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1、关于高分高浓度聚合物驱的几点认识 区块名称层位井距(m)总井数(口)注聚时间(年月)注高浓度时间(年月)注高浓度前聚合物用量（mg/L.PV）高浓度用量( mg/LPV）注入压力（MPa）10月注入浓度（mg/L）北西块4-4#葡I1-2237492001.2 2003.6294 1576 11.41994中区西部高浓度葡I1-7250252001.5 2003.6233 1153 12.12559南一区东块1#葡I1-4250272005.4 2005.40 951 12.01810高浓度聚合物驱试验区基本概况高浓度试验区块北西块4-4#南一区东块1#中区西部高浓度 高浓度聚合物驱工业化区块
2、基本概况序号区块层位井距(m)总井数(口)注聚时间(年月)注高浓度前聚合物用量（mg/L.PV）高浓度用量( mg/LPV）注入压力（MPa）10月注入浓度（mg/L）1 北二东西块葡I1-7250912002.1796 59 12.217022 北二东东块葡I1-71751692002.11581 159 13.218653 南一区西东块葡I1-41254422009.10 379 9.921734南一区东块3#站葡I1-4250352005.467118310.717565 南二区西部葡I1-42501992002.1765 267 11.312656 南三区西部葡I1-425018620
3、02.1743 10811.113597杏一二东部I块葡I1-31502352006.6310 735 13.218928 杏四区西部葡I1-32001692005.6708 169 12.119069 杏四六北部葡I1-32002582002.21150 128 12.2189410 北北一区上返萨III4-101503872007.1101 379 11.12108高浓度工业化区块北二东西块北二东西块北二东东块北二东东块南二区西部南二区西部南一区东块南一区东块3#站站南三区西部南三区西部杏一二东部杏一二东部I块块杏四区西部杏四区西部杏四六北部杏四六北部南一区西东块南一区西东块北北一区上返标
4、注：南二区西部15口井、南三区西部16口井注高浓度聚合物，浓度分别为1901mg/L和1975mg/L一、高分高浓度聚合物驱油机理的深化认识二、高分高浓度聚合物驱方案优化设计三、下步攻关方向汇 报 内 容 静吸附量测定结果序号序号吸附前吸附前浓浓度度（mg/Lmg/L）吸附量吸附量（mg/gmg/g）1 15005000.21810.21812 2100010000.42690.42693 3150015000.56010.56014 4200020000.69390.69395 5250025000.76560.76566 6300030000.80160.80167 7350035000.
5、81120.8112聚合物静吸附曲线 静吸附量随着聚合物浓度升高而增加；浓度为2500mg/L时，吸附基本达到饱和 1、吸附流动性能研究（2500万聚合物，80120目石英砂）聚合物浓度与阻力系数关系曲线聚合物浓度与残余阻力系数关系曲线10cm2.5cm人造均质岩芯，注入水为三厂污水，有效渗透率700-800mD，聚合物分子量为2500万聚合物浓度越高，阻力系数增幅越大；残余阻力系数随聚合物浓度的增加而增大，浓度2500mg/L以上时趋于平衡不同分子量聚合物不同浓度聚合物2、分子量、浓度对体系粘弹性的影响（聚合物浓度1000mg/L，清水）（1500万聚合物，清水）稳态实验表明：在地层剪切速率
6、条件下（10s-1），分子量从1200万增加到2500万，弹性增加9倍，粘度增加1倍；浓度从1000mg/L增加到2000mg/L，弹性增加5倍，粘度增加2.5 倍，说明增加分子量和聚合物浓度，对体系的弹性影响更大在10s-1条件下，分子量从1200万增加到2500万，储能模量增加0.7倍，损耗模量增加0.3倍；浓度从1000mg/L增加到2000mg/L，储能模量增加1.3倍，损耗模量增加1倍，说明增加分子量和聚合物浓度，对体系的弹性影响更大动态实验表明：分子量对储能模量的影响分子量对损耗模量的影响浓度对储能模量的影响浓度对损耗模量的影响分子量对体系驱油效率的影响（相同用量）10cm2.5c
