聚合物驱的现状及存在的问题及其后续提高采收率技术

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1、聚合物驱存在的问题聚合物驱存在的问题及其后续提高采收率技术及其后续提高采收率技术提提 纲纲一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术三、注聚后提高采收率技术三、注聚后提高采收率技术人工注水人工注水注气注气一次采油一次采油天然能量天然能量依靠依靠二次采油二次采油物理、机械和力学物理、机械和力学等宏观作用等宏观作用立足立足化学驱化学驱混相驱混相驱热力采油热力采油微生物采油微生物采油三次采油三次采油( (强化采油强化采油) )化学、物理、热力、生物化学、物理、热力、生物或联合微观驱油作用或联合微观驱油作用应用应用四次采油四次采油10-25%15-

2、25%？一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题n化学驱油法（化学驱）化学驱油法（化学驱） 聚合物驱油法（聚合物驱）聚合物驱油法（聚合物驱）表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）碱驱油法（碱驱）碱驱油法（碱驱）n混相驱油法（混相驱）混相驱油法（混相驱） 烃类混相驱油法（烃类混相驱）烃类混相驱油法（烃类混相驱）非烃类混相驱油法（非控类混相驱）非烃类混相驱油法（非控类混相驱） n热力采油法（热采）热力采油法（热采） 蒸汽驱油法（蒸汽驱）蒸汽驱油法（蒸汽驱）油层就地燃烧法（火烧油层）油层就地燃烧法（火烧油层） 1.1

3、1.1 化学驱技术化学驱技术聚合物驱是油田常用的提高采收率的方法聚合物驱是油田常用的提高采收率的方法1.21.2聚合物驱技术聚合物驱技术聚合物水溶液聚合物水溶液提高波及系数提高波及系数提高原油采收率提高原油采收率减小水油流度比减小水油流度比一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题部分水解聚丙烯酰胺（部分水解聚丙烯酰胺（HPAMHPAM）：）：相对分子量：相对分子量：100-2000100-2000万；万；水解度：水解度：1-45%1-45%；浓度：；浓度：25-2000mg/L;25-2000mg/L;注入量：注入量：0.25-0.60V0.25-0.60VP P。热稳定性较好；剪切热

4、稳定性较好；剪切稳定性较差；化学稳稳定性较差；化学稳定性较差；生物稳定定性较差；生物稳定性较好。性较好。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题（1 1）高分子量）高分子量：一般驱油用：一般驱油用HPAMHPAM的分子量为的分子量为1 1千万到千万到几千万；几千万；（2 2）多分散性）多分散性：HPAMHPAM的分子量具有不均一性，是分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；子量不等的同系聚合物的混合物；（3 3）几何结构多样化）几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、：聚合物的几何结构有线型、支型和体型三种形态；支型和体型三种形态；（4 4）物化性能稳定）物化性能稳定

5、：HPAMHPAM具有稳定的化学性质和特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。殊的物理性能，以满足驱油的要求。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题1.31.3驱油聚合物的基本特征驱油聚合物的基本特征(1)(1)溶解速度慢溶解速度慢( (水化溶涨，配制需要较长时间）水化溶涨，配制需要较长时间）；(2)(2)降解降解（热降解、剪切降解和氧化降（热降解、剪切降解和氧化降,93,93）；）；(3)(3)盐敏盐敏（不适合于高矿化度地层）。（不适合于高矿化度地层）。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题1.4 1.4 HPAMHPAM在使用中遇到的问题在使用中遇到的问

6、题 （1 1）原油：稀油，）原油：稀油，密度密度0.966,0.966,粘度粘度150mPa/S;150mPa/S; （2 2）水质）水质: : 矿化度矿化度40000(5000)mg/L40000(5000)mg/L，钙，钙镁离子含量镁离子含量500(100) mg/L500(100) mg/L；最好不含三价的；最好不含三价的金属离子；金属离子； （3 3）油藏：）油藏：温度温度9393（最好（最好70 70 ），），深度深度2740m2740m，油田正装，油层较厚，油水井对，油田正装，油层较厚，油水井对应关系较好，尚有增产潜力的油藏。应关系较好，尚有增产潜力的油藏。一、聚合物驱的现状与问题

7、一、聚合物驱的现状与问题1.51.5聚合物驱适应的基本条件聚合物驱适应的基本条件 聚聚合合物物溶溶液液的的配配制制和和注注入入工工艺艺对对聚聚合合物物溶溶液液的的粘粘度度和和驱驱油油效效果果有有很很大大的的影影响响。因因此此选选择择合理的配制和注入工艺十分重要。合理的配制和注入工艺十分重要。 聚聚合合物物溶溶液液的的配配制制必必须须考考虑虑水水质质、温温度度、搅搅拌拌速速度度等等的的影影响响，注注入入过过程程中中必必须须考考虑虑排排量量、压压力力、泵泵、管管、阀阀、混混合合器器及及计计量量仪仪表表等等的的影影响。注聚前还必须进行必要的预处理。响。注聚前还必须进行必要的预处理。一、聚合物驱的现状

