聚合物驱最佳驱油速度的选择

聚合物溶液在孔隙介质中流动时,有效粘度、粘弹性、分子滞留量都是速度的函数。本文研究了聚合物溶液在孔隙介质中的流变特性,找出聚合物开始产生拉伸变形所对应的临界流速VC1以及开始出现胀流型特征的临界流速VC2。在此基础之上,通过驱油试验进一步研究过反对聚合物驱采收率的影响,认为存在一个最佳驱油速度范围,在此速度范围内采收率最高。     

聚丙烯酰胺驱替中的粘弹效应和油藏压力分布

在模拟油藏工程条件下进行了聚丙烯酰胺溶液岩心流动试验，当流体注入速度提高于某一数值时，聚合物溶液出现了粘弹效应，而且粘弹效应随注入速度的继续增大而增强。当注入速度进一步提高到数一数值范围，聚合物的粘弹效应趋于稳定。根据实际的油藏参数计算了合物驱替中的油藏压力分布。聚合物溶液在近井地带出现粘弹效应，但粘弹效应的出现不会导致注入压力的大幅度上升。     

聚合物溶液在油藏孔隙中的流动及微观驱油机理

研究了粘弹性聚合物溶液在盲端孔隙模型中的流动与驱替特性。微观流动实验和数值计算结果均表明，随着事物溶液粘性弹增强（Weissenberg数增大），在孔隙盲端及喉道中的粘弹性涡流加剧，涡流区域也随之扩大；计算得到的粘弹涡特征与Cochrane等给出的实验结果在定性规律上是一致性。这种粘弹涡可将孔隙盲端和喉道中的部位科油分散成油滴或油丝并携带至主流区，使之成为可驱动原油。所以，这种粘弹涡流效应是聚合物溶液提高微观驱油效率的重要机理之一。     

多孔介质的润湿性对聚驱稠油微宏观效率的影响

岩石表面的润湿性影响聚合物微观和宏观驱油效率。采用可视化微观模型和微观照相技术研究了强水湿和油湿多孔介质下聚合物微观驱油效率和驱替机理。分析了束缚水与稠油分别在两种润湿介质下的微观形态和分布对聚合物的吸附、滞留,连续性和非连续性流动,驱替前缘以及洗油效率的影响。微观模型实验结果表明,在水湿环境,地层水趋向分布于岩石骨架表面并在孔壁附近形成较厚的水膜,聚合物趋于附着在孔壁处,在这些区域聚合物的洗油效率较高;在油湿环境,束缚水主要以非连续相分布在孔隙介质中,聚合物溶液发生咬断效应,原油吸附在孔喉处,聚合物只能部分扫除原油,乳液的形成能辅助聚合物溶液驱替油相。聚合物在水湿介质的微观驱油效率明显高于油湿介质。岩心流动实验结果与微观模型分析一致,相同浓度的聚合物溶液在强水湿岩心前缘突破所需的时间长于油湿岩心,突破前缘更规整,水湿岩心和油湿岩心的水驱采出程度分别为21.5%OOIP和15%OOIP。聚合物在油湿岩心的"门槛"黏度较大。聚合物黏度为500mPa·s时,水驱后水湿岩心和油湿岩心的原油采收率增幅分别为23%OOIP和17%OOIP。     

孔隙介质中聚合物溶液的粘弹性及流变性

根据聚合物溶液在孔隙介质中的渗流理论，提出了确定其有效粘度的方法，导出了孔隙介质中包含粘弹性因素的聚合物溶液有效粘度与剪切速率的关系式，该式适用于较广的速度范围；实验证实，聚合物溶液有效粘度由弹性粘度和剪切粘度组成，孔隙介质性质及降合物溶液浓度对临界流变流速影响的研究表明，在油层流速条件下，聚合物溶液很可能出现拉伸流动和胀流型流变特征，因此在聚合物驱及数值模拟中应考虑粘弹性因素的影响。     

聚合物溶液在缩扩孔隙模型中流动的弹性粘度

将多孔介质视为缩扩孔隙模型,对聚合物溶液在这种模型中的流动总压降等于剪切压降和拉伸压降之和的假设下,用微元分析方法建立了表征聚合物溶液在缩扩孔隙模型中拉伸流动弹性粘度公式.用3种不同相对分子质量的聚丙烯酰胺(HPAM)溶液在人造岩心中的流动实验数据绘制了弹性粘度与Deborah数的关系图,关系曲线表明,当Deborah数大于0.02～0.03时,弹性粘度显著增大.由此推导的弹性粘度公式可用来表征聚合物溶液在多孔介质中拉伸流动发生的程度.     