7、m人造均质岩芯，有效渗透率400mD，用量12000mg/LPV3、分子量和浓度对体系驱油效率的影响 随聚合物分子量的增加，提高驱油效率能力增强，线性关系明显10cm2.5cm人造均质岩芯，有效渗透率400mD，用量12000mg/LPV 随聚合物浓度的增加，提高驱油效率能力增强，在聚合物浓度2500mg/L以上趋于平缓聚合物浓度对体系驱油效率的影响（相同用量）残余油饱和度与聚合物分子量关系残余油饱和度与聚合物浓度关系提高分子量和浓度均能降低残余油饱和度无论提高聚合物分子量，还是增加聚合物浓度，都能降低水驱残余油饱和度，但浓度2500mg/L以上降低速度减缓10cm2.5cm人造均质岩芯，有效
8、渗透率400mD，用量12000mg/LPV特 征 参 数水驱800万1200万1700万2200万2900万等渗点含水饱和度（%）57.1458.4559.0659.7662.4564.27残余油饱和度（%）25.5322.5421.2719.9219.3018.53油水两相跨度（%）44.0146.3447.9648.9649.6350.18残余油时Krw/krp（%）33.0727.6525.9425.1222.9221.25无水期采收率（%）31.6543.2145.1046.9948.0050.66最终采收率（%）63.2967.2869.2871.0872.0073.03相同浓度、
9、不同分子量聚合物驱相渗曲线部分特征参数数据 随着分子量的增加:1、无水期采收率逐渐增大2、残余油饱和度逐渐降低，油水两相跨度增大，最终采收率增加3、残余油时水相相对渗透率的最大值（Krp）逐渐降低特 征 参 数水驱1000mg/L1500mg/L2000mg/L2500mg/L3000mg/L等渗点含水饱和度（%）57.1459.7662.3662.8664.1265.15残余油饱和度（%）25.5319.9219.1018.6217.9617.63油水两相跨度（%）44.0148.9649.0050.1551.0451.54残余油时Krw/krp（%）33.0725.1223.7221.86
10、20.7419.82无水期采收率（%）31.6546.9947.5648.6150.0052.29最终采收率（%）63.2971.0871.9572.9273.9774.51不同浓度普通中分聚合物驱相渗曲线部分特征参数数据 随着浓度的增加:1、无水期采收率逐渐增大2、残余油饱和度逐渐降低，油水两相跨度增大，最终采收率明显增加3、残余油时水相相对渗透率的最大值（Krp）逐渐降低，等渗点明显右移1000mg/L聚合物驱残余油饱和度与分子量关系曲线152025300100020003000分子量（万）残余油饱和度（%）普通中分聚合物驱残余油饱和度与浓度之间关系曲线152025300100020003
11、000浓度（mg/L）残余油饱和度（%）聚合物分子量、浓度对残余油饱和度的影响无论聚合物分子量提高，还是浓度的增加，都能降低水驱残余油饱和度，提高驱油效率实验条件：天然岩心渗透率400mD，驱替速度：1.0ml/min，注入体积：30PV 无论水驱还是聚驱后，用量一定时，采收率随着聚合物浓度增加而提高；PV数一定时，增加浓度，同时也增加了用量，采收率大幅度提高水驱后聚合物用量、浓度对聚驱效果的影响用量（mg/LPV）采收率提高值（）03206409601280160019202240相同用量不同用量不同用量相同用量3206409601280160019202240分子量为2500万分子量为25
12、00万聚合物浓度(mg/L)聚驱后聚合物用量、浓度对聚驱效果的影响640mg/LPV640mg/LPV1280mg/LPV5、高分高浓度大用量聚驱能够大幅度提高采收率1、室内评价和岩心驱油实验表明：增加聚合物分子量和浓度可增加聚合物溶液的弹性，降低残余油饱和度，提高驱油效率2、在注入能力允许的条件下，驱油效率随聚合物分子量、浓度的增加而提高，浓度达到2500mg/L以上，驱油效率增加幅度变缓综上所述：一、高分高浓度聚合物驱油机理的深化认识二、高分高浓度聚合物驱方案优化设计三、下步攻关方向汇 报 内 容水驱过程中，空间任意点含油饱和度对时间的变化率一直小于或等于0，说明没有油墙形成。聚驱过程中，
