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[摘 要]聚合物驱是指把少许水溶性的天然或人工合成的超高分子量的聚合物加入注入水中，增加注入水粘度，同时降低水相渗透率，改善油水流度比，提高原油采收率的方法。从一些微观驱油实验中发现，黏弹性流体和黏性流体在同样条件下驱替水驱后的残余油，前者的驱油量大大超过了后者的驱油量，对残余油具有弹性的“拉、拽”作用。所有这些研究成果，无疑对聚合物驱油理论的研究有了新的认识，产生了质的飞跃。
[关键词]聚合物驱；驱油效率；影响
中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0039-01
1.聚合物宏观和微观驱油机理
1.1 聚合物宏观驱油机理
高分子量的聚合物能够使驱替液变得粘稠，驱替液粘性增大。聚合物溶液的渗流特点不仅仅是简单的增加驱替液的粘度，而且还可以降低驱替液流动性但不显著影响油相的流动性，从而提高孔隙介质的阻力，增加驱替液的流动阻力系数，使液流动力不均匀性降低，从而提高油层的纵向和平面波及面积。所以，聚合物驱的主要作用就是扩大波及面积，聚合物驱能够比水驱提高最终采收率的主要原因是提高了中、低渗透层纵向和平面波及面积。
1.2 聚合物微观驱油机理
近几年来，石油工程领域取得一致观点：聚合物溶液之所以能够提高微观洗油效率那是因为聚合物溶液是粘弹性流体。王德民院士提出的残余油驱动理论解释了粘弹性聚合物溶液对提高洗油效率的作用机理。水驱后的残余油可分为：“柱状”残余油、“簇状”残余油、“膜状”残余油和“盲端”状残余油等。通过大量的实验研究表明，粘弹性的聚合物溶液驱替后，所有类型的微观残余油均减少，证实了微观驱油效率的提高与聚合物溶液的弹性有关。
由于聚合物溶液在岩石表面上的吸附，降低了驱替相渗透率，减小了油滴或油段的运移阻力，即降低了油相的渗流阻力，使得油相的运移速度加快。同时，由于聚合物溶液的较高粘滞力的作用，使得其很难沿孔隙夹缝或水膜窜进，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，避免了对油滴所造成的捕集和滞留。并且，由于聚合物有改变油水界面粘弹性的作用，使得油滴或油段易于拉伸变形，容易通过阻力较小的狭窄喉道，从而提高驱油效率。
2 聚合物的筛选及性能评价
2.1 聚合物溶液流动性
二类油层也可以开展聚合物驱，但聚合物驱油效果直接受聚合物相对分子质量与二类油层渗透率匹配关系的制约，所以必须根据二类油层的储层特点和孔隙结构特征，研究聚合物分子量与地层渗透率的匹配关系。通过测定不同分子量、不同浓度聚合物溶液在不同渗透率的二类油层岩心中的阻力系数和残余阻力系数，筛选出适合不同类型二类油层匹配的聚合物分子量及浓度。
流动特性机理。聚合物溶液在多孔介质中的传播受到聚合物分子本身大小，多孔介质的孔隙结构和聚合物分子相互作用的控制。由于聚合物分子的纤维特性，加上它的延伸和缠绕能力，使得相对分子质量成为其性能的重要影响因素，相对分子质量越大，分子间的作用越强，增粘效果越好。当然如果聚合物分子量过大，发生堵塞，阻力系数就会随着注入孔隙体积的增加而持续增高；如果阻力系数随注入体积的增加，起初上升速度快，而后逐趋平缓并直到平衡，这说明没有发生堵塞。
2.2 聚合物体系的粘弹性
王德民等学者通过实验室岩心驱油实验，对水驱后的不同残余油类型进行了研究，指出：聚合物可增进注入水的粘度，改善油水流度比，扩大注入水在油层中的波及体积而驱替出残余油；聚合物溶液的弹性表现在对残余油具有很强的“拉、拽”作用，从而提高驱油效率而驱替出残余油。可见聚合物的粘弹性是分析驱油体系驱油效果的重要因素。因此，测量了聚合物体系的粘弹性。
3 等速注入的效果影响
3.1 交替次数的影响
