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摘要：近年来国内外聚合物驱油技术研究得到长足发展，对聚合物的驱油机理，地质条件及聚合物的驱油方案的研究应用都有详细的介绍，文章重点对聚合物的驱油地质条件及机理进行了探讨，进而提出适合我国驱油的聚合物技术方案。
关键词：聚合物；驱油；条件；方案
中图分类号：TE357.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2011)24-0159-01
1 聚合物驱油基本原理
关于聚合物的驱油机理，目前尚未取得一致的认识。但普遍认为，与其他化学驱相比，聚合物驱的机理较简单，即聚合物通过增加注入水的粘度和降低油层的水相渗透率而改善水油流度比，调整注入剖面，扩大波及体积，提高原油采收率。
1.1 聚合物的作用
注入油层的聚合物将会产生两方面的重要作用：一是增加水相粘度，二是因聚合物的滞留引起油层渗透率下降。两方面共同作用的结果是引起聚合物的水溶液在油层中的流度明显降低。因此，聚合物注入油层后，将产生两项基本作用机理：一是控制水淹层段中水相流度，改善水油流度比，提高水淹层段的实际驱油效率；二是降低高渗透率的水淹层段中流体总流度，缩小高低层段间水线推进速度差，调整吸水剖面，提高实际波及系数。聚合物驱较好地解决了影响采收率的因素，其基本机理是提高驱油效率和扩大波及体积。主要表现为两个作用。其一，绕流作用。由于聚合物进入高渗透层后增加了水相的渗流阻力，产生了由高渗透层指向低渗透层的压差，使得注入液发生绕流，进入到中、低渗透层中，扩大注入水驱波及体积。其二，调剖作用。由于聚合物改善了水油流度比，控制了注入液在高渗透层中的渗流，使得注入液在高、低渗透层中以较均匀的速度向前推进，改善非均质层中的吸水剖面，达到提高原油采收率的作用。
1.2 提高水驱油效率
聚合物驱提高了岩石内部的驱动压差，使注入液可以克服小孔道产生的毛细管阻力，进入细小孔道中驱油。其作用主要表现在三个方面：其一，吸附作用。由于聚合物大量吸附在孔壁上，降低了水相流动能力，而对油相并无多大影响，在相同含油饱和度下，油相的相对渗透率比水驱时有所提高。其二，粘滞作用。由于聚合物的粘弹性加强了水相对残余油的粘滞作用，在聚合物溶液的携带下，残余油重新流动，被挟带而出。其三，增加驱动压差。聚合物提高了岩石内部的驱动压差，使得注入液可以克服小孔道所产生大的毛细管阻力，进入细小孔道中驱油。总之，聚合物驱油提高采收率是由两部分组成的：一是聚合物在高渗透层中强化采油，将一部分残余油驱出，提高了水驱油效率约6％；二是聚合物驱扩大了水驱波及体积，提高了中、低渗透层的采出程度，约提高采收率7％。
2 聚合物驱油的适合条件
2.1 聚合物的筛选
聚合物驱油时，地层岩石、流体等的复杂性会影响聚合物的驱油效果。在油田上应用时，对于聚合物的选择，必须从驱油效果和经济上综合考虑，同时与油藏性质相匹配，因此，油田应用的聚合物应满足以下条件：具有水溶性；具有非牛顿特性和明显的增粘性；化学稳定性良好；剪切稳定性；具有抗吸附性；在多孔介质中有良好的传输性；来源广，价格低，以便在油田上能够实现较低成本的广泛应用。能够同时满足以上要求的聚合物很少，在应用时，应根据油层条件选择适当的聚合物。
2.2 适合聚合物驱的油藏地质特点
并非所有油藏均适合聚合物驱，即使适合聚合物驱的油藏，其增产幅度也有较大区别，依据大庆油田多年来的研究，适合聚合物驱的油藏地质特点有四个方面。一是油层温度。在高温下，聚丙烯酰胺的稳定性受到破坏，聚合物易发生降解和进一步的水解，使其作用大打折扣，大庆油田的实践证明，温度范围在45-70℃内比较合适。二是水质。水的矿化度过高，聚合物溶液粘度降低，残余阻力系数低，这些因素都会降低聚合物驱采收率，数值模拟研究表明，地层水矿化度最好在1600-30000mg／L，地面配置水矿化度要低于1200mg／L。三是原油粘度。聚合物驱油的基本理论是降低水油流度比，原油粘度过大或过小，都不利于提高采收率，研究表明，原油粘度在10-100 mPa·s比较适合进行聚合物驱。四是油层非均质性。聚合物驱油适合水驱开发的非均质砂岩油藏，油层渗透率变异系数不宜太大或太小，否则均不利于聚合物驱油效果，一般油层变异系数在0.6-0.8之间最好。
根据国内外研究经验，有以下几种情况不适合聚合物驱油技术：渗透率太低的油层、泥质含量太大(>25％)的油层、水驱残余油饱和度太低(<25％)的油层。底水油田(或油层)应慎用聚合物驱油技术。