8、与问题一、聚合物驱的现状与问题1.61.6聚合物溶液的配制及注入工艺聚合物溶液的配制及注入工艺（1 1）配配制制母母液液：聚聚合合物物一一般般先先用用低低矿矿化化度度的的清清水水配配制制成成高高浓浓度度的的水水溶溶液液，既既聚聚合合物物母母液液，为为保保证证聚聚合合物物溶溶液液注注入入地地层层后后达达到到良良好好的的驱驱油油效效果果，一一般般要要求求地地面面配配制制的的聚聚合合物物母母液液浓浓度度在在5000mg/L5000mg/L左右，低温或常温配制左右，低温或常温配制( (分散装置分散装置) )。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题 从从聚聚合合物物的的形形态态上上分分，聚聚合

9、合物物的的配配制制工工艺艺有有干干粉粉、乳乳液液和和板板胶胶三种配制方法，常用干粉配制工艺。三种配制方法，常用干粉配制工艺。 最最典典型型的的聚聚合合物物配配制制工工艺艺流流程程主主要要有有分分散散初初溶溶流流程程和和SNFSNF短短流流程程。典典型型的的聚聚合合物物配配制制注注入入系系统统工工艺艺有有两两种种：一一种种是是国国内内的的“紧紧凑凑型型”配配制制注注入入工工艺艺，既既聚聚合合物物配配制制和和注注入入部部分分配配套套在在一一起起，流流程程紧紧凑凑，即即配配既既注注；另另一一种种是是国国内内在在大大庆庆油油田田首首先先建建成成的的用用于于大大规规模模工工业业化化生生产产的的“集集中中

10、配配制制，分分散散注注入入”的的配配制制注注入入工工艺艺即即一一座座规规模模较较大大的的聚聚合合物物配配制制站站周周围围卫卫星星式式的的布布满满多多座座注注聚聚站站，由由配配制制站站分分别别给给各各个个注注入入站站供供液液，这这种种配配制制注注入入工工艺艺的技术经济效益更好。的技术经济效益更好。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题（2 2）熟熟化化：聚聚合合物物的的配配制制过过程程中中，熟熟化化是是很很重重要要的的。所所谓谓熟熟化化就就是是聚聚合合物物在在水水中中的的水水解解，并并充充分分溶溶解解，以以获获得得所所要要求求的的粘粘度度的的化化学学变变化化和和物物理理变变化化的的综综

11、合合过过程程。聚聚合合物物干干粉粉经经分分散散装装置置润润湿湿后后，仍仍需需悬悬浮浮在在水水中中一一定定时时间间，经经过过溶溶胀胀阶阶段段，一一般般6-86-8小小时时，现现场场实实际际2 2小小时时左左右右，才才能能充充分分溶溶解解若若水水温温过过低低还还需需要要更更长长时时间间( (熟熟化化罐罐) )。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题（ 3 3） 稀稀 释释 注注 入入 ： 将将 母母 液液 稀稀 释释 至至 一一 定定 浓浓 度度 （ 800-800-2000mg/L2000mg/L）后注入）后注入( (混合器、注聚泵混合器、注聚泵) )。 目目前前国国内内聚聚合合物物注

12、注入入工工艺艺主主要要有有两两种种：一一为为单单泵泵单单井井流流程程（如如大大庆庆油油田田），二二是是一一泵泵多多井井流流程程（如如大大港港油油田田）。单单泵泵单单井井流流程程的的优优点点是是每每台台泵泵与与每每口口井井的的压压力力、流流量量均均互互相相对对应应，不不需需节节流流，能能量量利利用用充充分分，单单井井注注入入方方案案比比较较容容易易改改变变，缺缺点点是是设设备备多多，投投资资大大，维维护护量量也也大大。一一泵泵多多井井流流程程的的优优点点是是柱柱塞塞泵泵、静静态态混混合合器器等等设设备备少少，流流程程简简单单，投投资资少少，维维护护工工作作量量也也少少。缺缺点点是是全全系系统统为

13、为一一个个注注入入压压力力，注注入入井井单单井井压压力力、流流量量调调节节损损失失能能量量，单井注入方案不易调整，增加了流量调节器的成本。单井注入方案不易调整，增加了流量调节器的成本。一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题1.7 1.7 聚合物驱存在的主要问题聚合物驱存在的主要问题(1)(1)(1)(1)机理限制机理限制机理限制机理限制: : : :主要是增大波及系数主要是增大波及系数主要是增大波及系数主要是增大波及系数( ( ( (可有限提高洗油效率可有限提高洗油效率可有限提高洗油效率可有限提高洗油效率););););(2)(2)(2)(2)聚合物限制聚合物限制聚合物限制聚合物限制

14、: : : :常规驱油用聚合物耐温耐盐性差、易降解常规驱油用聚合物耐温耐盐性差、易降解常规驱油用聚合物耐温耐盐性差、易降解常规驱油用聚合物耐温耐盐性差、易降解; ; ; ;(3)(3)(3)(3)环境条件限制环境条件限制环境条件限制环境条件限制: : : :水质和工艺设备参数对粘度的影响很大；水质和工艺设备参数对粘度的影响很大；水质和工艺设备参数对粘度的影响很大；水质和工艺设备参数对粘度的影响很大；(4)(4)(4)(4)污水处理难度大污水处理难度大污水处理难度大污水处理难度大: : : :采出污水破乳脱水难度大；采出污水破乳脱水难度大；采出污水破乳脱水难度大；采出污水破乳脱水难度大；(5)(

