N 开发区注聚合物段塞优选研究

大量研究表明，聚合物驱油既能扩大波及体积,又能提高驱油效率，是一种有效的三次采油方法[1-4]。近年来，诸多学者对聚合物驱进行了一系列研究，夏惠芬等[5]研究了水解聚丙烯酰胺溶液的黏弹性，认为聚合物黏弹性越大，携带出的残余量越大，驱替效率越高；杨付林等[6]通过室内模拟，进行了一元驱注入时机、聚合物段塞和相对分子质量对驱油效果的影响研究，认为聚合物质量分数越高,采收率越大；胡锦强等[7]研究了高浓(2 500 μg/g)溶液与常浓(1 000 μg/g)溶液的2 500 万相对分子质量抗盐聚合物对三管并联岩心驱替效果，认为高浓聚合物溶液在改善油水流度比、扩大注入流体波及体积、调整吸水剖面以及提高微观驱油效率的能力均高于常浓聚合物溶液；吴文祥等[8]研究了低、高浓聚合物转换注入对提高采收率的影响，强调了高黏弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的作用。以上研究明确了高分子高浓聚合物在聚驱提高采收率方面的优势，提高采收率效果显著。但目前的研究成果更依赖于高相对分子质量、高质量分数单一聚合物段塞（如相对分子质量2 500 万的讨论），对组合段塞（包括相同相对分子质量组合和不同相对分子质量组合）的研究不够深入，且方案选择上仅考虑高分子高浓聚合物对提高采收率的优越性，而未对整个注聚期聚合物总用量和注聚后注压快速上升等因素进行综合考量。本文通过对大庆油田N 开发区常用相对分子质量为2 500 万和700 万聚合物溶液进行了单段塞、相同相对分子质量不同质量分数三段塞和不同相对分子质量不同质量分数双段塞注聚进行实验研究，以明确各组合段塞的驱替效果，在实现高采收率的同时，努力降低注压和减少聚合物用量，实现降本增效目的。

1 N 开发区概况

N 开发区聚驱目的层葡I3 层属于分流平原相和内前缘相沉积，储层岩石以细砂岩为主，颗粒范围0.05～0.42 mm，粒度中值0.120 mm，平均孔隙度29.41%。地面脱气原油密度0.851 0 g/cm3，原油地面黏度13.9 mPa·s，地下原油黏度6.7 mPa·s[9]，蜡质量分数21.5%，胶质量分数10.7%，体积系数1.115，饱和压力7.08 MPa，原始气油比42.9 m3/t。天然气相对密度0.618 1，CH4质量分数87.63%，CO2质量分数0.77%[9]。油田水属NaHCO3型陆相生成水，表现为Cl-、K+、Na+、HCO-3离子含量高，Ca2+、Mg2+离子含量稳定，稀有元素和环烷酸含量少等。

2 聚合物段塞优选实验

2.1 制作人造岩心

原料：石英砂，环氧树脂E-44，邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺、丙酮、石油醚(以上均为化学纯)。制备后，用取芯钻头钻取直径为2.5 cm，长10 cm 的柱状岩心，用环氧树脂对模型浇铸和密封，两端接装出入口。

外加黏土的选择：为了使实验中人造岩心模型的黏土含量更加接近目的储层的人造岩心，选择在人造岩心中加入适量的蒙脱石或者高岭土。利用离心法测定两种黏土与注入水的膨胀率，蒙脱石与注入水发生水敏膨胀，而高岭土不发生水敏情况。因此，为了避免水敏的发生，在制作岩心的时候，掺入适量高岭土来模拟油层情况。

耐压实验：对长方体状岩心模型密封后进行气体试压，以保证实验过程中不渗不漏。试压压力≥1.0 MPa 合格，能保证岩芯侧面和端面具有良好的密封性。

2.2 单一段塞聚合物驱油实验

2.2.1 实验条件

（1）实验目的：通过驱替实验，了解不同相对分子质量、不同质量分数聚合物对N 开发区葡I3 油层的驱油效果，优选单段塞聚合物注入相对分子质量和质量分数。

（2）实验用水：用水为大庆采油五厂葡I3 油层现场实际注入深处理污水，使用前分别经0.2 μm 微孔过滤，除去杂质。其阴离子总质量分数为68.29 μg/g，总矿化度为4 972.80 μg/g。

（3）实验用油：来自现场原油和煤油配制，45 ℃条件下黏度为6.6 mPa·s[10-11]。

（4）实验温度：45 ℃。

采用相对分子质量为700 万抗盐聚合物和2 500 万超高相对分子质量聚合物(污水稀释至质量分数分别为800、1 000、1 200、1 500、2 000 μg/g），聚合物质量分数与黏度关系见图1。由图1 可知，与2 500 万超高分子聚合物相比，相同质量分数下700万相对分子质量抗盐聚合物的黏度更高，这主要是因为抗盐聚合物分子易聚集成片状结构，具有很强的包裹和吸附水分子能力，其溶液具有很好的增黏效果[10-12]。此外，除了普通聚合物的分子间物理缠绕外，抗盐聚合物分子间还受范氏力和分子间缔合作用力作用[12]，使其黏度更高。

文章来源：《分子科学学报》 网址: http://www.fzkxxbzz.cn/qikandaodu/2020/1222/471.html