用驱油效率实验优选矿场应用的聚合物分子量及用量

用不同分子量，不同浓度的聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）溶液在人造岩心上进行较系统的驱油实验。结果表明（１）分子量越高，或浓度越大，溶液的增粘性就越强，驱油效率也越高；（２）当分子量和溶液粘度相同时，驱油效率随残余阻力系数的增加而提高；（３）当注入溶液的孔隙体积一样时，每吨聚合物的增油量随溶液浓度的增加而下降，以岩心做的驱油效率实验为基础，用简便方法优选出适合河南油田的聚合物分子量为１４３０万，用量主３２０     

利用聚合物的粘弹效应调整吸水剖面的研究

在滞留有聚合物的岩心中,水的流动规律不符合达西定律.对含有滞留聚合物分子的岩心进行常规的水测渗透率试验.发现渗透率随流动压差或流速降低而降低,这一现象归结为岩心中滞留聚合物分子的粘弹回复效应.本文研究了粘弹回复调整吸水剖面的机理,提出了一种利用滞留聚合物分子粘弹效应调剖的方法,并对聚合物段塞体积与调剖深度的关系以及聚合物类型、溶液浓度、段塞注入方式和注入速度等四种因素对调剖效果的影响进行了研究.     

两性疏水缔合聚丙烯酰胺(AHAPAM)溶液孔隙介质流动行为研究

研究了AHAPAM溶液孔隙介质内流动过程的宏观与微观运移,及其在该过程中的聚集态变化和孔隙内溶液分布及变化特征;对流动过程中影响溶液黏弹性的因素进行分类和讨论.压力变化趋势表明,AHAPAM溶液孔隙介质传播分阶段进行,有效黏度前锋流速远低于体积流速;孔隙内溶液的波及效率和深度大于传统PAM溶液,且在剪切变稀区仍可提高波及效率.孔隙流动前后的溶液性质研究表明,入口效应、吸附和剪切作用是溶液黏度降低的主要原因,其中吸附逐渐达到饱和,剪切和入口效应稳定存在.孔隙内聚合物分布研究表明,溶液在孔隙介质中的微观运移不受压力影响,虽然速度缓慢,但可进一步提高波及能力.     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用

从微观驱油实验出发,研究了聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响,定量分析了聚合物溶液的弹性在驱油过程中对残余油的作用机理.研究结果表明,对于油湿盲端,随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率提高.对于水湿“盲端”,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率.如果“盲端”处的残余油为可动油,或有其他油滴流入“盲端”与残余油聚并,即可形成较大的可动油滴,用粘弹性流体驱替,可使“盲端”处残余油饱和度降低.对仿真类孔隙介质,聚合物溶液的粘弹性均可提高微观驱油效率.     

聚合物驱油粘性流体渗流的分形研究

针对聚合物驱油两相渗流过程中的指进现象,建立了平面可视的渗流实验装置与实验方法和图像及数据处理方法.以驱替的波及面积为主要参数,建立了分维计算方法,并通过不同粘度的驱替液的驱油实验,确证油水两相的驱替渗流过程是分维的,同时得出了分维数是和聚合物驱替液粘度间的函数关系.由五点法井网注采模型上进行的实验现象表明,随着聚合物溶液浓度增加其粘度也增加,驱油时其前缘的推进也愈均匀.定量计算结果表明,随着聚合物溶液粘度增加,分维数也增大.如用不含聚合物的清水驱替时,分维数是1.563,当用1500mg/L的聚合物溶液驱替时,分维数是1.791;当聚合物浓度为4000mg/L时,分维数增加到1.956,且很接近于完全波及时的极限值2.0.这表明:用聚合物溶液驱油,驱替波及过的地方“破碎”程度减小,波及效果增加.这一实验和理论计算结果表明,用聚合物溶液驱油时,在扩大波及系数的同时,还可提高波及效果.从微观上讲,聚合物驱还可以降低残余油饱和度,提高洗油系数,其量和聚合物溶液粘度有关.     