13、在聚合物浓度前缘波及的空间范围内，含油饱和度对时间的变化率将大于0，有油墙形成 （一）高分高浓度聚驱油水运移规律根据分流理论推导出含油饱和度与时间的变化关系:1、理论分析水驱过程中，空间任意点含油饱和度对时间的变化率一直小于或等于0，说明没有油墙形成。聚驱过程中，在聚合物浓度前缘波及的空间范围内，含油饱和度对时间的变化率将大于0，有油墙形成 （一）高分高浓度聚驱油水运移规律根据分流理论推导出含油饱和度与时间的变化关系:1、理论分析形成油墙的影响因素分析（1）聚合物前缘浓度梯度 注入聚合物浓度越高， 前缘浓度梯度越大，形成油墙的能力越强水驱过程中，空间任意点含油饱和度对时间的变化率一直小于或等于
14、0，说明没有油墙形成。聚驱过程中，在聚合物浓度前缘波及的空间范围内，含油饱和度对时间的变化率将大于0，有油墙形成 （一）高分高浓度聚驱油水运移规律根据分流理论推导出含油饱和度与时间的变化关系:1、理论分析（2）聚合物粘浓曲线斜率 注入聚合物分子量越高，粘浓曲线斜率越大，形成油墙的能力越强。对于同一种分子量聚合物，浓度越高，斜率越大。因此，为了提高聚合物驱油效果，首先选取较大分子量的聚合物，一旦聚合物分子量确定后，尽量注入较高的浓度水驱过程中，空间任意点含油饱和度对时间的变化率一直小于或等于0，说明没有油墙形成。聚驱过程中，在聚合物浓度前缘波及的空间范围内，含油饱和度对时间的变化率将大于0，有油
15、墙形成 （一）高分高浓度聚驱油水运移规律根据分流理论推导出含油饱和度与时间的变化关系:1、理论分析（3）聚合物弹性 聚合物分子量、浓度越高，第一法向应力差越大，残余油饱和度越低，油相相对渗透率越大，形成油墙的能力越强计算条件地质模型： 五点法井网1/4井组，注采井距250m，纵向上1个层，油层有效厚度3m，渗透率1000mD2、数值模拟研究注入方式： 含水90开始注聚，浓度分别为1000mg/L、2000mg/L和2500mg/L，用量570mg/L PV，注入速度0.19PV/a聚合物浓度2500mg/L聚合物浓度2000mg/L聚合物浓度1000mg/L水驱0336699132165198
16、0336699132165198033669913216519803366991321651980336699132165198033669913216519803366991321651980336699132165198聚合物浓度越高，聚合物溶液形成油墙的能力越强水驱和聚合物驱过程中含油饱和度分布 （注聚0.26PV）中区西部PO观2井含水饱和度变化（离注入井40m） 测试日期1990年7月1991年2月1991年9月1992年1月葡1-20.6180.3790.3830.682葡20.5430.3070.4670.487葡2-30.3100.2690.3810.419全井0.4210.3
17、070.3890.453注聚后，含水饱和度有一个下降过程，即油有一个富集过程。注聚前含水饱和度为0.421，注聚后降到0.307，然后再逐渐上升，明确显示了油墙的形成过程 3、矿场试验观察dznet=1.2m k=53.16mDdznet=1.2m k=119.16mDdznet=1.2m k=189.06mDdznet=1.2m k=273.27mDdznet=1.2m k=380.49mDdznet=1.2m k=524.40mDdznet=1.2m k=731.05mDdznet=1.2m k=1060.49mDdznet=1.2m k=1703.16mDdznet=1.2m k=496