15、5)(5)(5)残余聚合物：残余聚合物：残余聚合物：残余聚合物：对地层造成堵塞、地层残余聚合物的利用；对地层造成堵塞、地层残余聚合物的利用；对地层造成堵塞、地层残余聚合物的利用；对地层造成堵塞、地层残余聚合物的利用；(6)(6)(6)(6)后续接替技术：后续接替技术：后续接替技术：后续接替技术：亟待提高效果和开发后续接替技术。亟待提高效果和开发后续接替技术。亟待提高效果和开发后续接替技术。亟待提高效果和开发后续接替技术。一、一、现状及目的意义现状及目的意义提提 纲纲一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术三、三、注聚后提高采收率技术注聚后

16、提高采收率技术二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术2.1 目的意义 聚合物驱会有大量聚合物驱会有大量聚合物留存在地下聚合物留存在地下，只能发挥有限的流，只能发挥有限的流度控制作用，在没有更高粘度的驱油体系驱动的情况下，这些度控制作用，在没有更高粘度的驱油体系驱动的情况下，这些聚合物基本失去了提高采收率的作用，聚合物基本失去了提高采收率的作用，造成浪费的同时还会造造成浪费的同时还会造成产出液处理的困难成产出液处理的困难。其次，该技术有效期短。数值模拟结果。其次，该技术有效期短。数值模拟结果认为该技术有效期可达认为该技术有效期可达10101515年，但实践证明，在很多区块，年，但实践证

17、明，在很多区块，注聚后结束恢复水驱不久含水即开始上升，且速度很快，产油注聚后结束恢复水驱不久含水即开始上升，且速度很快，产油量也迅速下降。因此，建立一套有效的聚合物驱后量也迅速下降。因此，建立一套有效的聚合物驱后残余聚合物残余聚合物的利用的利用与提高原油采收率的方法对原油稳产、增产，提高剩余与提高原油采收率的方法对原油稳产、增产，提高剩余油采收率有着重要的现实意义。油采收率有着重要的现实意义。 2.2 主要技术路线选定目标井现场试验地下聚合物位置的描述地下聚合物形态的描述地下聚合物量的统计油藏物化条件描述地下聚合物化学组成的描述再利用剂的制备再利用剂的筛选再利用剂的作用机理再利用剂的应用方法和

18、时机再利用剂的标准建立二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术2.3 2.3 主要研究内容与成果主要研究内容与成果(1) (1) 油藏条件的描述：油藏条件的描述：对注聚单元岩石样品、原油样品、注对注聚单元岩石样品、原油样品、注入水产出水样品、注入聚合物样品、产出聚合物样品等进行入水产出水样品、注入聚合物样品、产出聚合物样品等进行分析，得到岩石性质、地下水的矿化度、含氧量和微生物情分析，得到岩石性质、地下水的矿化度、含氧量和微生物情况、原油性质等油藏条件，结合温度条件得到课题研究所遵况、原油性质等油藏条件，结合温度条件得到课题研究所遵守的试

19、验条件；守的试验条件；(2) (2) 地下聚合物量的研究地下聚合物量的研究：统计注聚单元聚合物的累计注入统计注聚单元聚合物的累计注入量和产出量，得到地下残留量；量和产出量，得到地下残留量；(3) (3) 地下聚合物分布位置的研究：地下聚合物分布位置的研究：应用室内物模的方法，描应用室内物模的方法，描述地下聚合物的分布位置；述地下聚合物的分布位置；2.3.12.3.1注聚单元的油藏条件和地下聚合物描述注聚单元的油藏条件和地下聚合物描述(4) (4) 地下聚合物分布形态的研究：地下聚合物分布形态的研究：应用动态法和润湿反转应用动态法和润湿反转法等测定地下聚合物的吸附量、捕集量和溶解量，分析地法等测

20、定地下聚合物的吸附量、捕集量和溶解量，分析地下可用聚合物的量。下可用聚合物的量。 聚丙烯酰胺在矿物上的吸附主要靠电性和氢键的作用，聚丙烯酰胺在矿物上的吸附主要靠电性和氢键的作用，受到聚合物自身、矿物的特性和共处的介质环境等受到聚合物自身、矿物的特性和共处的介质环境等3 3大方大方面因素影响。聚丙烯酰胺自身包括自身结构、分子量、水面因素影响。聚丙烯酰胺自身包括自身结构、分子量、水解度、浓度等。矿物特性包括矿物种类、表面特性、表面解度、浓度等。矿物特性包括矿物种类、表面特性、表面电荷、结构构造、润湿性等。共处的介质环境包括环境温电荷、结构构造、润湿性等。共处的介质环境包括环境温度、压力、以及液相中