对干交替次数的影响。采用两种方案进行对比分析。选定相同尺寸的段塞，在第一套方案中，交替一次将两种不同的等粘聚合物溶液注入，结果得到了35.08%的化学驱采收率和45.9%的水驱采收率，达到了80.98%的总采收率。在第二套方案中，交替四次将两种不同的等粘聚合物溶液注入，得到了36.23%的化学驱采收率和45.79%的水驱采收率，达到了82.02%的总采收率。经过对比，提升了1.15%的化学驱采收率。虽然水驱采收率有了轻微的下降，但是总采收率依然提升了1.04%。由此可见，如果粘度相同，通过交替注入，能够在不同的渗透率层当中注入不同分子量的聚合物溶液能够提升驱油效率和波及体系。同时，聚合物分子能够更为有效的进入低渗透层和中渗透层，使波及体积能力得到提高。
3.2 聚合物溶液浓度的影响
在2500万聚合物当中，如果聚合物溶液浓度为每升1500毫克，化学驱采收率为33.99%，水驱采收率为45.85%，总采收率为79.84%。如果聚合物溶液浓度为每升2500毫克，化学驱采收率为36.83%，水驱采收率为46.95%，总采收率为83.78。经过对比，化学驱采收率提升了2.84%，总采收率也有了3.94%的提升。而在1900万聚合物当中，如果聚合物溶液为每升1500毫克浓度，能够达到26.03%的化学驱采收率、46.48%的水驱采收率，总采收率达到72.51%。如果聚合物溶液为每升2075毫克浓度，能够达到34.28%的化学驱采收率、46.48%的水驱采收率，总采收率达到80.46%。由此可见，在不同聚合物溶液浓度下，水驱采收率不会发生太大的变化。在聚合物溶液浓度不断提高的过程中，聚合物用量增加，同时也提升了化学驱采收率和总采收率。
4 恒压注人的效果影响
4.1 剪切的影响
在2500万聚合物当中，采用粘度减半的溶液和原溶液进行对比实验。结果显示，如果没有剪切聚合物粘度，化学驱采收率和水驱采收率分别为34.48%和45.54%，总采收率达到80.02%。如果粘度减半，则化学驱采收率和水驱采收率分别为31.86%和45.69%。对比可知，当粘度减半，化学驱采收率和总采收率分别下降了2.62%和2.47%，聚合物溶液的驱油效率明显降低。究其原因，是因为当聚合物粘度下降，其弹性也会随之下降。此时聚合物的驱油效率提升能力、波及体积扩大能力等，都有所下降，因而采出程度自然有所降低。此后，在1900万聚合物当中，也进行了相同的实验，结果证明了之前实验的准确性。
4.2 注入壓力的影响
在实验当中，如果以0.117兆帕斯卡的压力注入聚合物，会得到26.57%的化学驱采收率和73.91%的总采收率。如果以0.439兆帕斯卡的压力注入聚合物，会得到28.39%的化学驱采收率和75.16%的总采收率。如果以0.621兆帕斯卡的压力注入聚合物，会得到30.62%的化学驱采收率和75.95%的总采收率。经过对比发现，第二套方案与第一套方案相比，提升了1.82%的化学驱采收率和1.25%的总采收率。第三套方案与第二套方案相比，提升了2.23%的化学驱采收率和0.79的总采收率。由此可见，在注入压力提升的过程中，会逐渐提升化学驱采收率和总采收率，但是增加幅度会逐渐下降。
4.3 聚合物溶液浓度的影响
在2500万聚合物当中，在每升1500毫克浓度下，以每天1.56米的速度注入聚合物，会得到35.85%的化学驱采收率。在每升2500毫克下，以每天1.12米的速度注入聚合物，会得到38.47%的化学驱采收率，提升了2.62%。在1900万聚合物当中，在每升1000毫克浓度下，以每天4.49米的速度注入聚合物，会得到30.62%的化学采收率。在每升2075毫克的浓度下，以每天1.77米的速度注入聚合物，会得到36.37%的化学驱采收率。在每升2500毫克的浓度下，以每天1.37米的速度注入聚合物，会得到37.32%的化学驱采收率。相比之下，第二套方案比第一套方案提高了5.75%的化学驱采收率，而第三套方案比第一套方案提高了6.61%的化学驱采收率。由此可见，如果聚合物浓度上升，平均注入速度会降低，注入时间就会增加。在提升注入速度的情况下，其注入质量将会下降，从而使聚合物溶液的窜流速度加快，其利用率自然降低。
参考文献
[1] 王德民，程杰成，吴军政，等.聚合物驱油技术在大庆油田的应用[J].石油学报，2015，26（1）：74～78.