18、5.75mD转注时机计算条件地质模型： 五点法井网1/4井组，注采井距250m，纵向上10个层，变异系数0.72注入方式： 含 水 90 注 聚 ， 注 入 速 度0.19PV/a，聚合物总用量1210mg/LPV(二）浓度越高转注高浓度时机越早，提高采收率幅度越大早期转注：早期转注：直接注入浓度分别为1500、2000和2500mg/L的聚合物溶液中中期期转转注注：注入浓度为1000mg/L的聚合物溶液0.32PV后，转注浓度分别为1500、2000和2500mg/L的聚合物溶液后后期期转转注注：注入浓度为1000mg/L的聚合物溶液0.64PV后，转注浓度分别为1500、2000和2500
19、mg/L的聚合物溶液（三）河道砂发育厚度大且连通状况好的油层适合高分高浓度聚驱Z72-CSP51Z72-CSP51Z80-SP54Z80-SP54河道砂发育100%，与周围油井一类连通占63.0%。此井注入压力最低10.5MPa。能够实现高分高浓度聚合物连续注入 Z72-P49Z72-P49砂岩有效渗透率19.7m17m800mDZ72-P49Z72-P49Z72-CSP51Z72-CSP51Z80-SP54Z80-SP54河道砂发育，但多向连通比例低，连通类型以三类连通为主，不能实现高浓度聚合物的连续注入此井河道砂钻遇60%，但与周围油井一类连通率较低仅为40%，目前注入困难，控制注聚砂岩有
20、效渗透率10.2m8.8m393mD南一区东块1#站砂体连通栅状图南一区东块1#站砂体连通栅状图Z72-P49Z72-P49Z72-CSP51Z72-CSP51Z80-SP54Z80-SP54河道砂不发育，尽管薄差层多向连通比例高，连通类型以一类连通为主，仍不能实现高浓度聚合物的连续注入此井河道砂钻遇35%，与周围油井一类连通率为50%，目前注入困难，控制注聚砂岩有效渗透率8.5m6.6m567mD分子量1700-1300万浓度1000mg/L 通过层系组合、井网井距和注入方式的优化以及最及时有效的跟踪调整，提高聚驱油层动用程度，进一步扩大波及体积；在保证注采平衡和注聚压力不超过油层破裂压力的
21、前提下，注入分子量相对较大、浓度相对较高的聚合物，进一步提高驱油效率，实现大幅度提高采收率的目的 1、基本思路（五）方案优化设计层系组合井网井距 聚合物分子量注入参数 注入浓度 聚合物用量 注入速度注入方式配注方案综合调整措施2、基本要素注入浓度的确定：根据每口注入井允许聚合物注入的压力增值确定聚合物合理注入浓度不同渗透率条件下聚合物溶液浓度对压力的影响（注采井距175m，中分聚合物、注入强度6m3/d.m）化学驱水 驱化学驱P /O k1/k2 w Ok1k2水水P /O k1/k2 层内非均质（2）深度调剖，控制聚合物溶液的无效循环高低渗透层波及系数比E2/E1水相与油相粘度比P/O当层间
22、没有连续的不渗透夹层时，随着p/o的增大，E2/E1随之增大，当p/o K1/K2时，E2/E1趋近于1，但当级差大于4时，调整处在不同渗透率层流体前缘的最好方式是采用深度调剖 聚驱深度调剖可多提高采收率2-4个百分点，聚驱前期调剖效果最好 现场实践表明：调剖区比未调剖区可多提高1.6个百分点左右深度调剖提高采收率与调剖时机的关系曲线采收率(%)调剖时机（PV）北一二排西注聚前调剖井含水下降幅度增油效果好于未调剖井调剖区未调剖区提高采收率7.36单井累积增油(t)用量(mg/LPV)5.76动用比例分层注聚对聚驱效果的影响采收率提高值渗透率级差(%)北一二排西部二类油层分层注聚与笼统注聚油层动
23、用状况对比 分层注聚可提高油层动用比例10个百分点，提高采收率13个百分点。研究表明：在聚合物用量200mg/LPV前实施分注效果较好。目前工业化区块分注率为22.7%70.3%。具备分层条件的井都应采用分层注入(%)纵向分层分质注聚示意图B 0.5 2.5 2.51#2#B 0.5 5 3.0 2.5B 0.3 5 1.5 1. 23#4#5#B 0.1 5 1.0 0. 8B 0.4 5 2.8 2. 2高分高分高分中分分层分质注聚可比分层注聚多提高采收率1个百分点以上，实现纵向分质，同时也实现了平面分质B 0.45 3.5 3. 01#2#B 0.21 1.8 1.5B 0.65 3.8