21、是否有电解质、电解质的类型、离度、压力、以及液相中是否有电解质、电解质的类型、离子强度等。子强度等。2.3.12.3.1注聚单元的油藏条件和地下聚合物描述注聚单元的油藏条件和地下聚合物描述 2.3 2.3 主要研究内容与成果主要研究内容与成果二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术(5) (5) 地下聚合物化学组成的研究：地下聚合物化学组成的研究：根据注聚的油藏条件，根据注聚的油藏条件，进行注入聚丙烯酰胺在下降解、水解机理研究，分析注进行注入聚丙烯酰胺在下降解、水解机理研究，分析注入和产出聚丙烯酰胺的分子量、分子量分布、水解度等入和产出聚丙烯酰胺的分子量、分子量分布、水解度等指标，并用

22、产出聚合物的分析结果对机理加以验证，大指标，并用产出聚合物的分析结果对机理加以验证，大体描述不同注入时间、不同注入位置的地下聚合物的化体描述不同注入时间、不同注入位置的地下聚合物的化学组成情况。学组成情况。二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术2.3 2.3 主要研究内容与成果主要研究内容与成果2.3.12.3.1注聚单元的油藏条件和地下聚合物描述注聚单元的油藏条件和地下聚合物描述2.3.2 2.3.2 残留残留聚合物再利用剂的研究聚合物再利用剂的研究 (1)(1)从聚丙烯酰胺絮凝剂、沉淀剂、交联剂以及用聚丙烯酰从聚丙烯酰胺絮凝剂、沉淀剂、交联剂以及用聚丙烯酰胺配制的分子内交联体系中

23、选择、复配、合成适合油藏条胺配制的分子内交联体系中选择、复配、合成适合油藏条件的聚合物再利用剂（如堵水调剖剂等）；件的聚合物再利用剂（如堵水调剖剂等）；(2)(2)建立聚合物再利用剂的选择标准，简化聚合物再利用剂建立聚合物再利用剂的选择标准，简化聚合物再利用剂的筛选；制定再利用剂的产品质量标准便于进行质量控制；的筛选；制定再利用剂的产品质量标准便于进行质量控制；(3)(3)应用室内驱油实验检验聚合物再利用剂的作用效果，用应用室内驱油实验检验聚合物再利用剂的作用效果，用可视化驱油试验研究聚合物再利用剂的作用机理。可视化驱油试验研究聚合物再利用剂的作用机理。 2.3 2.3 主要研究内容与成果主要

24、研究内容与成果二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术2.3 2.3 主要研究内容与成果主要研究内容与成果2.3.3 2.3.3 残留残留聚合物再利用试验方案研究聚合物再利用试验方案研究(1)(1)应用室内物模试验研究应用该技术的区块类型（注聚生应用室内物模试验研究应用该技术的区块类型（注聚生产类型）和应用该技术的产类型）和应用该技术的最佳时机最佳时机；(2)(2)选定目标井，建立目标井模型，应用物模（数模）技术选定目标井，建立目标井模型，应用物模（数模）技术研究聚合物再利用技术和深部调剖技术、表面活性剂洗油技研究聚合物再利用技术和深部调剖技术、表面活性剂洗油技术的组合应用，制订术的组

25、合应用，制订试验施工方案试验施工方案。二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术(1)(1)建立一套完整实用的聚合物驱后残余聚合物再利用的方法；建立一套完整实用的聚合物驱后残余聚合物再利用的方法；(2)(2)研制出残余聚合物再利用的化学剂；研制出残余聚合物再利用的化学剂；(3)(3)建立聚合物再利用剂的选择标准；建立聚合物再利用剂的选择标准；(4)(4)确定再利用最佳时机和试验方案。确定再利用最佳时机和试验方案。 2.4 2.4 主要技术指标主要技术指标二、残余聚合物再利用技术二、残余聚合物再利用技术提提 纲纲一、聚合物驱的现状与问题一、聚合物驱的现状与问题二、二、残余聚合物在利用技术残

26、余聚合物在利用技术三、注聚后提高采收率技术三、注聚后提高采收率技术三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术3.1 3.1 聚合物驱的发展趋势聚合物驱的发展趋势P+NP+N加合体系加合体系P P+ +胀体胀体P P+ +碱碱+ +表活表活剂剂P P改性改性P P+ +泡沫剂泡沫剂溶胀溶胀体系体系强化强化泡沫泡沫P P+ +交联剂交联剂交联交联体系体系复合复合驱驱新型新型聚合物聚合物4.1.1开发新型或改性的聚合物3.1 3.1 聚合物驱的发展趋势聚合物驱的发展趋势三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术研制开发新型或改性聚合物研制开发新型或改性聚合物a.a.在结构中引入在结构中引

27、入环结构环结构，提高它的，提高它的热稳定性热稳定性，如，如三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术 b.b.在结构中引入在结构中引入支链支链，提高，提高HPAMHPAM的的刚性刚性，从而提，从而提高它的高它的抗剪切能力抗剪切能力，并通过缔合提高其稠化能力，并通过缔合提高其稠化能力，如如三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术 c.从分子结构上，通过引入从分子结构上，通过引入强亲水基团强亲水基团的方法，的方法，提高提高HPAMHPAM的耐

