抗温耐盐驱油用聚合物研究现状..doc

抗温耐盐驱油用聚合物研究现状 我国于60年代开始三次采油技术的研究，在80年代以后，三次采油技术得到了高速发展。我国油藏大部分是陆相湖盆沉积，地层条件错综复杂，油层非均质性严重，层系间和层内渗透率差异较大，有着适应聚合物驱油的广泛应用前景。根据我国提高石油采收率方法的筛选、潜力分析及发展战略研究，认为目前聚合物驱是可以大规模工业化应用的主要三次采油技术。由于聚合物驱在我国具有的巨大潜力，“三次采油新技术”连续列为“七五”以来国家重点科技攻关项目，特别是有关采油用剂的研究备受重视。聚合物驱工业化在我国已经取得了巨大的成功。我国先后在大庆、大港、胜利、河南和新疆等油田进行了聚合物驱的矿场试验以及工业化推广应用，尤其是在大庆油田，经过十年的矿场工业化扩大试验后，2002年聚合物驱油产量已占到其总产量的20%，已经成为保持稳产的主要措施之一。 常用的驱油聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）及其衍生物。HPAM亲水性强，易与水形成氢键，易溶于水，水化后具有较大的水动力学体积，起到增粘作用，由于引入了 ，分子链间发生电性排斥作用，使分子链伸展，可以获得更大的水动力学体积。但由于分子链为柔性链，在水溶液中表现为无规线团构象，在高温、高矿化度的盐水中，分子链发生卷曲，粘度大幅度下降，使聚合物溶液增粘作用明显丧失，并且柔性链易于机械降解，使其应用范围受到了较大的限制，不能很好的满足高温、高矿化度地层驱油的要求。因此，近几年来，国内外对抗温耐盐驱油聚合物的研究非常活跃，取得了一些进展。 1 驱油用聚合物的基本要求 2.1聚合物驱油法 聚合物驱油是指将水溶性高分子量的聚合物添加到注入水中，以提高注入水黏度、降低驱替介质的流度改善水驱，从而提高原油采收率的方法。与一般水驱相比，聚合物驱油可以加速采油过程，改善经济效益，在化学驱油中注入工艺及设备较简单、成本较低。 聚合物注入油层中，将会产生两种重要作用：一是增加水相黏度，二是聚合物的滞留引起油层渗透率下降。因此，聚合物注入油层后，将产生两种作用机理：一方面是控制水淹层段中水相流度，改善水油流度比，提高水的实际驱油效率；另一方面是降低高渗透率的水淹层段中流体的总流度。低渗透率层段见水线推进速度差，调整吸水剖面，提高实际波及系数。黏度越高，残余阻力系数越大，驱替相的流度就越小，驱替相与被驱相流度比就越小，聚合物驱扩大油层宏观和微观波及效率的作用就越大，采出值就越高。 1.2常用驱油聚合物 可用于驱油的聚合物包括以丙烯酰胺类为主的合成聚合物、双亲聚合物、天然改性聚合物和生物聚合物。由于天然改性产品热稳定性差，生物聚合物成本高，使其进一步推广受到限制，所以聚丙烯酰胺类聚合物在驱油中获得了广泛应用。 目前国内外油田聚合物驱中经常使用两种类型的聚合物，一种是合成聚合物HPAM，另一种是生物聚合物黄胞胶（XC）。由于黄胞胶注入性与耐温性差，且价格非常昂贵，因而未能在油田得到广泛应用。聚丙烯酰胺类聚合物由于其价格相对便宜、增粘性能良好等原因大量应用于三次采油中。 （1）部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）: （2）生物聚合物黄胞胶（XC）： 1.3驱油用聚合物基本特征与性能要求 驱油用聚合物应具备以下基本特征： （1）高分子量：一般驱油用HPAM的分子量为1千万到几千万； （2）多分散性：HPAM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； （3）几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、支型和体型三种形态； （4）物化性能稳定：HPAM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。 通过对聚合物驱油机理的分析，新型水溶性聚合物的性能指标主要是在于增加油水流度比即具有增粘性。另外，聚合物溶液由于要在地层条件下能通过多孔介质运移传播，并最终被采出地面。所以还应具有滤过性、粘弹性、稳定性以及无污染性等。 （1）水溶性：这是聚合物能否应用于石油开采的首要条件，通过水分子和聚合物的极性侧基之间形成氢键使其溶于水。水溶性聚合物最终应用时都要配制成驱替液，溶解过程中可能形成的超分子聚集或微凝胶，都会降低注入性能，引起地层伤害。 （2）增粘性：较低浓度下就具有较高表观粘度的水溶性聚合物。 （3）剪切稀释性和触变性。在泵送聚合物溶液时，聚合物溶液的粘度能降低以节省泵功率，即聚合物溶液应具有剪切稀释性。另外，聚合物溶液被注入地层后，粘度恢复起到增粘的作用，即触变性。 （4）粘弹性：聚合物驱替液通过多孔介质时，具有一定的粘弹性，分子链可以拉伸收缩带出一部分未波及到区域（如R端）的残余油，提高驱油效率。 （5）稳定性：由于聚合物溶液需要长期处于地层环境中，一般见效期在半年以上。因此聚合物溶液在地层应具有长期稳定性，包括与地层水、岩石及粘土矿物的配伍性，以及剪切稳定性、化学稳定性、热稳定性和生物稳定性。 （6）环保性：聚