[2] 王长生，王彤，王晶华.聚合物驱采油井受效阶段动态分析图[J].石油钻采工艺，2014，21（2）.
[3] 黄延章，于大森，张桂芳.聚合物驱油微观机理研究[J].油田化学，2013（7）：57～58.
[关键词]聚合物驱；驱油效率；影响
中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0039-01
1.聚合物宏观和微观驱油机理
1.1 聚合物宏观驱油机理
高分子量的聚合物能够使驱替液变得粘稠，驱替液粘性增大。聚合物溶液的渗流特点不仅仅是简单的增加驱替液的粘度，而且还可以降低驱替液流动性但不显著影响油相的流动性，从而提高孔隙介质的阻力，增加驱替液的流动阻力系数，使液流动力不均匀性降低，从而提高油层的纵向和平面波及面积。所以，聚合物驱的主要作用就是扩大波及面积，聚合物驱能够比水驱提高最终采收率的主要原因是提高了中、低渗透层纵向和平面波及面积。
1.2 聚合物微观驱油机理
近几年来，石油工程领域取得一致观点：聚合物溶液之所以能够提高微观洗油效率那是因为聚合物溶液是粘弹性流体。王德民院士提出的残余油驱动理论解释了粘弹性聚合物溶液对提高洗油效率的作用机理。水驱后的残余油可分为：“柱状”残余油、“簇状”残余油、“膜状”残余油和“盲端”状残余油等。通过大量的实验研究表明，粘弹性的聚合物溶液驱替后，所有类型的微观残余油均减少，证实了微观驱油效率的提高与聚合物溶液的弹性有关。
由于聚合物溶液在岩石表面上的吸附，降低了驱替相渗透率，减小了油滴或油段的运移阻力，即降低了油相的渗流阻力，使得油相的运移速度加快。同时，由于聚合物溶液的较高粘滞力的作用，使得其很难沿孔隙夹缝或水膜窜进，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，避免了对油滴所造成的捕集和滞留。并且，由于聚合物有改变油水界面粘弹性的作用，使得油滴或油段易于拉伸变形，容易通过阻力较小的狭窄喉道，从而提高驱油效率。
2 聚合物的筛选及性能评价
2.1 聚合物溶液流动性
二类油层也可以开展聚合物驱，但聚合物驱油效果直接受聚合物相对分子质量与二类油层渗透率匹配关系的制约，所以必须根据二类油层的储层特点和孔隙结构特征，研究聚合物分子量与地层渗透率的匹配关系。通过测定不同分子量、不同浓度聚合物溶液在不同渗透率的二类油层岩心中的阻力系数和残余阻力系数，筛选出适合不同类型二类油层匹配的聚合物分子量及浓度。
流动特性机理。聚合物溶液在多孔介质中的传播受到聚合物分子本身大小，多孔介质的孔隙结构和聚合物分子相互作用的控制。由于聚合物分子的纤维特性，加上它的延伸和缠绕能力，使得相对分子质量成为其性能的重要影响因素，相对分子质量越大，分子间的作用越强，增粘效果越好。当然如果聚合物分子量过大，发生堵塞，阻力系数就会随着注入孔隙体积的增加而持续增高；如果阻力系数随注入体积的增加，起初上升速度快，而后逐趋平缓并直到平衡，这说明没有发生堵塞。
2.2 聚合物体系的粘弹性
王德民等学者通过实验室岩心驱油实验，对水驱后的不同残余油类型进行了研究，指出：聚合物可增进注入水的粘度，改善油水流度比，扩大注入水在油层中的波及体积而驱替出残余油；聚合物溶液的弹性表现在对残余油具有很强的“拉、拽”作用，从而提高驱油效率而驱替出残余油。可见聚合物的粘弹性是分析驱油体系驱油效果的重要因素。因此，测量了聚合物体系的粘弹性。
3 等速注入的效果影响
3.1 交替次数的影响
对干交替次数的影响。采用两种方案进行对比分析。选定相同尺寸的段塞，在第一套方案中，交替一次将两种不同的等粘聚合物溶液注入，结果得到了35.08%的化学驱采收率和45.9%的水驱采收率，达到了80.98%的总采收率。在第二套方案中，交替四次将两种不同的等粘聚合物溶液注入，得到了36.23%的化学驱采收率和45.79%的水驱采收率，达到了82.02%的总采收率。经过对比，提升了1.15%的化学驱采收率。虽然水驱采收率有了轻微的下降，但是总采收率依然提升了1.04%。由此可见，如果粘度相同，通过交替注入，能够在不同的渗透率层当中注入不同分子量的聚合物溶液能够提升驱油效率和波及体系。同时，聚合物分子能够更为有效的进入低渗透层和中渗透层，使波及体积能力得到提高。
