚合物驱段塞图聚合物驱段塞图聚合物驱段塞图聚合物驱段塞图1-1-1-1-剩余油；剩余油；剩余油；剩余
2、油；2-2-2-2-淡水；淡水；淡水；淡水；3-3-3-3-聚合物驱溶液；聚合物驱溶液；聚合物驱溶液；聚合物驱溶液；4-4-4-4-水水水水第3页，此课件共82页哦基本原理基本原理:增大水的粘度增大水的粘度降低了水的流度降低了水的流度减小水油流度比减小水油流度比抑制水的指进抑制水的指进提高波提高波及系数及系数提高原油采收率提高原油采收率图图图图4-2 4-2 水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线水驱与聚合物驱的相对渗透率曲线第二节第二节 为什么聚合物驱可提高采收率为什么聚合物驱可提高采收率第4页，此课件共82页哦降低了水油的流度比提高了波及
3、系降低了水油的流度比提高了波及系数提高了采收率数提高了采收率聚合物驱有更高的聚合物驱有更高的平面波及效率平面波及效率提高原油采收率提高原油采收率图图4-2 4-2 水驱与聚合物驱的平面波及效率水驱与聚合物驱的平面波及效率第5页，此课件共82页哦降低了水油的流度比提高了波及系数提高降低了水油的流度比提高了波及系数提高了采收率了采收率降低了水油的流度比有降低了水油的流度比有更高的纵向波更高的纵向波及效率及效率提高了采收率提高了采收率图图图图4-3 4-3 水驱与聚合物驱的纵向波及效率水驱与聚合物驱的纵向波及效率水驱与聚合物驱的纵向波及效率水驱与聚合物驱的纵向波及效率KK2 2kk3 3kk1 1第
4、6页，此课件共82页哦聚合物溶液在低聚合物溶液在低K K层的流度层的流度小于在高小于在高K K层中的层中的，故在，故在随后的水驱随后的水驱中，水可在高、低中，水可在高、低K K层之间层之间窜流窜流，提高了水的波及系数。，提高了水的波及系数。图图图图4-6 4-6 聚合物驱时水在层间的窜流效应聚合物驱时水在层间的窜流效应聚合物驱时水在层间的窜流效应聚合物驱时水在层间的窜流效应第7页，此课件共82页哦一、增粘机理一、增粘机理缠绕缠绕+亲水集团的溶剂化亲水集团的溶剂化+离子型聚合物的解离离子型聚合物的解离 聚合物可通过增加水的粘度，降低水油流度比，聚合物可通过增加水的粘度，降低水油流度比，从而提高波
5、及系数。聚合物之所以能增加水的粘度，从而提高波及系数。聚合物之所以能增加水的粘度，主要由于：主要由于：水中聚合物分子互相纠缠形成结构；水中聚合物分子互相纠缠形成结构；聚合物链节中亲水基团在水中溶剂化；聚合物链节中亲水基团在水中溶剂化；若为离子型聚合物测其在水中解离，产生许若为离子型聚合物测其在水中解离，产生许多带电符号相同的链节，使聚合物分子在水中所多带电符号相同的链节，使聚合物分子在水中所形成的无规线团更松散，因而有更好的增粘能力。形成的无规线团更松散，因而有更好的增粘能力。第8页，此课件共82页哦二、降低渗透率机理二、降低渗透率机理吸附和捕集减小水的吸附和捕集减小水的K KrWrWrWrW
6、降低降低M MWOWOWOWO提高提高E EV V V V 聚合物可通过减小水的有效渗透率，降低水油流度比，聚合物可通过减小水的有效渗透率，降低水油流度比，从而提高波及系数。聚合物之所以能减小水的有效渗透从而提高波及系数。聚合物之所以能减小水的有效渗透率，主要由于它可在岩石孔隙结构中产生率，主要由于它可在岩石孔隙结构中产生滞留滞留滞留滞留。（1 1 1 1）吸附）吸附 吸附是指聚合物分子通过色散力、氢键或其他作用吸附是指聚合物分子通过色散力、氢键或其他作用力在岩石表面所产生的浓集。力在岩石表面所产生的浓集。（2 2 2 2）捕集）捕集）捕集）捕集 聚合物分子在水中所形成的无规线团的半径虽小于喉
7、聚合物分子在水中所形成的无规线团的半径虽小于喉聚合物分子在水中所形成的无规线团的半径虽小于喉聚合物分子在水中所形成的无规线团的半径虽小于喉道的半径，但是它们可通过架桥而滞留在喉道外。这种滞道的半径，但是它们可通过架桥而滞留在喉道外。这种滞道的半径，但是它们可通过架桥而滞留在喉道外。这种滞道的半径，但是它们可通过架桥而滞留在喉道外。这种滞留叫捕集。留叫捕集。留叫捕集。留叫捕集。L L第9页，此课件共82页哦聚合物分子可通过聚合物分子可通过架桥而滞留架桥而滞留在喉道处在喉道处降低降低K KrWrWrWrW图图图图4-3 4-3 4-3 4-3 聚合物分子在吼道外的捕集聚合物分子在吼道外的捕集聚合物
