油田企业聚合物驱油的性能评价研究

油田企业聚合物驱油的性能评价研究

绳敏

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摘要：我国大部分油田均已进入三次采油阶段，为了保证石油采收率，需要对三次采油技术的真实性能进行评判，为此提出油田企业聚合物驱油的性能评价和测试方法，该方法首先构建出聚合物驱油的评价模型，即对聚合物、碱以及表面活性剂的用量和转化情况详细说明和计算，同时探究出影响聚合物驱油的影响因素，将影响因素的影响力控制到最低，最后在此情况下对聚合物驱油的性能进行评价，其中包含增粘性、耐温性、热稳定性、驱油效率以及非均值岩心模型的分流量，根据以上指标综合判断出聚合物驱油的真实能效。

关键词：三次采油技术；聚合物驱油；聚合物反应；采油率；溶液粘度；

1引言

油井在三次采油过程中[1-2]，针对聚合物水溶液驱油的关键要求是聚合物耐温、抗盐以及粘度能够保持不变[3]，且部分的水解聚丙烯酰胺即使其水溶性较好，且带有符合要求的粘度，但其分子链上的COO-也会对盐等产生极其强烈的反应，导致驱油过程中水中粘度快速下降，为了探究聚合物驱油的真实情况和实际效用[4]，对其性能进行评价。

2聚合物驱油测定方法

2.1聚合物反应时间对单体转化率的影响

假设聚合物驱油反应时，单体的总含量是15%，疏水单体总含量为1%，离体性单体含量为20%，引发剂含量为0.18%，在此基础上添加表面活性剂10%，在温度为50摄氏度下进行共聚反应，记录并观察共聚反应时间对单体转化率的影响情况。

根据实验结果可以看出，聚合物在共聚反应初始阶段，单体转化率会随着反应时间的推迟而渐渐提升，但到达一定峰值后，单体转化率会逐渐走向平稳状态，单体转化率在10小时之后，其转化率已经到达96%以上，此时已经到达聚合物驱油的要求，因此将共聚反应控制在8~10小时之内最佳。

2.2反应温度对共聚物性能的影响

聚合物驱油的共聚反应实际上是水溶液的聚合，因此该技术对反应温度的要求极为苛刻，不符合要求的温度会直接影响聚合反应的速度，且反应所生成的产物也会随着反应速度的增大而降低，因此反应的温度也会影响产物的表面粘度，保证其他条件不变，仅仅观察反应温度对共聚产物粘度的影响，

根据分析结果可知，为了降低偶然性，分别在两种环境下研究温度对聚合物粘度的影响，分别是蒸馏水以及标准盐水，由图中数据可知，两种溶液下聚合物的表面粘度变化情况基本已知，均是先随着温度的升高其粘度也在逐渐升高，但到达一定峰值后，其粘度会随着温度的升高而降低，根据图中数据可知温度的临界值为50℃，，当温度小于临界值，就会导致引发剂的分解速度因温度的升高而升高，从而出现自由基速度增加的情况，随即出现聚合物反应速率增大以及单体转化率增加的现象，但温度大于临界值，引发剂分解速率和自由基都会速率俊辉加快，导致最终生成的产物分子量降低，则聚合物溶液的粘度随着下降，因此最佳聚合反应温度是50℃。

3聚合物驱油的性能评价

已知聚合物驱油加强采油率的原理是增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积，因此对该技术的增粘性、耐温性、耐盐性以及热稳定性进行详细说明。

根据实验油田的需要，选用的是三元共聚物L100、L05，该产品均是室内合成品，经过烘干处理后形成白色粉末，其直径在0.2~1.2毫米之间。

3.1增粘性

已知聚合物样本溶液的粘度和溶液的浓度之间成正比，两者之间的关系如表1所示。

表1聚合物粘度和浓度的对应关系

通过此对应关系合成的聚合物其粘性十分优良，且在相同环境下，当聚合物浓度增多，原油单位体积内的分子也会随之增多，导致分子之间的作用力加大，从而造成发生位移时摩擦力变大的情况，进而是的聚合物粘度增大，为了更加直观的看出聚合物驱油的增粘性，用图像进行描述。