3.2 聚合物溶液浓度的影响
在2500万聚合物当中，如果聚合物溶液浓度为每升1500毫克，化学驱采收率为33.99%，水驱采收率为45.85%，总采收率为79.84%。如果聚合物溶液浓度为每升2500毫克，化学驱采收率为36.83%，水驱采收率为46.95%，总采收率为83.78。经过对比，化学驱采收率提升了2.84%，总采收率也有了3.94%的提升。而在1900万聚合物当中，如果聚合物溶液为每升1500毫克浓度，能够达到26.03%的化学驱采收率、46.48%的水驱采收率，总采收率达到72.51%。如果聚合物溶液为每升2075毫克浓度，能够达到34.28%的化学驱采收率、46.48%的水驱采收率，总采收率达到80.46%。由此可见，在不同聚合物溶液浓度下，水驱采收率不会发生太大的变化。在聚合物溶液浓度不断提高的过程中，聚合物用量增加，同时也提升了化学驱采收率和总采收率。
4 恒压注人的效果影响
4.1 剪切的影响
在2500万聚合物当中，采用粘度减半的溶液和原溶液进行对比实验。结果显示，如果没有剪切聚合物粘度，化学驱采收率和水驱采收率分别为34.48%和45.54%，总采收率达到80.02%。如果粘度减半，则化学驱采收率和水驱采收率分别为31.86%和45.69%。对比可知，当粘度减半，化学驱采收率和总采收率分别下降了2.62%和2.47%，聚合物溶液的驱油效率明显降低。究其原因，是因为当聚合物粘度下降，其弹性也会随之下降。此时聚合物的驱油效率提升能力、波及体积扩大能力等，都有所下降，因而采出程度自然有所降低。此后，在1900万聚合物当中，也进行了相同的实验，结果证明了之前实验的准确性。
4.2 注入壓力的影响
在实验当中，如果以0.117兆帕斯卡的压力注入聚合物，会得到26.57%的化学驱采收率和73.91%的总采收率。如果以0.439兆帕斯卡的压力注入聚合物，会得到28.39%的化学驱采收率和75.16%的总采收率。如果以0.621兆帕斯卡的压力注入聚合物，会得到30.62%的化学驱采收率和75.95%的总采收率。经过对比发现，第二套方案与第一套方案相比，提升了1.82%的化学驱采收率和1.25%的总采收率。第三套方案与第二套方案相比，提升了2.23%的化学驱采收率和0.79的总采收率。由此可见，在注入压力提升的过程中，会逐渐提升化学驱采收率和总采收率，但是增加幅度会逐渐下降。
4.3 聚合物溶液浓度的影响
在2500万聚合物当中，在每升1500毫克浓度下，以每天1.56米的速度注入聚合物，会得到35.85%的化学驱采收率。在每升2500毫克下，以每天1.12米的速度注入聚合物，会得到38.47%的化学驱采收率，提升了2.62%。在1900万聚合物当中，在每升1000毫克浓度下，以每天4.49米的速度注入聚合物，会得到30.62%的化学采收率。在每升2075毫克的浓度下，以每天1.77米的速度注入聚合物，会得到36.37%的化学驱采收率。在每升2500毫克的浓度下，以每天1.37米的速度注入聚合物，会得到37.32%的化学驱采收率。相比之下，第二套方案比第一套方案提高了5.75%的化学驱采收率，而第三套方案比第一套方案提高了6.61%的化学驱采收率。由此可见，如果聚合物浓度上升，平均注入速度会降低，注入时间就会增加。在提升注入速度的情况下，其注入质量将会下降，从而使聚合物溶液的窜流速度加快，其利用率自然降低。
参考文献
[1] 王德民，程杰成，吴军政，等.聚合物驱油技术在大庆油田的应用[J].石油学报，2015，26（1）：74～78.
[2] 王长生，王彤，王晶华.聚合物驱采油井受效阶段动态分析图[J].石油钻采工艺，2014，21（2）.
[3] 黄延章，于大森，张桂芳.聚合物驱油微观机理研究[J].油田化学，2013（7）：57～58.