8、分子在吼道外的捕集聚合物分子在吼道外的捕集第10页，此课件共82页哦粘弹性体系的微观驱油机理粘弹性体系的微观驱油机理驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙壁面油膜驱替孔隙壁面油膜补充第11页，此课件共82页哦驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油必要条件：必要条件：驱油剂到达残余油所在的位置驱油剂到达残余油所在的位置驱驱油油剂剂在在微微孔孔隙隙中中的的流流动动特特性性驱油剂的驱油剂的流变性流变性第12页，此课件共82页哦微观死油区微观死油区孔隙盲端孔隙盲端驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油第13页，此课件共82页哦微观死油区微观死油区扩扩/缩凹角缩凹角驱替孔隙滞留
9、区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油第14页，此课件共82页哦孔隙盲端、喉道残孔隙盲端、喉道残余油驱替模型余油驱替模型孔隙扩孔隙扩/缩凹角缩凹角残残余油驱替模型余油驱替模型粘弹性流动驱替机理粘弹性流动驱替机理水驱条件下滞留区内的残余油被粘弹涡携带至主流水驱条件下滞留区内的残余油被粘弹涡携带至主流区，成为可驱动油。区，成为可驱动油。第15页，此课件共82页哦取决于流体在盲端、孔喉中的取决于流体在盲端、孔喉中的流动特性流动特性(a)Re=510-5 We=0(b)Re=510-5 We=0.35孔隙盲端中的流场（数值计算结果）孔隙盲端中的流场（数值计算结果）驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油
10、第16页，此课件共82页哦孔隙盲端中的流场（孔隙盲端中的流场（Cochrane实验结果实验结果,1981）(a)Re=3,We=0(b)Re=3,We=0.38(c)Re=6,We=0(d)Re=6,We=0.75取决于流体在盲端、孔喉中的取决于流体在盲端、孔喉中的流动特性流动特性驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油第17页，此课件共82页哦 与纯粘流体相比，粘弹性流体在孔隙中的与纯粘流体相比，粘弹性流体在孔隙中的流场具有向孔隙盲端、孔喉滞留区深部发展的流场具有向孔隙盲端、孔喉滞留区深部发展的趋势，因而具备了驱替这些滞留区内残余油的趋势，因而具备了驱替这些滞留区内残余油的必要条件必要条
11、件。驱替孔隙滞留区中残余油驱替孔隙滞留区中残余油第18页，此课件共82页哦(a)黄原胶溶液（黄原胶溶液（We=0.052）(b)HPAM溶液（溶液（We=0.26）同浓度的两种聚合物启动盲端残余油的情况同浓度的两种聚合物启动盲端残余油的情况第19页，此课件共82页哦 PolymerPolymer提提高高驱驱油油效效率率主主要要是是通通过过吸吸附附作作用用、粘粘滞滞作作用用和和增增加加驱驱动动压压差差来来实实现现的的；扩扩大大波波及及体体积积主要是通过绕流作用和调剖作用来实现的。主要是通过绕流作用和调剖作用来实现的。（1 1）吸吸附附作作用用：聚聚合合物物可可以以大大量量的的吸吸附附在在岩岩石石
12、的的孔孔壁壁上上，降降低低了了水水相相的的流流动动阻阻力力，而而对对油油相相并并无无多多大大影影响响，在在相相同同的的含含油油饱饱和和度度下下，油油相相的的相相对对渗渗透透率率比比水水驱驱时时有有所所提提高高，使使得得部部分分残残余余油油重重新新流动，被驱替出来。流动，被驱替出来。（2 2）粘粘滞滞作作用用：聚聚合合物物的的粘粘弹弹性性加加强强了了水水相相对对残残余余油油的的粘粘滞滞作作用用，在在聚聚合合物物溶溶液液的的携携带带下下，残残余油会重新流动，从而被夹带而出。余油会重新流动，从而被夹带而出。第20页，此课件共82页哦（3 3 3 3）增增增增加加加加驱驱驱驱动动动动压压压压差差差差：
13、提提高高了了岩岩石石内内部部的的驱驱动动压压差差，使使的的注注入入液液可可以以克克服服小小孔孔道道产产生生的的毛毛细细管管压压力力，进进入入细细小的孔道中，从而把原油驱替出来。小的孔道中，从而把原油驱替出来。（4 4）绕绕绕绕流流流流作作作作用用用用：聚聚合合物物进进入入高高渗渗透透层层后后，增增加加了了水水相相的的渗渗透透阻阻力力，产产生生了了由由高高渗渗透透层层指指向向低低透透层层的的压压差差，使使的的注注入入液液发发生生绕绕流流，进进入入到到中中、低低渗渗透透层层中中，扩大了水驱的波及体积，提高了原油的采收率。扩大了水驱的波及体积，提高了原油的采收率。（5 5 5 5）调调调调剖剖剖剖作
