聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律及其提高驱油效率的机理

通过室内实验，测定了聚丙烯酰胺（HPAM）溶液在流变仪中的流变性，通过多孔介质的流变性和残余阻力系数，并用不同的浓度，注入速度和岩心渗透率进行了驱油实验，结果表明，随着浓度的增加，聚合物溶液的体相粘度、表观粘度和残余阻力系数增加，衰竭层厚度减小，驱油效率增加，注入速度增加时，聚合物溶液的衰竭层厚度降低，粘弹性增加，驱油效率增加，渗透率的增加能使驱油效率增加，对提高驱油效率起作用的是聚合物分子的缠结作用引起的表观粘度的增加或衰竭层厚度的降低，这种作用能使平行于油水界面的拉动残余油的力增加。     

黄原胶溶液在多孔介质中的渗流规律及其对提高采收率的作用

通过实验测定了黄原胶溶液在流变仪中的流变性，通过多孔介质的流变性和残余阻力系数，用不同的浓度，注入速率和岩心渗透率进行驱油实验。结果表明：随浓度增加，黄原胶溶液的体相黏度增加，浓度主于缠结浓度时，残余阻力系数随浓度的增加而增加，但衰竭层厚度，表观黏度和提高采率的幅度变化不大，同低于缠结浓度的情况相比，采收率保持较高的数值，最佳的黄原胶驱 度应稍高于缠结浓度。注入速度增加，黄原胶溶液的残余阻力系数下降，衰竭层厚度降低，采收率变化不大。渗透率增加能使采收率增加。对采收率提高起作用的是黄原胶分子的缠结作用下引起的表观黏度的增加或衰竭层厚度的降低，这种作用能使平行于油水界面拉动残余汪的力增加。图4表1参11（张宏方摘）。     

多孔介质中聚丙烯酰胺溶液流变性研究

研究了聚丙烯酰胺溶液在多孔介质中的流变特征；分析了聚丙烯酰胺溶液渗流过程中的粘弹性及其影响因素。结果表明，聚合烯酰胺溶液在渗流过程中，浓度和渗流速度对其粘弹性影响较大。该溶液为剪切变稀的假塑性流体，只在井底附近出现弹性行为，会影响井底压力梯度。     

聚合物在多孔介质中流动的实验和理论研究

本文对黄原胶／示踪剂段塞在胶结砂岩中的流动进行了广泛地研究。研究现象涉及到聚合物／示踪剂的扩散、排斥／不可进入体积，聚合物的吸附和粘性指进。在一些驱替中，存在有明显的非平衡效应。导出的宏观流动方程及其概念被用来模拟以上各种现象的行为。一种微观处理方法也得到发展，它半定量地描述了聚合物在多孔仙质中流动的一些特性。     

缔合聚合物在多孔介质中的渗流运移特征

为了探讨缔合聚合物在多孔介质中能否保持较高的有效粘度,并指导其矿场应用,进行了不同类型缔合聚合物溶液性能评价和物理模拟实验。测试了不同类型聚合物在不同的质量浓度和剪切速率条件下的增粘性能,在高质量浓度条件下,缔合聚合物的增粘性较常规驱油用聚合物好,但其表观粘度受剪切速率影响大。在多孔介质中的有效视粘度和渗流运移特征及驱油效果表明,具有超高相对分子质量且分子间存在缔合作用的聚合物表现出了较好的增粘性和在多孔介质中均匀的压力传递特征,其作为驱油剂具有较好的应用前景,而仅靠分子间缔合作用增粘的普通缔合聚合物作为驱油剂的应用有待进一步改进和完善。     

流经孔隙介质时聚合物稀溶液德博拉数的确定

德博拉数(N_Dc)是表征流体粘弹性的流变参数,可由实验测得的流体第一法向应力差■求出。但聚合物稀溶液的■数值太小,在一般流变仪上测不出。用半经验公式计算N_(De)的方法虽然简便,但应用范围有限。作者改装了威森堡锥板流变仪并用改装的仪器测定了聚丙烯酰胺稀溶液(1000mg/l)的N_(De)及表征流体由粘流型转变为粘弹型的临界德博拉数■,将实验结果与用半经验公式计算的结果进行了对此。结果表明,该半经验公式只适用于中等分子量(小于10×10~6)的浓度不大于1000mg/l的聚合物稀溶液,而对于高分子量(大于10×10~6)或较高浓度(大于1000mg/l)的聚合物溶液则误差较大,不宜使用。     