28、盐能力，如的耐盐能力，如三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术 d. d.开发新的聚合物或改性聚合物开发新的聚合物或改性聚合物，如，如HECHEC和和SGSG HEC HEC是一种改性的天然聚合物，由纤维素经碱是一种改性的天然聚合物，由纤维素经碱化和羟乙基化得到，其的结构式为化和羟乙基化得到，其的结构式为三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术两性聚合物两性聚合物 两性聚合物是在聚合物分子链上两性聚合物是在聚合物分子链上同时同时引入引入阳离子和阴离子基团阳离子和阴离子基团。在。在淡水中由于聚合物分子内的阴、阳离子基团相互吸引，致使聚合物分子淡水中由于聚合物分子内的阴、阳离子基

29、团相互吸引，致使聚合物分子发生卷曲。在发生卷曲。在盐水盐水中，由于盐水对聚合物分子内的阴、阳离子的基团相中，由于盐水对聚合物分子内的阴、阳离子的基团相互吸引力的削弱或屏蔽，致使聚合物分子比淡水中更舒展，宏观上表现互吸引力的削弱或屏蔽，致使聚合物分子比淡水中更舒展，宏观上表现为在盐水中聚合物的粘度升高或粘度下降幅度小。但由于发生分子内阴、为在盐水中聚合物的粘度升高或粘度下降幅度小。但由于发生分子内阴、阳离子基团的内盐结构，阳离子基团的内盐结构，溶解性能较差溶解性能较差，而且，油田三次采油用聚合物，而且，油田三次采油用聚合物要求增粘能力较强，只有丙稀酰胺单体参与共聚，才能达到此目的，且要求增粘能力

30、较强，只有丙稀酰胺单体参与共聚，才能达到此目的，且比较经济。含丙稀酰胺的两性聚合物溶液随着老化时间延长，阴离子度比较经济。含丙稀酰胺的两性聚合物溶液随着老化时间延长，阴离子度（水解度）不断增大，分子链上正负电荷基团数目出现不相等，分子链（水解度）不断增大，分子链上正负电荷基团数目出现不相等，分子链的卷曲程度随矿化度的增大而增大，溶液粘度大大下降，抗盐性能逐步的卷曲程度随矿化度的增大而增大，溶液粘度大大下降，抗盐性能逐步消失。更值得重视的是，两性聚合物的阳离子基团会造成聚合物在地层消失。更值得重视的是，两性聚合物的阳离子基团会造成聚合物在地层中的中的吸附量大幅度增加吸附量大幅度增加，聚合物大量吸

31、附在近井地带，严重影响驱油效，聚合物大量吸附在近井地带，严重影响驱油效率，增加三次采油成本，可见，两性聚合物的抗温抗盐是有条件的，并率，增加三次采油成本，可见，两性聚合物的抗温抗盐是有条件的，并不是适用于所有油田。不是适用于所有油田。 耐温耐盐共聚物耐温耐盐共聚物 耐温耐盐单体共聚物的研制的主导思想是研制耐温耐盐单体共聚物的研制的主导思想是研制与与钙、镁离子不产生沉淀反应，在高温下水解缓慢或钙、镁离子不产生沉淀反应，在高温下水解缓慢或不发生水解反应的单体不发生水解反应的单体，如，如2 2丙稀酰胺基丙稀酰胺基2 2甲甲基丙磺酸钠（基丙磺酸钠（NaNaAMPSAMPS）,N,N乙烯吡咯烷酮（乙烯吡

32、咯烷酮（N-N-VPVP），），3 3丙稀酰胺基丙稀酰胺基3 3甲基丁酸钠（甲基丁酸钠（NaNaAMBAMB），），N N乙烯酰胺（乙烯酰胺（N-VAMN-VAM）等，将一种或多种耐温耐盐）等，将一种或多种耐温耐盐单体与丙稀酰胺共聚，得到的聚合物在高温高盐条单体与丙稀酰胺共聚，得到的聚合物在高温高盐条件下的水解将受到限制，不会出现与钙、镁离子发件下的水解将受到限制，不会出现与钙、镁离子发生反应出现沉淀的现象，从而达到耐温耐盐的目的。生反应出现沉淀的现象，从而达到耐温耐盐的目的。这类聚合物能够真正做到长期耐温抗盐，但按现在这类聚合物能够真正做到长期耐温抗盐，但按现在的生产条件得到的耐温抗盐单体的

33、生产条件得到的耐温抗盐单体成本太高成本太高，大规模，大规模用于三次采油在经济效益上难以保证，还必须进行用于三次采油在经济效益上难以保证，还必须进行大量的攻关研究，降低耐温耐盐单体的生产成本，大量的攻关研究，降低耐温耐盐单体的生产成本，提高单体的聚合活性。提高单体的聚合活性。疏水缔合聚合物疏水缔合聚合物 疏水缔合聚合物是指在聚合物亲水性大分子链上有疏水缔合聚合物是指在聚合物亲水性大分子链上有少量少量疏水基团疏水基团的水溶性聚合物，其溶液特性与一般溶液大相径庭。的水溶性聚合物，其溶液特性与一般溶液大相径庭。在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水