14、作作作用用用用：聚聚聚聚合合合合物物物物的的的的注注注注入入入入可可可可以以以以改改改改善善善善水水水水油油油油的的的的流流流流度度度度比比比比，控控控控制制制制了了了了注注注注入入入入液液液液在在在在高高高高渗渗渗渗透透透透层层层层的的的的前前前前进进进进速速速速度度度度，减减减减少少少少了了了了指指指指进进进进，使使使使的的的的注注注注入入入入液液液液在在在在高高高高、低低低低渗渗渗渗透透透透层层层层中中中中以以以以较较较较均均均均匀匀匀匀的的的的速速速速度度度度向向向向前前前前推推推推进进进进，改改改改善善善善了了了了非非非非均均均均质质质质层层层层中中中中的的的的吸吸吸吸水水水水剖剖剖
15、剖面面面面，提提提提高高高高了了了了注注注注入入入入液液液液的的的的波波波波及及及及体体体体积和驱油效率。积和驱油效率。积和驱油效率。积和驱油效率。第21页，此课件共82页哦第三节第三节 阻力系数与残余阻力系数阻力系数与残余阻力系数水的流度对聚合物溶液水的流度对聚合物溶液流度的比值流度的比值。反映了聚。反映了聚合物降低驱动介质流度的能力。其值合物降低驱动介质流度的能力。其值大于大于1 1。一、阻力系数一、阻力系数一、阻力系数一、阻力系数 -水的流度对聚合物溶液流度的比值，即水的流度对聚合物溶液流度的比值，即 阻力系数反映了聚合物降低驱动介质流度的能力，阻力系数反映了聚合物降低驱动介质流度的能力
16、，阻力系数反映了聚合物降低驱动介质流度的能力，阻力系数反映了聚合物降低驱动介质流度的能力，它的数值总大于它的数值总大于它的数值总大于它的数值总大于1 1 1 1。第22页，此课件共82页哦二、残余阻力系数二、残余阻力系数聚合物溶液通过岩心聚合物溶液通过岩心前后前后的的盐水盐水渗透率的比值。渗透率的比值。反映了聚合物降低孔隙介质渗透率的能力。其值反映了聚合物降低孔隙介质渗透率的能力。其值大于大于1 1。残余阻力系数残余阻力系数残余阻力系数残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比指，即渗透率比指，即 残余阻力系数反映了残余阻力系数反映了残余阻力系数反映了
17、残余阻力系数反映了聚合物降低孔隙介质渗透率的能聚合物降低孔隙介质渗透率的能聚合物降低孔隙介质渗透率的能聚合物降低孔隙介质渗透率的能力力力力，它的数值总大于，它的数值总大于1 1 1 1。第23页，此课件共82页哦阻力系数总是阻力系数总是大于大于残余阻力系数残余阻力系数表表表表4-1 4-1 4-1 4-1 聚合物的阻力系数聚合物的阻力系数聚合物的阻力系数聚合物的阻力系数表表表表4-2 4-2 4-2 4-2 聚合物的残余阻力系数聚合物的残余阻力系数聚合物的残余阻力系数聚合物的残余阻力系数第24页，此课件共82页哦 阻力系数阻力系数-与增粘作用和降低渗透率有关；与增粘作用和降低渗透率有关；残余阻
18、力系数残余阻力系数-只与减低渗透率有关。只与减低渗透率有关。阻力系数总大于残余阻力系数，这是由于阻阻力系数总大于残余阻力系数，这是由于阻力系数既与聚合物的力系数既与聚合物的增粘作用增粘作用有关，也与聚合有关，也与聚合物通过滞留而使孔隙介质物通过滞留而使孔隙介质降低渗透率降低渗透率有关，而有关，而残余阻力系数则只与聚合物通过滞留而使孔隙介残余阻力系数则只与聚合物通过滞留而使孔隙介质降低渗透率有关。质降低渗透率有关。第25页，此课件共82页哦筛网系数：筛网系数：一定体积的聚合物溶液通过筛网的一定体积的聚合物溶液通过筛网的一定体积的聚合物溶液通过筛网的一定体积的聚合物溶液通过筛网的流出时间流出时间流
19、出时间流出时间与同体积的与同体积的与同体积的与同体积的溶溶剂剂在相同条件下流出时间的比值。是评价聚合物溶液性在相同条件下流出时间的比值。是评价聚合物溶液性在相同条件下流出时间的比值。是评价聚合物溶液性在相同条件下流出时间的比值。是评价聚合物溶液性质的一个简单实用的指标。与阻力系数和残余阻力系数质的一个简单实用的指标。与阻力系数和残余阻力系数质的一个简单实用的指标。与阻力系数和残余阻力系数质的一个简单实用的指标。与阻力系数和残余阻力系数都有很好的对应关系。都有很好的对应关系。都有很好的对应关系。都有很好的对应关系。图4-7 筛网系数测定装置图4-8 筛网系数与阻力系数和残余阻力系数的对应关系第2
