摘要：聚合物在油田上应用比较广泛，并取得了显著的驱油效果。在应用效果上表现为：油田采收率得到显著提高；油藏的非均质性的到改善；聚合物的采出程度得到提高。本文论述了油田聚合物驱油效果和原油的粘度、油藏的含水率以及高渗透率的夹层等因素之间的关系。对今后提高油田聚合物的驱油效率，提供指导意义。
关键词：聚合物 驱油技术 应用
一、引言
聚合物驱油技术经过多年潜心研究，从初期的先导性矿场试验到后来的工业性矿场试验，现在已经进入工业应用阶段。在此期间还成立了评价聚合物驱领域的一些技术应用，形成了聚合物驱油的配套技术，为聚合物驱的大规模应用奠定了坚实的基础。随着注聚合物规模的扩大，也暴露出一些问题。譬如注聚对象逐渐恶化、区块含水率下降等，这些问题对聚合物驱的采收率产生一定影响。因此要搞清影响聚合物驱油效果的主要原因，及时有效的做出调整，降低成本，提高聚合物的驱油效率。
二、聚合物乳液的流变特性与粘弹性
1、流变特性
传统的驱油机理认为，聚合物的粘性特性是提高驱油效率的主要原因。在聚合物驱油过程中，聚合物溶液的流变特性不仅直接影响其驱油效果，而且影响其渗流特性。无论是对聚合物驱油效果的评价，还是对油井产能的预测，都必须首先研究聚合物溶液在渗流过程中的流变特性。聚合物流变性是指其在流动过程中发生变形的性质，主要体现在有外力场作用时，溶液粘度与流速或压差之间的变化关系。高分子的形态变化导致了聚合物溶液宏观性质的变化。
聚合物溶液通常具有高粘性，这是它的主要特征之一。产生高粘性的原因有：
1）聚合物的分子所占体积较大，阻碍了介质的自由移动；
2）大分子的溶剂化作用，束缚了大量的“自由”液体。大分子链在溶液中呈规则松散线团状存在，线团内充满溶剂，大分子又具有很厚的溶剂化膜，致使水动力学体积庞大，流动阻力大；
3）大分子间的相互作用。当聚合物溶液达到一定质量浓度后，由于分子链很长及分子间的作用力，使分子间发生缔合或相互缠结形成一定的拟网状结构，因而溶液的流动阻力增大。
2.粘弹特性
典型的粘性体服从牛顿流体定律，典型的弹性体服从虎克定律。粘弹性流体与粘性流体主要区别：（1）粘弹性流体可以“拉动”其后面的流体；粘性流体只能“推”，不能拉。（2）去掉外力后，弹性体可以全部恢复其形状；粘弹性流体可以部分恢复；粘性流体不能恢复。（3）在外力作用下，流体会产生与外力方向相同的变形（或位移）；弹性体和粘弹性流体除产生上述与外力同方向的变形（或位移）外，还会产生一个与外力方向相垂直的力，即法向力，使粘弹性流体各方向上的应力不相等，产生法向应力差。拉伸时，与拉伸方向（主应力）相垂直的应力小于主应力。流体运动时的流体方向就相当于拉伸方向。根据水力学的原理，粘性流体各方向上的应力相等，因此不会产生法向应力差。
聚合物不但能构扩大波及体积，而且还能够提高微观洗油效率，从而驱动不同类型的残余油提高采收率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在聚合物驱油过程中，扩大波及体积和弹性对提高驱油效率的作用大约应各占50%。而在多数矿场聚合物驱方案设计时着重考虑了聚合物溶液的粘性，而忽略了弹性对提高聚合物驱油效率的作用，因此，为提高化学驱的采收率，除了考虑聚合物的粘性作用外。
三、聚合物驱油机理及影响因素
宏观方面，聚合物是一种将少量该物质加入水中就极大能增加注入水粘度的物质。聚合物驱主要是利用聚合物增加注入水粘度，降低油水流度比，提高波及系数。首先，改善了流度比，从聚合物的流变性可看出，在水中加入聚合物后，水的粘度明显增大，并且聚合物的浓度越大，粘度也越大。另外，当岩石表面亲水时，聚合物容易吸附在岩石表面，注入水从吸附层表面通过时，吸附层薄膜发生膨胀，从而降低了水相的有效渗透率，当油与吸附层接触时，就不会发生膨胀现象。因此在含油饱和度很低的油层内，使用聚合物可显著地降低水的流动度，增加波及系数，从而改善原油采收率。
其次，抑制注入液突进、扩大面积波及效果。由于沿主流线方向突进的聚合物溶液有较高的粘度及聚合物的吸附、捕集，降低了水相渗透率，从而沿主流线方向，聚合物驱的流体流速相对水驱减弱。在主流线两翼方位上，尽管也有聚合物溶液的影响，但浓度相对较低，影响较小，由于聚合物驱主流线部位相对于两翼部位的压力梯度大于水驱，因此聚合物驱流体流速相对水驱量值大，且更加偏向两翼方向。因此，扩大了向两翼方向的波及作用，增大波及面积，加深波及程度。
微观驱油方面，首先残余阻力存在、水油流度比降低，使聚合物能够驱替簇状残余油。聚合物驱，增加了驱替相的粘度，降低水油流度比，而且由于聚合物分子量相当大，在岩石中产生滞留，增加了驱替相流体在孔隙介质中的流动阻力，引起了水相渗透率的下降，使油水流度比进一步降低，从而提高了微观波及系数，将水驱后的簇状残余油驱替出来。
其次，剪切应力的增加，使聚合物能够驱替孤岛状、膜状残余油。当聚合物溶液和注入水分别流过孤岛状、膜状残余油表面时，聚合物溶液作用在残余油上的剪切应力将远远大于水在其上的剪切应力，所以，聚合物能够将部分孤岛状残余油和膜状残余油驱走。
聚合物驱油过程也受到诸多因素的影响：
（1）聚合物相对分子质量对驱油效果的影响。在浓度相同及地层注入能力允许的条件下，较高相对分子质量的聚合物溶液具有较高的粘弹性，驱油效果较好。
（2）聚合物溶液粘度对驱油效果的影响。聚合物溶液的粘度对于其驱油效果有很大影响，它是聚合物溶液改善流度比、扩大波及体积的主要参数。一般情况下，如果聚合物类型相同，聚合物溶液浓度越高，则其粘度越大，驱油效果越好；如果聚合物类型不同，当聚合物具有相同的粘度时，驱油效果相近。
（3）聚合物溶液注入速度对驱油效果的影响。聚合物溶液注入速度对粘性粘度和弹性粘度有很大影响。粘性粘度随速度的增加而降低，弹性粘度随速度的增加而增加。
五、结论
1.聚合物驱在油田的工业化应用是比较广泛的，并取得不错的驱油效果。
2.影响聚合物驱效果的主要因素包括原油的粘度、油藏的含水率以及高渗透率的夹层等因素，其中油藏含水率是影响聚合物驱效果的最重要因素，只有将影响因素最优化，才能使聚合物驱油的效果达到最大化。
参考文献
[1] W.利特马恩.聚合物驱油.杨普华，杨育森译.北京：石油工业出版社.2001：2～2.
论文作者:李宇锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/20
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