34、作用而发生聚集，使大分子链产生集，使大分子链产生分子内和分子间缔合分子内和分子间缔合。在稀溶液中大分在稀溶液中大分子主要是以分子内缔合的形式存在子主要是以分子内缔合的形式存在，使大分子链发生卷曲，使大分子链发生卷曲，流体力学体积减小，特性粘度降低。当聚合物浓度流体力学体积减小，特性粘度降低。当聚合物浓度高于某一高于某一临界浓度临界浓度后，大分子链通过疏水缔合聚集，后，大分子链通过疏水缔合聚集，形成分子间缔合形成分子间缔合为主的超分子结构动态物理交联网络为主的超分子结构动态物理交联网络，流体力学体积增大，流体力学体积增大，溶液粘度大幅度增高。小分子电介质的加入和升高温度均可溶液粘度大幅度增高。小

35、分子电介质的加入和升高温度均可增加溶剂的极性，使疏水缔合作用增强。在高剪切作用下，增加溶剂的极性，使疏水缔合作用增强。在高剪切作用下，疏水缔合形成的动态物理交联网络被破坏，溶液粘度下降，疏水缔合形成的动态物理交联网络被破坏，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子链间的物理交联重新生成，粘剪切作用降低或消除后大分子链间的物理交联重新生成，粘度又将恢复，度又将恢复，不发生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下不发生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下的不可逆机械降解的不可逆机械降解。 综合考虑以上三类聚合物的特性，设计聚合物的分综合考虑以上三类聚合物的特性，设计聚合物的分子使其子使其同时同时具有以上具

36、有以上两类或三类两类或三类聚合物的特性，即将阳聚合物的特性，即将阳离子单体、阴离子单体、耐温耐盐单体、疏水单体、阳离子单体、阴离子单体、耐温耐盐单体、疏水单体、阳离子疏水单体分别进行组合共聚。这是目前离子疏水单体分别进行组合共聚。这是目前国内外最热国内外最热门的研究课题门的研究课题。这类聚合物比上述单一的两性聚合物、。这类聚合物比上述单一的两性聚合物、耐温抗盐单体共聚物、疏水缔合聚合物具有优良而独特耐温抗盐单体共聚物、疏水缔合聚合物具有优良而独特的性能，应用领域得到进一步的拓宽，但在耐温抗盐机的性能，应用领域得到进一步的拓宽，但在耐温抗盐机理上仍不能克服两性聚合物、耐温抗盐单体共聚物、疏理上仍

37、不能克服两性聚合物、耐温抗盐单体共聚物、疏水缔合聚合物存在的问题，水缔合聚合物存在的问题，目前还不能达到油田三次采目前还不能达到油田三次采油的要求。油的要求。梳型聚合物梳型聚合物 梳型聚合物的研制思路是在高分子的梳型聚合物的研制思路是在高分子的侧侧链链同时同时带带亲油基团和亲水基团亲油基团和亲水基团，由于亲油基，由于亲油基团和亲水基团的相互排斥，使得分子内和分团和亲水基团的相互排斥，使得分子内和分子间的卷曲缠结减少，高分子链在水溶液中子间的卷曲缠结减少，高分子链在水溶液中排列成梳子形状。经过大量的试验表明此聚排列成梳子形状。经过大量的试验表明此聚合物在盐水中的增稠能力比目前国内外的超合物在盐水

38、中的增稠能力比目前国内外的超高分子量聚丙烯酰胺在盐水中的增稠能力提高分子量聚丙烯酰胺在盐水中的增稠能力提高高5050以上，溶解性与过滤因子均达到油田以上，溶解性与过滤因子均达到油田三次采油用聚合物的要求。三次采油用聚合物的要求。（1 1）新型抗温抗盐聚合物大部分处在室内研究阶段，）新型抗温抗盐聚合物大部分处在室内研究阶段，且成本高，尚未大面积推广应用；且成本高，尚未大面积推广应用；（2 2）工艺设备及工艺参数的优化投资较大，有局限）工艺设备及工艺参数的优化投资较大，有局限性，且效果有限；性，且效果有限；（3 3）污水改性处理技术一是可以节约大量的清水；）污水改性处理技术一是可以节约大量的清水；

39、二是可以减少采油污水的处理费用，减少对环境二是可以减少采油污水的处理费用，减少对环境的污染；三是可以避免清污水混合不配伍而造成的污染；三是可以避免清污水混合不配伍而造成的不良影响等。的不良影响等。 3.1 3.1 聚合物驱的发展趋势聚合物驱的发展趋势三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术3.1 3.1 聚合物驱的发展趋势聚合物驱的发展趋势4.1.3 4.1.3 聚合物交联体系聚合物交联体系三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术 减少聚合物溶液减少聚合物溶液粘度损失的研究粘度损失的研究交联剂技术交联剂技术工艺参数优化工艺参数优化水质改性处理水质改性处理减少聚合物溶液粘度损失研

40、究减少聚合物溶液粘度损失研究 驱油聚合物交联技术驱油聚合物交联技术 a.a.与与酰胺基团酰胺基团作用的有机类交联剂作用的有机类交联剂： 醛类醛类交联剂交联剂 、有机树脂有机树脂交联剂等。常用的有机类交联交联剂等。常用的有机类交联剂有酚醛树脂、蜜胺树脂、糠醛树脂、脲醛树脂等。最常剂有酚醛树脂、蜜胺树脂、糠醛树脂、脲醛树脂等。最常用的有机交联剂是苯酚用的有机交联剂是苯酚/ /甲醛的酚醛树脂。甲醛的酚醛树脂。 b.b.与与羧酸基团羧酸基团作用的过渡金属有机交联剂：作用的过渡金属有机交联剂： 主要是主要是过渡金属有机交联剂过渡金属有机交联剂 ，一是高价金属离子：如，一是高价金属离子：如铝离子、铁离子、