20、6页，此课件共82页哦第四节第四节 聚合物驱用聚合物聚合物驱用聚合物 聚合物驱用的聚合物应满足下列条件，即聚合物驱用的聚合物应满足下列条件，即水溶性好、稠化能力强、对热稳定、对剪切水溶性好、稠化能力强、对热稳定、对剪切稳定、对化学因素稳定、对生物作用稳定、稳定、对化学因素稳定、对生物作用稳定、滞留量低、来源广、便宜等。滞留量低、来源广、便宜等。HPAM（部分水解聚丙烯酰胺）（部分水解聚丙烯酰胺）XG（黄胞胶）（黄胞胶）第27页，此课件共82页哦驱油用驱油用HPAMHPAM具有以下基本特征具有以下基本特征（1 1）高分子量高分子量：一般驱油用：一般驱油用HPAMHPAM的分子量为的分子量为1 1
21、千千万到几千万；万到几千万；（2 2）多分散性多分散性：HPAMHPAM的分子量具有不均一性，是的分子量具有不均一性，是分子量不等的同系聚合物的混合物；分子量不等的同系聚合物的混合物；（3 3）几何结构多样化几何结构多样化：聚合物的几何结构有线：聚合物的几何结构有线型、支型和体型三种形态；型、支型和体型三种形态；（4 4）物化性能稳定物化性能稳定：HPAMHPAM具有稳定的化学性质具有稳定的化学性质和特殊的物理性能，以满足驱油的要求。和特殊的物理性能，以满足驱油的要求。第28页，此课件共82页哦相对分子量：相对分子量：100-2000100-2000万；水解度：万；水解度：1-45%1-45%
22、1-45%1-45%；浓度：；浓度：；浓度：；浓度：25-25-25-25-2000mg/L;2000mg/L;2000mg/L;2000mg/L;注入量：注入量：注入量：注入量：0.25-0.60PV0.25-0.60PV0.25-0.60PV0.25-0.60PV。一、一、HPAMHPAM的分子式为的分子式为的分子式为的分子式为HPAM溶液有下列重要性质：溶液有下列重要性质：溶液有下列重要性质：溶液有下列重要性质：（1)粘度粘度粘度粘度（2）渗流性质）渗流性质（3 3）稳定性）稳定性）稳定性）稳定性（4）滞留）滞留）滞留）滞留第29页，此课件共82页哦（1）HPAM溶液的粘度溶液的粘度粘度
23、的影响因素粘度的影响因素：分子量；水解度；浓度；温度；：分子量；水解度；浓度；温度；剪切速率；水矿化度；剪切速率；水矿化度；pHpH值等。值等。第30页，此课件共82页哦浓度一般浓度一般800-800-2000mg/L;2000mg/L;温度一温度一般不高于般不高于9090。图图图图4-10 4-10 4-10 4-10 质量分数、温度对质量分数、温度对质量分数、温度对质量分数、温度对HPAMHPAMHPAMHPAM溶液粘度的影响溶液粘度的影响溶液粘度的影响溶液粘度的影响1-21-21-21-2；2-25 2-25 2-25 2-25；3-403-403-403-40第31页，此课件共82页哦
24、水解度一般选择水解度一般选择20-30%20-30%图图图图4-11 4-11 4-11 4-11 水解度对水解度对水解度对水解度对HPAMHPAMHPAMHPAM溶液粘度的影响溶液粘度的影响溶液粘度的影响溶液粘度的影响第32页，此课件共82页哦pHpH值一般值一般9 9左右（左右（8-118-11）第33页，此课件共82页哦（2）HPAM的渗流性质的渗流性质HPAM HPAM 溶液在孔隙介质中的流变曲线分为溶液在孔隙介质中的流变曲线分为5 5个区个区图图4-13 HPAM4-13 HPAM溶液在孔隙介质中的流变曲线溶液在孔隙介质中的流变曲线第34页，此课件共82页哦实测的实测的HPAMHPA
25、M溶液在岩心中渗流的流变曲线溶液在岩心中渗流的流变曲线（3 3个区：假塑性区、极限剪切区、胀流区）个区：假塑性区、极限剪切区、胀流区）图4-14 一种HPAM溶液在岩心中实测的流变曲线第35页，此课件共82页哦在孔隙介质中在孔隙介质中HPAM溶液的渗流存在溶液的渗流存在胀流区胀流区：垂直垂直方向受到压缩方向受到压缩-剪切流动剪切流动；水平水平方向受到拉方向受到拉伸伸-拉伸流动拉伸流动。式中，式中，p产生两种流动的总压差；产生两种流动的总压差；p剪切剪切剪切流动产生的压差；剪切流动产生的压差；p拉伸拉伸拉伸流动产生的压差。拉伸流动产生的压差。在剪切流动和拉伸流动都存在的条件下，外在剪切流动和拉伸