3 聚合物驱油技术方案
聚合物驱大多是在水驱油藏中、后期采用的驱油方法，此时油田已步入高含水阶段，层间矛盾突出，开采难度大，开采成本逐年增加，再加上聚合物比水驱工艺技术复杂，动态监测困难，且投资及生产费用都很高，因此，所编制的聚合物驱油开发方案必须是在充分认识区块油藏条件的前提下合乎科学而全面的开发方案。
油田开发是一个长期连续的过程，其开发效果与油藏条件、井网类型和开采方法有着密切的关系。因此，在聚合物驱方案编制过程中，要认真研究油藏地质特征和水驱井网的开发状况等问题。通过研究开发区块的油藏地质特征，认清油层的发育状况、油层连通性、油层非均质性、油层物理性质及油层流体性质。通过分析开发区块油层的开发历史，能够使我们进一步了解该区块的开发状况，对以后分析油层的水淹状况和剩余油分布有很大帮助。
油藏描述是分析、认识油层及开发现状的关键，主要包括以下四个方面。
其一，描述油层发育状况，认识油层的沉积环境，统计有代表性的取心井岩心分析资料，分析油层的非均质性及油层类型。其二，合理划分沉积单元，通过描述油层的砂体分布状况，分析油层厚度和渗透率分布状况，统计油层的平均物理参数。其三，分析油层水淹状况，明确区块的平面及纵向上的水淹状况和水淹特点。其四，通过分析开发区内的油水井生产状况，我们可以从宏观上认清各井的生产能力和注入能力，为方案编制提供指导性的依据。
聚合物驱技术编制方案是在充分认识油层状况和分析目前生产状况的基础上，综合考虑各种因素，并有针对性的研究过程。其内容包括：油藏地质开发简况，指地质概况和油层开采简史；油藏描述，包括油层发育状况、沉积单元划分和剩余油分布、水淹状况等；聚合物驱层系组合及井网部署；注聚合物前的油水井生产动用状况；聚合物注入参数优选，包括聚合物相对分子质量、用量、溶液浓度及注入速度的优选；确定注采方式：包括分层注人和分步射孔方式的选择，聚合物段塞注入方式及聚合物溶液段塞前后加保护段塞注入方式的选择；确定聚合物驱实施方案；开采指标预测；聚合物经济效益预测；方案实施要求。
聚合物驱提高采收率已经得到广泛的运用，为中国的石油开采量的增加做出了不可重要的贡献。本文是聚合物驱油技术的一种补充研究，优化聚合物提高采收率的方法，在石油开采中的地位越来越重要，在以后生产过程中应该用合理的方法，达到生产的最大效益。
关键词：聚合物；驱油；条件；方案
中图分类号：TE357.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937(2011)24-0159-01
1 聚合物驱油基本原理
关于聚合物的驱油机理，目前尚未取得一致的认识。但普遍认为，与其他化学驱相比，聚合物驱的机理较简单，即聚合物通过增加注入水的粘度和降低油层的水相渗透率而改善水油流度比，调整注入剖面，扩大波及体积，提高原油采收率。
1.1 聚合物的作用
注入油层的聚合物将会产生两方面的重要作用：一是增加水相粘度，二是因聚合物的滞留引起油层渗透率下降。两方面共同作用的结果是引起聚合物的水溶液在油层中的流度明显降低。因此，聚合物注入油层后，将产生两项基本作用机理：一是控制水淹层段中水相流度，改善水油流度比，提高水淹层段的实际驱油效率；二是降低高渗透率的水淹层段中流体总流度，缩小高低层段间水线推进速度差，调整吸水剖面，提高实际波及系数。聚合物驱较好地解决了影响采收率的因素，其基本机理是提高驱油效率和扩大波及体积。主要表现为两个作用。其一，绕流作用。由于聚合物进入高渗透层后增加了水相的渗流阻力，产生了由高渗透层指向低渗透层的压差，使得注入液发生绕流，进入到中、低渗透层中，扩大注入水驱波及体积。其二，调剖作用。由于聚合物改善了水油流度比，控制了注入液在高渗透层中的渗流，使得注入液在高、低渗透层中以较均匀的速度向前推进，改善非均质层中的吸水剖面，达到提高原油采收率的作用。
1.2 提高水驱油效率
聚合物驱提高了岩石内部的驱动压差，使注入液可以克服小孔道产生的毛细管阻力，进入细小孔道中驱油。其作用主要表现在三个方面：其一，吸附作用。由于聚合物大量吸附在孔壁上，降低了水相流动能力，而对油相并无多大影响，在相同含油饱和度下，油相的相对渗透率比水驱时有所提高。其二，粘滞作用。由于聚合物的粘弹性加强了水相对残余油的粘滞作用，在聚合物溶液的携带下，残余油重新流动，被挟带而出。其三，增加驱动压差。聚合物提高了岩石内部的驱动压差，使得注入液可以克服小孔道所产生大的毛细管阻力，进入细小孔道中驱油。总之，聚合物驱油提高采收率是由两部分组成的：一是聚合物在高渗透层中强化采油，将一部分残余油驱出，提高了水驱油效率约6％；二是聚合物驱扩大了水驱波及体积，提高了中、低渗透层的采出程度，约提高采收率7％。