聚合物溶液的流变性及其在多孔介质流动中的应用

为了提高非均质油藏的采收率,近年来国内广泛开展了聚合物驱油的矿场试验,取得了明显的增油降水效果。聚合物溶液是非牛顿流体,即视粘度是流动过程的函数。现有的油藏工程计算,都是建立在牛顿流体为基础的水驱油之上,因此研究聚合物溶液的流变性及其在多孔介质流动中的应用,是正确进行聚合物驱油藏工程计算与分析、并指导矿场试验的前提和基础。     

两种聚合物在多孔介质中的渗流特性

疏水缔合水溶性聚合物(HAWP)是大分子链中含有少量疏水基团的水溶性聚合物，在模拟某一油藏条件下，研究了HAWP和ASG两种不同类型聚合物溶液在多孔介质中的渗流特性。研究结果表明，由于HAWP分子疏水基团发生分子间缔合作用，形成动态物理交联网络，HAWP溶液表现出很强的流度控制能力；在远离注入端的多孔介质中，HAWP溶液比ASG溶液具有更高的抗冲刷性和降低孔隙介质渗透率的能力。两种聚合物溶液在多孔介质中表现出的不同渗流特性与聚合物的分子结构有密切关系。     

基于聚合物溶液在多孔介质中的流变性研究

研究地下聚合物溶液的流变特性时,采用流变仪测量出的结果并不能表示其流变特性,本文采取设计实验的方法,分析了多孔介质中聚合物溶液的流变特性,以便于进一步提高聚合物驱的原油采收率。     

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。     

多孔介质中聚合物溶液衰竭层效应的计算

通过实验测定了聚合物溶液在流变仪中的流变曲线和流过多孔介质的流变曲线,用双流体模型和线形衰竭层模型计算了衰竭层效应.通过改变聚合物溶液浓度和岩心渗透率,计算了较宽浓度范围和渗透率范围内的衰竭层效应.结果表明:衰竭层厚度大小与聚合物分子的回旋半径级别相当;线形模型计算的衰竭层厚度高于双流体模型计算的结果.在聚合物浓度较低时,衰竭层厚度变化不大;浓度高于缠结浓度时,衰竭层厚度随浓度升高而降低.但是,即使浓度高至1500mg/L,衰竭层厚度对表观粘度的影响仍很大;衰竭层厚度与多孔介质的渗透率大小无关.因此,这种效应有利于聚合物在非均质油藏低渗透部位的流动,能起到扩大聚合物驱波及体积的作用.     

聚合物流变性实验研究

聚合物流变性是聚合物驱油设计理论基础, 应用DVⅢ旋转粘度计对聚合物流变性进行了系统研究。结果表明, 聚合物溶液呈现剪切变稀特性, 表观粘度是剪切速率、温度、质量浓度的函数, 同一温度下稠度系数随着质量浓度的增加而增加, 幂律指数随着质量浓度的增加而减小, 建立了描述聚合物溶液宏观流变性流变模型, 引进支持向量机的方法对聚合物的流变性进行预测, 预测结果与实际测量结果相一致, 为聚合物驱数值模拟、油藏动态预测和矿场工程设计提供了重要的依据。     

聚烯烃悬浮液制备和流变特性的研究

配制了2种不同悬浮基液的聚烯烃悬浮液,选择合适的分散方法,考察了聚烯烃颗粒粒度、聚烯烃固含量及剪切应力对悬浮液表观粘度的影响。2种聚烯烃悬浮液剪切速率和剪切应力的关系均符合Casson方程。用4个常用的相对粘度与固相体积分率关联式对实验结果进行验证,结果表明：对于异辛醇悬浮体系,Chong模型最适合;对于正丁醇悬浮体系,Eilers模型最适合。要配制较高固含量的聚烯烃悬浮液应选用正丁醇做悬浮基液。     

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��This paper explains and discribes viscoelastic effects in some polymer solution flowing through porous media under laminar flow condition. The value of critical Deborah number measured with Wisenbao plate-cone rheologic instrument ranges from 0.02-0.05. The author considers that the NDeo value limit and accuracy calculated by the equations of Bird and stated by Zimm theory should further be studed.     