26、流动都存在的条件下，外力消耗于克服这两种流动产生的阻力，即力消耗于克服这两种流动产生的阻力，即p=p剪切剪切+p拉伸拉伸第36页，此课件共82页哦聚合物分子的松弛时间聚合物分子的松弛时间流动速率（剪切速率）很小时，流动压差只消耗于剪切流动；在流动速流动速率（剪切速率）很小时，流动压差只消耗于剪切流动；在流动速流动速率（剪切速率）很小时，流动压差只消耗于剪切流动；在流动速流动速率（剪切速率）很小时，流动压差只消耗于剪切流动；在流动速率很大时，流动压差则主要消耗于拉伸运动（率很大时，流动压差则主要消耗于拉伸运动（率很大时，流动压差则主要消耗于拉伸运动（率很大时，流动压差则主要消耗于拉伸运动（P P
27、 P P随随随随v v v v以平方的速度增加）以平方的速度增加）以平方的速度增加）以平方的速度增加）。因此，剪切速率超过一定数值时，流变曲线上就出现了。因此，剪切速率超过一定数值时，流变曲线上就出现了。因此，剪切速率超过一定数值时，流变曲线上就出现了。因此，剪切速率超过一定数值时，流变曲线上就出现了胀流区胀流区胀流区胀流区。第37页，此课件共82页哦先通盐水：先通盐水：再通聚合物溶液：再通聚合物溶液：由于注入速度恒定，几何形状不变，故对盐水的有效孔隙度由于注入速度恒定，几何形状不变，故对盐水的有效孔隙度由于注入速度恒定，几何形状不变，故对盐水的有效孔隙度由于注入速度恒定，几何形状不变，故对盐
28、水的有效孔隙度大于对聚合物溶液的有效孔隙度，说明存在着大于对聚合物溶液的有效孔隙度，说明存在着大于对聚合物溶液的有效孔隙度，说明存在着大于对聚合物溶液的有效孔隙度，说明存在着HPAMHPAM溶液不溶液不可进入的孔隙可进入的孔隙。试验证实，第38页，此课件共82页哦地层中的不可入孔隙为地层中的不可入孔隙为原生水所饱和原生水所饱和时：时：减少了减少了HPAMHPAM的滞留，缩短的滞留，缩短HPAMHPAM的排驱时间，的排驱时间，减少原生水对减少原生水对HPAMHPAM的稀释和离子作用。对聚合的稀释和离子作用。对聚合物驱提高驱油效果是物驱提高驱油效果是有利有利的。的。若地层中的不可入孔隙为若地层中的
29、不可入孔隙为原油所饱和原油所饱和时：时：则会影响驱油的效果，是则会影响驱油的效果，是不利不利的。的。第39页，此课件共82页哦（3）HPAM的稳定性的稳定性 有有4 4 4 4种稳定性，即热稳定性、剪切稳定性、化学稳定种稳定性，即热稳定性、剪切稳定性、化学稳定性和生物稳定性。性和生物稳定性。HPAMHPAM对热比较稳定，在低于对热比较稳定，在低于9393条件下，可长期稳条件下，可长期稳定存在，但在氧含量、盐含量和定存在，但在氧含量、盐含量和pHpHpHpH值增加时，热稳定值增加时，热稳定性降低。性降低。HPAMHPAM易因剪切而降解，当易因剪切而降解，当HPAMHPAM溶液通过闸门、流量溶液通
30、过闸门、流量计孔板和低渗透地层时，都会引起计孔板和低渗透地层时，都会引起HPAMHPAM的降解。的降解。的降解。的降解。HPAMHPAMHPAMHPAM在过渡金属离子（如铁离子）、氧或氧化剂存在时在过渡金属离子（如铁离子）、氧或氧化剂存在时在过渡金属离子（如铁离子）、氧或氧化剂存在时在过渡金属离子（如铁离子）、氧或氧化剂存在时产生化学降解，并在高温，高含盐和老化时降解加剧。产生化学降解，并在高温，高含盐和老化时降解加剧。产生化学降解，并在高温，高含盐和老化时降解加剧。产生化学降解，并在高温，高含盐和老化时降解加剧。HPAMHPAMHPAMHPAM有较好的生物稳定性。虽然油田有使有较好的生物稳定
31、性。虽然油田有使HPAMHPAMHPAMHPAM降解的降解的细菌存在，但对细菌存在，但对HPAMHPAMHPAMHPAM的稳定性构成威胁。的稳定性构成威胁。的稳定性构成威胁。的稳定性构成威胁。热稳定性；剪切稳定性；化学稳定性；生物稳定性。热稳定性；剪切稳定性；化学稳定性；生物稳定性。第40页，此课件共82页哦（4）HPAM的滞留的滞留 在蒙脱石界面上的吸附量在蒙脱石界面上的吸附量大于大于在伊利石和在伊利石和高岭石界面的吸附量（蒙脱石有易于膨胀和高岭石界面的吸附量（蒙脱石有易于膨胀和分散的片状结构）分散的片状结构）表表表表4-3 HPAM4-3 HPAM4-3 HPAM4-3 HPAM在粘土矿物