24、 3. 2B 0.16 1.0 0. 53#4#5#中分中分中分低分0.10 0.5 0.5分层分层分质分层分质注聚效果明显好于分层注聚中高中高中高低含水（%）聚合物用量（mg/LPV）河道砂非河道砂 尖灭表外沉积相带图注聚前期注聚中期注聚后期后续水驱（5）聚驱全过程综合调整，改善聚驱效果针对聚驱四个阶段，进行全过程综合调整，进一步改善聚驱效果，主要措施包括：注采参数调整、注采系统调整、采油井压裂、合采井封堵和注入井压裂解堵以及油井选择性堵水等一、高分高浓度聚合物驱油机理的深化认识二、高分高浓度聚合物驱方案优化设计三、下步攻关方向汇 报 内 容总体思路1、聚合物驱最小尺度个性化设计及跟踪调整技
25、术研究2、进一步加强聚合物微观驱油机理研究(2)聚合物不可及孔隙体积对驱油效率的影响岩心号Tr-31-5Tr-31-5Tr-31-4Tr-31-4Tr-31-3Tr-31-3Tr-31-2Tr-31-2渗透率（mD）877.54875.65872.64867.44孔隙度（）30.7131.2230.7631.00聚合物分子量（106）8.0017.0022.0029.00聚合物粘度（mPas）32.7832.6433.0132.42不可及孔隙体积（）17.6420.7622.1224.11相同粘度不同分子量聚合物溶液在天然岩心中的VIP对比4、高分高浓度聚合物驱适应储层条件及潜力研究5、聚合物
26、合理用量和停注聚界限研究敬请各位领导、专家批评指正敬请各位领导、专家批评指正！谢谢 谢！谢！大庆油田有限责任公司勘探开发研究院中国石油 为了预测和评价高分高浓度聚驱效果，根据相对渗透率曲线和聚合物弹性驱油机理研究结果，改进了聚合物驱数值模拟器数学模型，增加了聚合物弹性驱油机理模拟功能毛管数残余油饱和度/采收率利用第一法向应力差表征聚合物弹性利用第一法向应力差表征聚合物弹性聚驱残余油饱和度是第一法向应力差的函数改进了聚合物驱数值模拟器数学模型油相相对渗透率曲线是残余油饱和度的函数KroSw水驱油相相对渗透率曲线极限高弹性聚驱油相相对渗透率曲线聚驱油相相对渗透率曲线注聚压力的影响因素分析：在非均质
27、油层条件下，注入压力的求解公式：P=注入压力P与分子量M、浓度CP成双对数线性关系注入压力P与的倒数成线性关系在恒定日注入量Q条件下，注入压力与井距L的对数成线性关系井距的改变对注入压力的影响不大在恒定年注入孔隙体积倍数条件下，注入压力与井距L平方成线性关系井距对注入压力的影响是诸因素中最显著的一个 125m150m井距高分高浓度聚合物能够较好注入中区西部南一区东块1#南二区西部南三区西部北二东西块北西块4-4#杏四六北部杏四区西部北二东东块杏一二东部I块南一区西东块层层2（ 低渗透层）低渗透层）, k2, 2, Fr2层层1（ 高渗透层）高渗透层）, k1, 1, Fr1Lp2 或或 rp2
28、 Lp1 或或 rp1 Fr = 阻力系数不同条件下纵向波及效率（流体在低、高渗透层运移前缘之比，Lp2/Lp1或rp2/rp1）计算纵向波及效率（Lp2/Lp1或rp2/rp1）各参数定义如下图1、线性流，无层间隔层其中：K1-高渗透层渗透率，mdK2-低渗透层渗透率，mdf1-高渗透层孔隙度f2-低渗透层孔隙度计算公式2、线性流，有层间隔层(此时根据阻力系数不同，分两种情况)当当3、径向流，无层间隔层（公式比较复杂）各参数满足以下方程其中：K1-高渗透层渗透率，mdK2-低渗透层渗透率，mdf1-高渗透层孔隙度f2-低渗透层孔隙度rw-井眼半径Fr1-高渗透层阻力系数Fr2 - -低渗透层
29、阻力系数av1-高渗透层不可及空隙体积av2-低渗透层不可及空隙体积ar1-高渗透层聚合物滞留量ar2-低渗透层聚合物滞留量使使用用该该公公式式时时，可可先先假假设设流流体体在在高高渗渗透透层层运运移移距距离离为为50ft，从从而而计计算算出出流流体体在在低低渗渗透透层层中中运运移移距距离离，即即可可求求出出rp2/rp1。4、径向流，有层间隔层(此时根据阻力系数不同，分两种情况)当当聚合物溶液注入体聚合物溶液注入体积积，PV采收率提高采收率提高值值（%）00.20.40.60.811.205101520253020.9020.7311.013.34高浓度区中心井采收率曲线高浓度区中心井采收率曲线中区西部北西块4-4#站南一区1#南一区西东块高浓度聚驱工业化区块综合含水变化曲线高浓度聚驱工业化区块综合含水变化曲线