Effect of polymer solution structure on displacement efficiency

In this paper,a series of experiments,including atomic force microscope (AFM),environmental scanning electron microscope (ESEM),and core displacement tests were conducted to investigate the effect of p...     

不平衡对稠油驱替的影响

本文利用摄动法求解了考虑不平衡及毛管力因素时多孔介质中粘弹性非牛顿稠油的两相驱替问题，得到了分流函数及含水饱和度的渐近解析解，所得结果和经典的牛顿流体两相渗流结果进行了比较，并着重分析了不平衡因素对驱替的影响，分析表明：在一定条件下，水驱粘弹性稠油过程中的不平衡可以提高驱替效率，有利于稠油油田的开发。     

黏弹效应改善聚驱效果的数值模拟研究

根据前人实验研究成果，建立黏弹效应本构方程；以临界德博拉数法和临界黏弹流速法作为发生黏弹效应门限的判断方法，建立考虑黏弹效应的数学模型，提出了相应数值计算方法，用编制的软件，结合大庆油田聚合物驱实际，以对比计算方法研究了黏弹效应对聚合物驱油效果的影响。结果表明：聚合物驱油过程中的黏弹现象常发生于注入井与生产井的近井区域，能够起到提高采收率，降低含水率，抑制高渗层水淹的良好驱油效果。对比黏弹模型与原模型的分层吸水，产油，产油量变化，认为利用黏弹效应开发中，低渗层，可使之成为增产主力；生产井附近的黏弹效应可使中，高渗层产油能力反弹，能够提高驱油效果。图1表3参7（黎洪摘）。     

聚合物弹性微球乳液调驱实验研究

针对大多数油田存在非均质性严重、调剖效果不理想的状况，中科院理化所研制了一种暂命名为“聚合物弹性微球乳液”的新型调剖驱油剂。对这种新型用剂进行了3种岩心实验模拟研究:人造短岩心实验表明，在多孔介质中这种新型乳液具有良好的封堵性能和稳定性；人造长岩心实验表明，该调驱剂在多孔介质中呈现出良好的黏弹性和拉伸性，能够起到深部调剖作用；三管并联短岩心非均质实验表明，这种新型乳液不仅能显著地降低高渗通道的分流量，具有良好的调剖效果，还具有较好的驱油效率。对新型乳液不同浓度对驱油效率的影响也进行了研究，表明聚合物弹性微球乳液是一种具有潜力的调剖驱油剂。     

Experimental studying of pore morphology and wettability effects on microscopic and macroscopic displacement efficiency of polymer flooding

Pore morphology and wettability of a porous medium have dominating effects on microscopic displacement efficiency, and consequently on the ultimate oil recovery. To provide a better understanding of the effects of these parameters on microscopic displacement mechanisms and macroscopic performance of a polymer flood process, a comprehensive experimental study was conducted using five two-dimensional glass micromodels. A combination of three wettability conditions and five different pore structures was used in this study. The selected scenarios include four homogeneous synthetic pore networks at water-, mixed- and oil-wet conditions. A random network that represents the pore space in Berea sandstone was also used for further investigation.Image processing technique was applied to analyze and compare displacement mechanisms and displacement process efficiency in each experiment. Microscopic mechanisms, such as oil and polymer solution trapping, configuration of wetting and non-wetting phases, flow of continuous and discontinuous strings of polymer solution, polymer solution snap-off, distorted flow of polymer solution, emulsion formation, and microscopic pore-to-pore sweep of oil phase were observed and monitored in conducted experiments. Experimental results showed that water- and mixed-wet media generally have comparable and higher recoveries in contrast with oil-wet media. Moreover, the results confirmed a significant dependency on the pore structure and wettability of the media on both displacement mechanisms as well as oil recoveries. This experimental study illustrates the successful application of glass micromodel techniques for studying enhanced oil recovery (EOR) processes in a five-spot pattern, and also provides a useful reference for understanding the displacement mechanisms involved in a polymer flood process at different pore morphologies and wettabilities of porous media.