32、界面上的吸附量在粘土矿物界面上的吸附量在粘土矿物界面上的吸附量在粘土矿物界面上的吸附量矿物矿物矿物矿物吸附量吸附量吸附量吸附量/（mg.gmg.g-1-1）蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石27.827.8伊利石伊利石伊利石伊利石4.14.1高岭石高岭石高岭石高岭石1.61.6第41页，此课件共82页哦（4）HPAM的滞留的滞留聚四氟乙聚四氟乙聚四氟乙聚四氟乙烯烯烯烯岩心的渗透率岩心的渗透率岩心的渗透率岩心的渗透率10103 3mm2 2HPAMHPAM的的的的质质质质量量量量浓浓浓浓度度度度/（mg.Lmg.L-1-1）盐盐盐盐水冲洗后的捕集水冲洗后的捕集水冲洗后的捕集水冲洗后的捕集量量量量/（g.g
33、g.g-1-1）8686999910.8510.8518718710.8710.8748948921.2021.20350035001001004.504.501451457.507.5020020010.5010.5050050016.9016.90渗透率渗透率捕集量捕集量第42页，此课件共82页哦在碳酸钙界面上的吸附量大于在二氧化硅表面上的在碳酸钙界面上的吸附量大于在二氧化硅表面上的吸附量（吸附量（钙正离子与羧酸根负离子的作用钙正离子与羧酸根负离子的作用）图图图图4-15 HPAM4-15 HPAM4-15 HPAM4-15 HPAM在固体界面上的吸附在固体界面上的吸附在固体界面上的吸附在
34、固体界面上的吸附1-1-1-1-二氧化硅；二氧化硅；二氧化硅；二氧化硅；2-2-2-2-碳酸钙；碳酸钙；碳酸钙；碳酸钙；3-3-3-3-碳酸钙（溶液中加入碳酸钙（溶液中加入碳酸钙（溶液中加入碳酸钙（溶液中加入CaCaCaCa2+2+2+2+400mg.L400mg.L400mg.L400mg.L-1-1-1-1)第43页，此课件共82页哦随着盐含量的增加在砂岩界面的吸附量增加（随着盐含量的增加在砂岩界面的吸附量增加（压压缩双电层，电性排斥减小缩双电层，电性排斥减小）图4-16 HPAM在二氧化硅界面上的吸附量与溶液中盐含量的关系第44页，此课件共82页哦吸附量随吸附量随浓度和水解度浓度和水解度
35、而变化而变化图4-17 HPAM的质量浓度和水解度对吸附量的影响第45页，此课件共82页哦二、二、XG（黄胞胶）（黄胞胶）生物聚合物，分子量生物聚合物，分子量1300-15001300-15001300-15001300-1500万万，使用浓度，使用浓度100-2000mg/L100-2000mg/L100-2000mg/L100-2000mg/L，注入量，注入量0.01-0.25PV0.01-0.25PV。由黄单胞菌属细菌将碳水由黄单胞菌属细菌将碳水由黄单胞菌属细菌将碳水由黄单胞菌属细菌将碳水化合物发酵制得。化合物发酵制得。化合物发酵制得。化合物发酵制得。XG有下列重要性质有下列重要性质（1
36、）粘度）粘度（2）渗流性质）渗流性质（3）稳定性）稳定性（4）滞留）滞留第46页，此课件共82页哦XGXGXGXG溶液的粘度随温度的升高变化不大（稍有减小）溶液的粘度随温度的升高变化不大（稍有减小）溶液的粘度随温度的升高变化不大（稍有减小）溶液的粘度随温度的升高变化不大（稍有减小）图4-18 温度对不同质量分数的XG溶液粘度的影响第47页，此课件共82页哦XGXG溶液的粘度随盐含量增大变化不大溶液的粘度随盐含量增大变化不大（稍有升高或减小）（稍有升高或减小）图4-19 盐含量对不同质量分数的XG溶液粘度的影响第48页，此课件共82页哦XGXG溶液的粘度随溶液的粘度随pH pH pH pH 值变
37、化不大（先升高后降低）值变化不大（先升高后降低）值变化不大（先升高后降低）值变化不大（先升高后降低）由于由于XGXG分子的分子的长支链长支链的的刚性刚性结构，使得其溶液粘结构，使得其溶液粘度随温度、盐含量和度随温度、盐含量和pHpH值的变化不大。值的变化不大。图4-20 pH值w（XG）10010-2溶液粘度的影响第49页，此课件共82页哦（2）XG的渗流性质：的渗流性质：XGXG分子分子长支链阻碍它采取卷曲长支链阻碍它采取卷曲的构象，因此没有的构象，因此没有HPAMHPAM分分子的子的柔顺性柔顺性，故其水溶液在渗流的高速区，故其水溶液在渗流的高速区不存在胀流区不存在胀流区。但也在多孔介质中存
38、在不可入孔隙。但也在多孔介质中存在不可入孔隙。图4-21 XG溶液在孔隙介质中的流变曲线第50页，此课件共82页哦（3）XG 的稳定性的稳定性热稳定性差（热稳定性差（7171）；生物稳定性差（）；生物稳定性差（2424小时，需加小时，需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。与与与与HPAMHPAMHPAMHPAM相比，相比，相比，相比，XGXGXGXG的热稳定性差。溶液中的的热稳定性差。溶液中的XGXGXGXG在温度在温度超过超过7171时即产生降解。与时即产生降解。与时即产生降解。与时即产生降解。与HPAMHPAMHPAMHPAM相比，相比，XGXG的生物