41、铬离子、锆离子、钛离子等；二是鳌合铝离子、铁离子、铬离子、锆离子、钛离子等；二是鳌合剂：乙酸根、丙酸根、丙二酸根、乳酸根、葡萄糖酸、甘剂：乙酸根、丙酸根、丙二酸根、乳酸根、葡萄糖酸、甘醇酸、柠檬酸根、水杨酸根等有机酸根。醇酸、柠檬酸根、水杨酸根等有机酸根。 其中，其中，有机铬有机铬和和有机铝有机铝交联剂得到了应用。交联剂得到了应用。目前交联剂的趋势由单一的有机交联剂和含有目前交联剂的趋势由单一的有机交联剂和含有多价金属离子的交联剂，转向复合型交联剂的多价金属离子的交联剂，转向复合型交联剂的使用。有人已经采用有机交联剂之间的复合，使用。有人已经采用有机交联剂之间的复合，过渡金属交联剂之间的复合以

42、及有机交联剂和过渡金属交联剂之间的复合以及有机交联剂和过渡金属交联剂之间的复合。过渡金属交联剂之间的复合。 影响聚合物溶液粘度的因素影响聚合物溶液粘度的因素a.驱油聚合物结构及特性对粘度的影响驱油聚合物结构及特性对粘度的影响：主要包括聚合物的类：主要包括聚合物的类型、结构、分子量、水解度等；型、结构、分子量、水解度等；b.驱油聚合物环境因素对粘度的影响驱油聚合物环境因素对粘度的影响：主要包括溶剂、温度、：主要包括溶剂、温度、矿化度（盐含量）、离子组成与含量、剪切速率、氧及细菌等；矿化度（盐含量）、离子组成与含量、剪切速率、氧及细菌等；c.现场配注工艺设备及条件对粘度的影响现场配注工艺设备及条件

43、对粘度的影响：主要包括搅拌时间：主要包括搅拌时间与速度、聚合物的熟化时间、聚合物的加入方式和速度、配注与速度、聚合物的熟化时间、聚合物的加入方式和速度、配注用泵、管线、阀门及注入速度等。用泵、管线、阀门及注入速度等。 对于特定的聚合物体系而言，主要是温度、矿化度（盐含量）对于特定的聚合物体系而言，主要是温度、矿化度（盐含量）、离子组成与含量、剪切速率和热、氧等影响。、离子组成与含量、剪切速率和热、氧等影响。 采油污水改性处理采油污水改性处理 关于污水处理的研究很多关于污水处理的研究很多, ,但用于聚合物驱油的研究但用于聚合物驱油的研究却较少，尚未见有关应用的报道。虽然人们从聚合物的却较少，尚未

44、见有关应用的报道。虽然人们从聚合物的结构、配制和注入参数、加杀菌剂和除氧剂等方面作了结构、配制和注入参数、加杀菌剂和除氧剂等方面作了大量的研究和尝试，但效果并不太佳，尚未见大规模矿大量的研究和尝试，但效果并不太佳，尚未见大规模矿场试验的报导。场试验的报导。 中国石油大学中国石油大学（华东）在污水改性和聚合物水溶液粘（华东）在污水改性和聚合物水溶液粘度稳定方面做了大量的室内研究工作，从影响聚合物水度稳定方面做了大量的室内研究工作，从影响聚合物水溶液粘度的因素和程度入手，对水质进行改性，并探讨溶液粘度的因素和程度入手，对水质进行改性，并探讨了粘度的稳定方法，取的了一些有用的数据和进展。并了粘度的稳

45、定方法，取的了一些有用的数据和进展。并于于20062006年年9 9月在孤东油田开始进行现场试验。月在孤东油田开始进行现场试验。 其中，其中，有机铬有机铬和和有机铝有机铝交联剂得到了应用。目前交交联剂得到了应用。目前交联剂的趋势由单一的有机交联剂和含有多价金属离子联剂的趋势由单一的有机交联剂和含有多价金属离子的交联剂，转向复合型交联剂的使用。有人已经采用的交联剂，转向复合型交联剂的使用。有人已经采用有机交联剂之间的复合，过渡金属交联剂之间的复合有机交联剂之间的复合，过渡金属交联剂之间的复合以及有机交联剂和过渡金属交联剂之间的复合。以及有机交联剂和过渡金属交联剂之间的复合。凝胶体系油藏深部流体转

