明泉聚合氯化铝  
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聚丙烯酰胺驱油机理及现状问题分析

 

聚丙烯酰胺驱油机理及现状问题分析
  聚合物的驱油机理主要是利用水溶性聚丙烯酰胺分子链的粘度,改善驱替液的流度比,提高驱替效率和波及体积,从而达到提高采收率的目的。
(1) 降低油水流度比,能够改变分流量曲线。聚合物驱的前沿含油饱和度和突破时的含油饱和度都明显高于水驱,这表明聚驱能降低产出液含水率,提高采油速度,具有更好的驱替效果。
(2) 聚合物驱通过改善水驱流度比,可以改善水驱在非均质平面的粘性指进现象,提高平面波及效率;在垂向非均质地层,聚合物段塞首先进入高渗层,利用高粘度特性“堵”住高渗层,使后续水驱转向进入低渗层.增加了吸水厚度,扩大了垂向波及效率。
(3) 聚合物在通过孔隙介质时发生吸附、机械捕集等作用而滞留,改变了聚合物所在孔隙处的渗透率。被吸附的聚合物分子链朝向流体的部分具有亲水性,能降低水相相对渗透率而不降低油相相对渗透率,即堵水不堵油;同时聚合物滞留能增加阻力系数和残余阻力系数,渗流阻力增加,引起驱动压差增大,有利于驱动原来不曾流动的油层,提高油层波及体积。
(4)由于聚合物溶液粘滞力的作用,使得其很难沿孔隙夹缝和水膜窜进,在孔道中以活塞式推进,克服了水驱过程中产生的“海恩斯跳跃”现象,避免了孔隙对油滴的捕集和滞留
  另外,聚合物溶液具有改善油水接口粘弹性的作用,使得油滴或油膜易于拉伸变形,更容易通过狭窄的喉道,提高微观驱油效果,提高原油采收率(2)(3)。
3、驱油聚丙烯酰胺现状及存在问题
  胜利油田适合化学驱的油藏资源丰富,经评价大约有10.76亿吨,同时胜利油田的地质条件复杂,不同油藏条件差别很大,相对与大庆油田,存在地层矿化水矿化度高,地层度高,渗透率高,淡水资源紧张等突出。以下是胜利油田不同油藏的地质条件及地质储量分布。
  目前胜利油田在用驱油用聚丙烯酰胺产品主要围绕提高分子量,利用分子间作用力,提高分子链刚性和提高分子链对钙镁等离子的耐受力几方面进行的。主要的技术有:
3.1,提高产品分子量(4)
  利用高分子量提高聚丙烯酰胺的水动力学半径,从而提高产品的增粘能力,此类产品胜利油田于2002年开始在胜利采油厂二类油藏中使用,目前已经广泛应用在孤东、孤岛、河口等各大采油厂,是胜利油田用量最大的聚合物产品。但是随着胜利油田开发难度不断加大,对于地层度和矿化度比较高的油藏,此类产品具有比较大的局限性,而且分子量的提高具有极限,不可能在工业化生产中无限提高产品分子量。
3.2,疏水缔合类的聚丙烯酰胺产品
  通过疏水单体(一般含有长支链)和非离子、阳、阴单体共聚得到疏水缔合类的聚丙烯酰胺,此类产品具有很高的增粘能力,尤其是在高高盐的条件下粘度高达30mpa.s以上,被认为是提高产品耐抗盐性能最重要的技术手段,胜利油田自2000年以来联合西南石油大学等科研院所进行产品合成、实验评价等。但是在使用过程中低于临界浓度表观粘度很低,同时由于技术的问题,存在分子量低,溶解性不好,表观粘度不可控,在地层中的稳定性不好、运移传导能力差等。此类产品目前没有大规模推广应用。
3.3,梳形聚合物(5)
  在高分子侧链同时引入不同亲水和亲油基团,利用亲油基团和亲水基团的互相排斥,使分子链的卷曲和分子间的缠绕减少,高分子链在水溶液中排列成梳子形状,分子链刚性提高,水力学半径增大,增粘抗盐能力提高。此类产品2003年开始在胜利油田进行使用,主要的特点产品的粘度相对较高,但是随着胜利油田开发难度不断提高,其产品的耐抗盐性能越来越不满足油田的要求。
3.4,模板聚合合成具有微嵌段结构的新型聚合物
  此工艺通过聚合前引入摸板,在低条件下合成的聚合物分子主链上存在丙烯酸链段,利用丙烯酸链段的负电荷互相排斥以及在水溶液中形成自缔合作用,减少分子主链的卷曲,提高产品的增粘性能(6)。胜利油田在2005年开始使用此技术的二型产品,实际生产表明产品的溶解性好,增粘性能显著。具有良好的驱油效果。2009年山东宝莫在此技术基础上合成开发出分子量在2500万以上,溶解时间小于1.5小时,表观粘度在胜利三型产品标准下在15mpa.s以上的产品,满足了胜利油田三类油藏要求,现在胜利油田开始推广应用。为胜利油田动用三类油藏地质储量,稳定胜利油田产量提供了产品保证。

 

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