39、稳定性的生物稳定性差。配好的溶液若超过差。配好的溶液若超过24h24h24h24h不使用时，就必领加入不使用时，就必领加入不使用时，就必领加入不使用时，就必领加入杀菌剂杀菌剂杀菌剂杀菌剂（通常用甲醛或戊二醛，但不能用季铵盐）。（通常用甲醛或戊二醛，但不能用季铵盐）。与与HPAMHPAM相比，相比，相比，相比，XGXG的剪切稳定性好。的剪切稳定性好。的剪切稳定性好。的剪切稳定性好。W(XG)W(XG)W(XG)W(XG)为为为为0.010.01的溶的溶液在剪切速率为液在剪切速率为4.64.64.64.6l0l0l0l04 4S S S S-1-1下剪切下剪切1 1小时，粘度没有发生小时，粘度没有
40、发生明显变化。根据明显变化。根据XGXGXGXG结构的启示，人们正在研究通过接枝结构的启示，人们正在研究通过接枝的方法，增加聚合物的支链数和（或）支链的长度，的方法，增加聚合物的支链数和（或）支链的长度，提高聚合物的剪切稳定性。提高聚合物的剪切稳定性。使使HPAMHPAM不稳定的四种化学因素，同样影响不稳定的四种化学因素，同样影响XGXG。第51页，此课件共82页哦（4）XG的滞留的滞留在地层的滞留量较小在地层的滞留量较小表表表表4-5 4-5 聚合物在地层的滞留量聚合物在地层的滞留量聚合物聚合物聚合物聚合物滞留量滞留量滞留量滞留量/（t.kmt.km-2-2.m.m-1-1）w w(NaCl
41、)=110(NaCl)=110-3-3w w(NaCl)=210(NaCl)=210-2-2HPAMHPAMDow Pusher 500Dow Pusher 50023.923.946.146.1Betz Hi VisBetz Hi Vis25.125.147.947.9Cyanamide 960sCyanamide 960s37.937.957.157.1XGXGKelco XanfloodKelco Xanflood17.717.727.627.6Pfizer 1035Pfizer 103515.115.116.916.9AbbortXanthan BrothAbbortXanthan B
42、roth13.313.328.428.4第52页，此课件共82页哦HPAMHPAM与与XGXG基本性能的全面比较基本性能的全面比较一般常用一般常用HPAMHPAM表表4-6 HPAM4-6 HPAM与与XG的全面比较对对对对比比比比项项项项目目目目HPAMHPAMXGXG对对对对比比比比项项项项目目目目HPAMHPAMXGXG价格价格价格价格低低低低高高高高生物生物生物生物稳稳稳稳定性定性定性定性高（好）高（好）高（好）高（好）低（不好）低（不好）低（不好）低（不好）温度温度温度温度9 933337171耐耐耐耐盐盐盐盐能力能力能力能力低（不好）低（不好）低（不好）低（不好）高（好）高（好）高
43、（好）高（好）稠化能力稠化能力稠化能力稠化能力较较较较高（高（高（高（较较较较好）好）好）好）高（好）高（好）高（好）高（好）堵塞堵塞堵塞堵塞倾倾倾倾向向向向低（好）低（好）低（好）低（好）高（不好）高（不好）高（不好）高（不好）剪切剪切剪切剪切稳稳稳稳定性定性定性定性低（不好）低（不好）低（不好）低（不好）高（好）高（好）高（好）高（好）在地在地在地在地层层层层中滞留量中滞留量中滞留量中滞留量高（不好）高（不好）高（不好）高（不好）低（好）低（好）低（好）低（好）第53页，此课件共82页哦第五节第五节 适合聚合物驱油田的筛选标准适合聚合物驱油田的筛选标准表4-7 4-7 适合聚合物驱油田的筛
44、选标准适合聚合物驱油田的筛选标准参数参数参数参数要求要求要求要求原油原油原油原油密度密度密度密度/（g.cmg.cm-3-3）0.9660.966粘度粘度粘度粘度/（mPa.smPa.s）150150成分成分成分成分不限不限不限不限水水水水矿化度（矿化度（矿化度（矿化度（mg.Lmg.L-1-1）4104104 4CaCa2+2+、MgMg2+2+含量含量含量含量/（mg.Lmg.L-1-1）5000.500.50厚度厚度厚度厚度/m/m不限不限不限不限渗透率渗透率渗透率渗透率10103 3/mm2 21010埋深埋深埋深埋深/m/m27402740温度温度温度温度/93(HPAM),71(X