2 聚合物驱油的适合条件
2.1 聚合物的筛选
聚合物驱油时，地层岩石、流体等的复杂性会影响聚合物的驱油效果。在油田上应用时，对于聚合物的选择，必须从驱油效果和经济上综合考虑，同时与油藏性质相匹配，因此，油田应用的聚合物应满足以下条件：具有水溶性；具有非牛顿特性和明显的增粘性；化学稳定性良好；剪切稳定性；具有抗吸附性；在多孔介质中有良好的传输性；来源广，价格低，以便在油田上能够实现较低成本的广泛应用。能够同时满足以上要求的聚合物很少，在应用时，应根据油层条件选择适当的聚合物。
2.2 适合聚合物驱的油藏地质特点
并非所有油藏均适合聚合物驱，即使适合聚合物驱的油藏，其增产幅度也有较大区别，依据大庆油田多年来的研究，适合聚合物驱的油藏地质特点有四个方面。一是油层温度。在高温下，聚丙烯酰胺的稳定性受到破坏，聚合物易发生降解和进一步的水解，使其作用大打折扣，大庆油田的实践证明，温度范围在45-70℃内比较合适。二是水质。水的矿化度过高，聚合物溶液粘度降低，残余阻力系数低，这些因素都会降低聚合物驱采收率，数值模拟研究表明，地层水矿化度最好在1600-30000mg／L，地面配置水矿化度要低于1200mg／L。三是原油粘度。聚合物驱油的基本理论是降低水油流度比，原油粘度过大或过小，都不利于提高采收率，研究表明，原油粘度在10-100 mPa·s比较适合进行聚合物驱。四是油层非均质性。聚合物驱油适合水驱开发的非均质砂岩油藏，油层渗透率变异系数不宜太大或太小，否则均不利于聚合物驱油效果，一般油层变异系数在0.6-0.8之间最好。
根据国内外研究经验，有以下几种情况不适合聚合物驱油技术：渗透率太低的油层、泥质含量太大(>25％)的油层、水驱残余油饱和度太低(<25％)的油层。底水油田(或油层)应慎用聚合物驱油技术。
3 聚合物驱油技术方案
聚合物驱大多是在水驱油藏中、后期采用的驱油方法，此时油田已步入高含水阶段，层间矛盾突出，开采难度大，开采成本逐年增加，再加上聚合物比水驱工艺技术复杂，动态监测困难，且投资及生产费用都很高，因此，所编制的聚合物驱油开发方案必须是在充分认识区块油藏条件的前提下合乎科学而全面的开发方案。
油田开发是一个长期连续的过程，其开发效果与油藏条件、井网类型和开采方法有着密切的关系。因此，在聚合物驱方案编制过程中，要认真研究油藏地质特征和水驱井网的开发状况等问题。通过研究开发区块的油藏地质特征，认清油层的发育状况、油层连通性、油层非均质性、油层物理性质及油层流体性质。通过分析开发区块油层的开发历史，能够使我们进一步了解该区块的开发状况，对以后分析油层的水淹状况和剩余油分布有很大帮助。
油藏描述是分析、认识油层及开发现状的关键，主要包括以下四个方面。
其一，描述油层发育状况，认识油层的沉积环境，统计有代表性的取心井岩心分析资料，分析油层的非均质性及油层类型。其二，合理划分沉积单元，通过描述油层的砂体分布状况，分析油层厚度和渗透率分布状况，统计油层的平均物理参数。其三，分析油层水淹状况，明确区块的平面及纵向上的水淹状况和水淹特点。其四，通过分析开发区内的油水井生产状况，我们可以从宏观上认清各井的生产能力和注入能力，为方案编制提供指导性的依据。
聚合物驱技术编制方案是在充分认识油层状况和分析目前生产状况的基础上，综合考虑各种因素，并有针对性的研究过程。其内容包括：油藏地质开发简况，指地质概况和油层开采简史；油藏描述，包括油层发育状况、沉积单元划分和剩余油分布、水淹状况等；聚合物驱层系组合及井网部署；注聚合物前的油水井生产动用状况；聚合物注入参数优选，包括聚合物相对分子质量、用量、溶液浓度及注入速度的优选；确定注采方式：包括分层注人和分步射孔方式的选择，聚合物段塞注入方式及聚合物溶液段塞前后加保护段塞注入方式的选择；确定聚合物驱实施方案；开采指标预测；聚合物经济效益预测；方案实施要求。
聚合物驱提高采收率已经得到广泛的运用，为中国的石油开采量的增加做出了不可重要的贡献。本文是聚合物驱油技术的一种补充研究，优化聚合物提高采收率的方法，在石油开采中的地位越来越重要，在以后生产过程中应该用合理的方法，达到生产的最大效益。