46、向技术凝胶体系油藏深部流体转向技术(In depth Drive Fluid Diversion)；胶态分散凝胶驱油技术胶态分散凝胶驱油技术(Colloidal Dispersion Gel) 母液配制的搅拌时间与搅拌速度、熟化时间以及加入母液配制的搅拌时间与搅拌速度、熟化时间以及加入聚合物速度对聚合物溶液的粘度都有很大的影响。配注和聚合物速度对聚合物溶液的粘度都有很大的影响。配注和设备中影响聚合物溶液粘度的主要因素有泵、管线及阀门设备中影响聚合物溶液粘度的主要因素有泵、管线及阀门等，其中等，其中注聚泵对粘度的影响最大注聚泵对粘度的影响最大。因此选择合理的配制。因此选择合理的配制和注入工艺十分

47、重要。和注入工艺十分重要。 胜利油田聚合物驱采用的是一次加药搅拌、二次熟化、胜利油田聚合物驱采用的是一次加药搅拌、二次熟化、清污水混配的配制方法和分段塞、同一浓度注入的方式，清污水混配的配制方法和分段塞、同一浓度注入的方式，即分段塞、分梯次采用相同浓度的注入方式。随着注聚时即分段塞、分梯次采用相同浓度的注入方式。随着注聚时间或轮次的增加，驱油效果越来越差。虽然对配制和注入间或轮次的增加，驱油效果越来越差。虽然对配制和注入工艺参数不断的进行优化，取得了一定的效果，但其效果工艺参数不断的进行优化，取得了一定的效果，但其效果有限。有限。工艺参数优化工艺参数优化影响聚合物溶液粘度的因素影响聚合物溶液粘

48、度的因素a.驱油聚合物结构及特性对粘度的影响驱油聚合物结构及特性对粘度的影响：主要包括聚合物的类：主要包括聚合物的类型、结构、分子量、水解度等；型、结构、分子量、水解度等；b.驱油聚合物环境因素对粘度的影响驱油聚合物环境因素对粘度的影响：主要包括溶剂、温度、：主要包括溶剂、温度、矿化度（盐含量）、离子组成与含量、剪切速率、氧及细菌等；矿化度（盐含量）、离子组成与含量、剪切速率、氧及细菌等；c.现场配注工艺设备及条件对粘度的影响现场配注工艺设备及条件对粘度的影响：主要包括搅拌时间：主要包括搅拌时间与速度、聚合物的熟化时间、聚合物的加入方式和速度、配注与速度、聚合物的熟化时间、聚合物的加入方式和速

49、度、配注用泵、管线、阀门及注入速度等。用泵、管线、阀门及注入速度等。 对于特定的聚合物体系而言，主要是温度、矿化度（盐含量）对于特定的聚合物体系而言，主要是温度、矿化度（盐含量）、离子组成与含量、剪切速率和热、氧等影响。、离子组成与含量、剪切速率和热、氧等影响。3.1 3.1 聚合物驱的发展趋势聚合物驱的发展趋势3.1.4 3.1.4 聚合物溶液粘度稳定技术聚合物溶液粘度稳定技术三、三、注聚后提高采收率技术注聚后提高采收率技术3.2 3.2 聚合物驱后续技术聚合物驱后续技术三、聚合物驱后续接替技术三、聚合物驱后续接替技术 改进型聚合物驱改进型聚合物驱- -调驱一体化技术，应用越来越广泛调驱一体

50、化技术，应用越来越广泛。改进聚合物驱技术（改进聚合物驱技术（CDCD、弱凝胶等）、调驱一体化技术、弱凝胶等）、调驱一体化技术(2+3(2+3技术技术) )、复合驱技术。、复合驱技术。聚合物合成方法与工艺技术研究有所进展聚合物合成方法与工艺技术研究有所进展。进一步提高。进一步提高聚合物的分子量和稳定性。聚合物的分子量和稳定性。聚合物水溶液粘度稳定性研究引起重视。聚合物水溶液粘度稳定性研究引起重视。研究环境条件研究环境条件对聚合物水溶液粘度的影响，减少聚合物粘度的损失，对聚合物水溶液粘度的影响，减少聚合物粘度的损失，提高粘度的稳定性和保留率。提高粘度的稳定性和保留率。三、聚合物驱后续接替技术三、聚

51、合物驱后续接替技术聚合物的吸附、降解和抗剪切性能研究。聚合物的吸附、降解和抗剪切性能研究。研究聚合物的研究聚合物的动静态吸附规律、抗剪切性能和降解性能，从结构和工动静态吸附规律、抗剪切性能和降解性能，从结构和工艺条件上进一步减轻降解和剪切。艺条件上进一步减轻降解和剪切。聚合物驱后续综合利用与提高采收率技术研究。聚合物驱后续综合利用与提高采收率技术研究。地层残地层残余聚合物的综合利用技术、高压注聚井解堵技术、聚合余聚合物的综合利用技术、高压注聚井解堵技术、聚合物、注聚井调剖技术研究等得到重视，后续提高采收率物、注聚井调剖技术研究等得到重视，后续提高采收率技术与配套技术研究正在兴起。技术与配套技术研究正在兴起。注聚井采出污水的综合利用与处理技术研究。注聚井采出污水的综合利用与处理技术研究。采出污水采出污水的综合处理技术、原油的破乳脱水技术等没有得到根本的综合处理技术、原油的破乳脱水技术等没有得到根本解决。解决。三、聚合物驱后续接替技术三、聚合物驱后续接替技术