油田化学：化学驱油技术
提高波及系数
•影响因素：不均质性、水油流度比
•提高波及系数的主要方法：改变驱油剂、油的流度。
•流度是流体通过孔隙介质能力的一种量度
提高洗油效率的主要方法
Ø改变岩石表面的润湿性
Ø减小毛细管阻力效应的不利影响
Ø驱油剂的流度远大于油的流度，驱油时，驱油剂沿高渗透层突入油井，为提高驱油剂的波及系数，必须减小驱油剂的流度和（或）增加油的流度。
Ø提高洗油效率:主要方法是改变岩石表面的润湿性和减小毛细管阻力。
化学驱油法（化学驱）
Ø聚合物驱油法（聚合物驱）
Ø表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）
Ø碱驱油法（碱驱）
混相驱油法（混相驱）
Ø烃类混相驱油法（烃类混相驱）
Ø非烃类混相驱油法（非烃类相驱）
热力采油法（热采）
Ø蒸汽驱油法（蒸汽驱）
Ø油层就地燃烧法（火烧油层）
Ø1聚合物驱
Ø2表面活性剂驱
Ø3碱驱
Ø4复合驱
聚合物驱是指以聚合物做驱油剂提高原油采收率的方法。以水溶性聚合物增加水相粘度、改善流度比、稳定驱替前沿的方法，
Ø也称为：
v聚合物溶液驱
v聚合物强化水驱
v稠化水驱和增粘水驱
主要是提高波及系数，适用于非均质的重质或较重质的油藏。渗透率越高，相对分子质量大的聚合物不堵塞地层。当渗透率低于20mD，使用低相对分子质量的聚合物。
二、聚合物驱最常用的聚合物
用于油层的聚合物有特定的要求：有好的增粘性能、热稳定性高、化学稳定性好、耐剪切、在油层吸附量不大。聚合物主链应为碳链(热稳定性好)，有一定量的负离子基团(增粘效果好)和一定量的非离子亲水集团(化学稳定性好)。
驱油用HPAM具有以下基本特征：
（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。
聚合物对水的稠化是由下列原因产生的：
（1）超过一定浓度，聚合物分子互相纠缠形成结构，产生结构粘度。
（2）聚合物链中的亲水基团在水中溶剂化（水化）。
（3）离子型聚合物，在水中解离，形成扩散双电层，产生许多带电符号相同的链段，聚合物分子在水中形成松散的无规线团，有好的增粘能力。
1、定义：盐对聚合物溶液粘度产生特殊影响（粘度降低）的效应。
2、原因：盐加入后，羧基与钠离子形成的扩散双电层受到盐的压缩作用，使链段的负电性减小，HPAM分子形成紧密的无规线团，因而对水的稠化能力大大减小。
最好用清水配注聚合物，且前后注淡水段塞。
聚合物通过增加水的粘度和在孔隙介质中的滞留，减小孔隙介质对水的渗透率，减小水油流度比，增加波及系数，提高原油采收率。
四、聚合物在多孔介质中的流动特性
聚合物溶液流过多孔介质渗透率降低，用残余阻力系数表示。
聚合物溶液流过多孔介质流动度降低，渗透率降低，形成残余阻力的原因是聚合物在孔隙介质中的滞留，滞留在多孔介质中有三种方式：吸附、机械捕集和物理堵塞。
1、吸附
聚合物吸附是指聚合物通过色散力、氢键、静电作用聚集在岩石孔隙结构表面的现象。NaCl浓度增加，吸附量增加;分子量增加，吸附量增加;温度升高，吸附量减小。见表3-1
影响吸附量的因素为：
(1)岩石的成分和结构。粘土矿物>碳酸岩>砂岩，
蒙脱石>伊利石>高岭石；
(2)高分子的类型、分子量及浓度。酰胺基的同一高分子，M大，吸附量大；
(3)水中含盐量、PH的影响。岩性相同，高分子相同，含盐量越高，吸附量越大，PH值越大吸附量越小；
(4)温度升高，分子运动加剧，吸附量减小；
(5)动态吸附小于静态吸附（存在高速流动脱附）。
2、机械捕集
聚合物捕集是指直径小于孔喉直径的聚合物分子的无规线团通过“架桥”留在孔喉外的现象（图4-2）。
高分子结构柔软，在高速流动时变长与流动线保持一致，容易进入比高分子直径小的孔隙，流速降低后应力松弛高分子恢复原状被捕集在孔隙中。
主要是高分子的结构，柔性高分子线团大，捕集作用大；孔隙小易捕集。
对低渗透层捕集是滞留(渗透率降低)的主要机理，对中等渗透层吸附是滞留(渗透率降低)的主要机理。
3、物理堵塞
物理堵塞是指高分子溶液中的各种水不溶物或高分子溶液与地层或地层中的流体发生化学反应生成沉淀物引起的堵塞，物理堵塞滞留是不可逆的。
三种滞留住往同时发生，特别是吸附和机械捕集。滞留量适当，有利于化学驱油，滞留量太大聚合物不能流动到预期的位置，影响波及系数，对化学驱油不利；滞留量太大造成地层损害。
4、聚合物溶液在多孔介质中的流变性
在注入井附近高剪切速率下表现出胀流性，剪切速率增大粘度增大。
五、选择驱油用聚合物的要求
基本原则:
ü(1)增粘性好。少量加入能增加溶液的粘度;
ü(2)热稳定性好。在地层温度下粘度不会大幅度下降;
ü(3)化学稳定性好。与地层水和注入水不起化学反应；配伍性好，不与地层Ca2＋、Mg2+等离子产生沉淀;
ü(4)滞留量少。在地层中吸附量少；
ü(5)抗剪切能力强。经泵和井眼时机械降解少;
ü(6)来源广，价格低。
目前常用的聚合物有三类：
1、合成聚合物。如聚丙烯酰胺PAM、部分水解聚丙烯酰胺HPAM、聚乙烯醇等；
2、天然聚合物。天然植物胶及其衍生物：羟基化瓜胶、改性海藻胶和纤维素衍生物，如羧甲基纤维素CMC及羟乙基纤维素HEC等；
3、生物聚合物。生物聚多糖类高分子化合物XC
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