3.2耐温性

聚合物样本的粘度均会随着温度的升高而稀释，两种聚合物粘度的下降程度基本已知，根据图中可知，在试验温度区间，最高温度的粘度和最低粘度之间的保持率变化情况再60%左右，这即可证明三采技术中合成的聚合物即使处在高温下，也能保证石油开采所要求的聚合物粘度，证明此技术的耐温性好。

3.3热稳定性

热稳定性是评判聚合物驱油的关键指标，仅仅针对已经合成的聚合物进行热稳定性试验，将合成后的聚合物样本分别将其稀释成1500mg/L以及2000mg/L，将其放入真空状态下的容器中，并对其进行90℃的烘烤，整个周期持续120天，设定周期提驱样本并测量出两个样本的溶液粘度。

根据实验结果可知，相同浓度的不同样本溶液之间的老化曲线十分接近，在老化的初始阶段，聚合物溶液粘度和老化时间之间成正比，但当粘度到达其峰值后，老化时间和溶液粘度之间成反比，1500mg/L和2000mg/L溶液的粘度小于原始粘度的老化时间分别是

40天以及95天，根据实际情况计算出，经过老化后，1500mg/L下L00和L05的粘度保留率分别为61.8%以及59.0%，2000mg/L下L00和L05的粘度保留率分别为85.2%以及83.3%，根据实验结果可总结出，合成后的聚合物具有长期且稳定的热稳定性。

3.4驱油效率

在试验油田中选取出最具代表性的油藏，已知该油井岩心的平均渗透率在0.60μm2，经过烘干、称量后在95摄氏度的恒温环境下构建出束缚水饱和度，在20ml/h的固定流量下使用地层水驱油，直至油藏层的含水量到达100%，在此情况下，继续向油藏层注入1500mg/L的聚合物水溶液0.4PV，保证水驱至含水率到达100%，从而完成石油的三次开采，实验结果如表2所示。

表2 1500mg/L聚合物水溶液岩心驱油效果

根据实验结果可知，通过合成后的聚合物水溶液进行三次开采可以有效的加强石油的采收率，且较水驱，聚合物驱油可以在水驱基础上进一步提高，L00提高16.90，L05提高了10.87，由此证明该技术的驱油效率较为显著。

3.5非均值岩心模型的分流量

将聚合物驱油体系注入到油藏层后，高渗模型产液的比例随之降低，最低已经到32.7%，对应的低渗模型产液的比值随之增大，峰值为67.3%，由此可说明岩心的非均质性获得十分显著的提升，即使最后转换成水驱，聚合物驱油体系也能带有十分良好的调整非均质性能力。

4结束语

随着油田使用的强化剂浓度的增强，聚合物驱油体系的粘度以及粘弹模量也随之增大，经过对聚合物驱油影响因素的分析以及对聚合物驱油的各项评价指标的分析，得出其热稳定性良好、驱油效率佳，且该体系能够有效封堵高渗透层，从而显著改善油井岩心的非均质性，该技术自身带有持续性的剖面调整以及驱替能力。

参考文献

[1]王欣然,杨丽娜,王艳霞等.海上双重介质油藏三次采油提高采收率实验研究[J].断块油气田,2022,29(05):704-708.

[2]刘立军.油田三次采油中重烷基苯磺酸盐的应用[J].化工设计通讯,2022,48(05):23-25.

[3]陈丽君,何宏,元福卿等.耐温抗盐聚合物在多孔介质中的渗流规律及驱油效果[J].中国科技论文,2022,17(09):1001-1007.

[4]徐辉,宋敏,孙秀芝等.新型耐特高温抗水解型聚合物驱油性能[J].油气地质与采收率,2021,28(04):101-106.

[5]陈涛平,毕佳琪,孙文等.五点法井网CO_2-N_2驱前置CO_2段塞尺寸优化[J].西部探矿工程,2022,34(10):67-70.