交联聚合物溶液在多孔介质中调驱效果实验研究

用两种非均质填砂模型考察了交联聚合物溶液(LPS)的调驱效果。实验温度60℃;LPS由HPAM(300mg/L)、10%AlCit(37 5mg/L)、稳定剂(55mg/L)、矿化度1×105mg/L、含Ca2 800mg/L、含Mg2 200mg/L的标准盐水配成,在60℃反应3天后使用,粘度为2 35mPa·s(60℃,45s-1)注入量0 5PV;模拟原油60℃粘度12 4mPa·s。并联双岩心组调驱实验结果表明,岩心组渗透率级差较大时(14 9对5 74),进入低渗岩心的LPS比例较大(16%对2%),岩心组采收率提高幅度也较大(28 5%对21 0%)。仿五点井网井组(一注四采)平面非均质模型中渗透率递增的4个区域及全模型的水驱采收率分别为0%、1 77%、11 70%、15 60%及32 62%,注入0 5PVLPS后的采收率提高幅度分别为1 77%、2 34%、4 11%、6 03%及14 25%,即水驱采收率较高的区域注LPS提高采收率的幅度较大。调驱实验显示,LPS既具有深部调剖作用,又具有一定的驱油能力。表2参5。     

磁处理对聚合物溶液粘度的影响

对不同质量浓度（500，1000，1500mg/L)的HPAM水溶液在流速12cm/s、温度30℃、不同磁感应强度（150、300、400、500mT)和不同峰数（1、2、3、4峰）下进行了磁处理，测定了磁处理前后30℃时的溶液粘度，发现溶液浓度越高、峰数越多，则磁化增粘效果最好（最高达29．8％），但实验关系具有多值性特征，说明在将磁化技术用于聚合物溶液增粘时，须针对所用溶液筛选最佳磁化参数。在30℃、150mT、3峰条件下磁化的1000mg/L HPAM溶液，在30－90℃范围内的粘度均高于相应未处理溶液，即磁处理可提高溶液的热稳定性。在40℃、150mT、3峰条件下磁化的加入NaCl的1000mg/L HPAM溶液（其粘度较不加盐的相应溶液下降90％以上），磁化增粘幅度随加盐量增加（10－120g/L)而减小，表明磁处理可提高溶液的抗盐性。在30℃、150mT、3峰条件下磁处理后的500mg/L HPAM溶液的粘度，在30℃下随放置时间延长而下降，下降幅度随放置时间延长而减，72h后仍高于未磁化的相应溶液，表明磁处理的HPAM溶液同样具有磁记忆效应。讨论了以上实验现象的机理。图3表1参9。     

聚合物在多孔介质中的流变性研究

聚合物溶液的黏度是油藏方案设计、动态预测和数值模拟中最为重要的输入参数。其中,聚合物的宏观黏度与聚合物经过多孔介质后的剪切黏度具有很大差异。为了进一步完善聚合物驱设计过程中的黏度,采用室内物理模拟方法,利用岩心驱替装置系统分析了不同渗透率、不同质量浓度聚合物的剪切流变性。结果表明,聚合物经过多孔介质剪切后表观黏度均下降,随着岩心渗透率降低,黏度降解的程度增加,黏度损失率均随岩心渗透率的增大而减小。相同渗透率条件下,随着质量浓度的增加,聚合物溶液剪切后表观黏度升高。当聚合物质量浓度低时,黏度剪切降解对渗透率不敏感,随着质量浓度的增加,黏度损失率增加,黏度与剪切次数呈衰减趋势。