45、G)93(HPAM),71(XG)岩性岩性岩性岩性砂岩、灰岩砂岩、灰岩砂岩、灰岩砂岩、灰岩第54页，此课件共82页哦1、筛选标准、筛选标准 （1）原油：）原油：稀油，密度稀油，密度0.966,粘度粘度150mPa.s;（2）水质）水质:矿化度矿化度40000mg/L，钙镁离子含，钙镁离子含量量500 mg/L；最好不含三价的金属离子；最好不含三价的金属离子；（3）油藏：）油藏：温度温度93（最好（最好70），深度），深度2740m，油田正装，油层较厚，油水井对应关，油田正装，油层较厚，油水井对应关系较好，尚有增产潜力的油藏。系较好，尚有增产潜力的油藏。第55页，此课件共82页哦第六节第六节 聚
46、合物驱存在的问题与进展聚合物驱存在的问题与进展（1 1）聚合物存在的问题）聚合物存在的问题 聚合物溶液配制过程，必须有一定的熟化时间聚合物溶液配制过程，必须有一定的熟化时间（68 h）。）。聚合物主要损耗于降解和滞留。聚合物主要损耗于降解和滞留。聚合物驱不能用于过深的地层。聚合物驱不能用于过深的地层。为了减少聚合物的剪切降解，可选用适当的为了减少聚合物的剪切降解，可选用适当的泵（如柱塞泵等）或泵后混合，不要使用离心泵（如柱塞泵等）或泵后混合，不要使用离心泵。泵。第56页，此课件共82页哦 为了防止氧化降解，可用除氧剂（如为了防止氧化降解，可用除氧剂（如Na2SO3、NaHSO3、CH2O等）处
47、理配制用水。要注意除氧剂等）处理配制用水。要注意除氧剂必须使用在聚合物加入之前。必须使用在聚合物加入之前。对易发生生物降解的聚合物（如对易发生生物降解的聚合物（如XG），应在聚），应在聚合物溶液中加入配伍的杀菌剂。合物溶液中加入配伍的杀菌剂。聚合物（特别是聚合物（特别是XG）中的机械杂质和微胶可）中的机械杂质和微胶可堵塞地层，影响驱油剂的注入。堵塞地层，影响驱油剂的注入。第57页，此课件共82页哦（2 2）地层存在的问题）地层存在的问题 低渗透地层不宜进行聚合物驱，因地层中聚合物不可入低渗透地层不宜进行聚合物驱，因地层中聚合物不可入低渗透地层不宜进行聚合物驱，因地层中聚合物不可入低渗透地层不宜
48、进行聚合物驱，因地层中聚合物不可入孔隙的体积太大，聚合物溶液波及的体积太小，加上注入孔隙的体积太大，聚合物溶液波及的体积太小，加上注入孔隙的体积太大，聚合物溶液波及的体积太小，加上注入孔隙的体积太大，聚合物溶液波及的体积太小，加上注入速度太低，方案实施的时间太长，而且井眼周围出现的高速度太低，方案实施的时间太长，而且井眼周围出现的高速度太低，方案实施的时间太长，而且井眼周围出现的高速度太低，方案实施的时间太长，而且井眼周围出现的高剪切会使聚合物大量降解。因此聚合物驱要求地层渗透率剪切会使聚合物大量降解。因此聚合物驱要求地层渗透率剪切会使聚合物大量降解。因此聚合物驱要求地层渗透率剪切会使聚合物大
49、量降解。因此聚合物驱要求地层渗透率大于大于大于大于1010-3-3m2 2。地层水矿化度太高的地层应在聚合物驱前用淡水进行地层水矿化度太高的地层应在聚合物驱前用淡水进行地层水矿化度太高的地层应在聚合物驱前用淡水进行地层水矿化度太高的地层应在聚合物驱前用淡水进行预冲洗，以减小盐对聚合物的不利影响。预冲洗，以减小盐对聚合物的不利影响。预冲洗，以减小盐对聚合物的不利影响。预冲洗，以减小盐对聚合物的不利影响。有漏失段的地层不宜进行聚合物驱。对漏失段，有漏失段的地层不宜进行聚合物驱。对漏失段，可用交联聚合物降低它的渗透性，即聚合物驱前地可用交联聚合物降低它的渗透性，即聚合物驱前地层的注入剖面应进行适当调
50、整。层的注入剖面应进行适当调整。第58页，此课件共82页哦（3 3）聚合物驱的进展）聚合物驱的进展抗温抗盐聚合物的研制开发；抗温抗盐聚合物的研制开发；抗温抗盐聚合物的研制开发；抗温抗盐聚合物的研制开发；交联聚合物驱油技术的应用；交联聚合物驱油技术的应用；交联聚合物驱油技术的应用；交联聚合物驱油技术的应用；注聚设备及工艺参数的优化；注聚设备及工艺参数的优化；注聚设备及工艺参数的优化；注聚设备及工艺参数的优化；聚合物调剖驱油一体化技术；聚合物调剖驱油一体化技术；聚合物调剖驱油一体化技术；聚合物调剖驱油一体化技术；地层残余聚合物的综合利用；地层残余聚合物的综合利用；地层残余聚合物的综合利用；地层残余