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油田相对渗透率改善剂研究与应用进展
第29卷第1期2011年3月胶体与聚合物
ChineseJournalofColloidamp;polymer
V01.29No.1
Mgr.2011
DOI:10.3969~.issn.1009—1815.2011.01.015
油田相对渗透率改善剂研究与应用进展
郭平张营华刘煜
(胜利油田地质科学研究院山东东营257015)
摘要:相对渗透率改善剂(RPM)是由高分子水溶性聚合物或其弱交联体系组成,其选择性堵水的机理主
要有流体分流模型,孔壁效应模型等,其中吸附作用是最基本的因素.本文介绍了RPM的作用机理及应用情
况,展望了RPM的研究与发展趋势.
关键词:选择性堵水;相对渗透率改善剂;聚丙烯酰胺
中图分类号:TE358+.3文献标识码:A文章编号:1009.1815(2011)01—0046—03
目前,我国油田综合含水率随着注水开发的
深入都有不同程度的升高.据统计,占全国3/5产
量的主力油田的综合含水率大部分超过85%,东
部一些油田的综合含水率更是超过90%t.油井
过多产水,给油田经济开发带来很大的隐患,可
能产生许多不良后果,严重时甚至引发事故.随
着开发的深入,井下技术状况也变差,且因夹层
水的存在和出水层位不明确等因素的存在,限制
了非选择性堵水技术的应用.选择性堵水技术是
化学剂在地层条件下与油,水发生不同的作用,
从而产生对油水渗流的不同阻碍,达到控水的目
的.根据选择性作用方式,选择性堵水剂可分为
选择性水相封堵剂和相对渗透率改善剂(RPM).
1RPM研究概况
选择性水相封堵剂是利用油藏的物理化学
环境如温度,地层水,或地层水中的金属离子等,
依靠封堵剂在多孑L介质高含水通道中发生反应
来有效封堵水流通道,而在油流通道中该作用不
发生或减弱,以产生选择性封堵的效果.但该
处理方式仅适用于金属离子浓度较高的地层,且
易造成油水通道的物理封堵,导致多孔介质渗流
能力严重降低,油井产水大幅度降低的同时产油
能力也会降低,在处理不当时会造成产液量过
低,影响正常生产.
相对渗透率改善剂(RelativePermeability
Modifiers,RPM)是由高分子量水溶性聚合物或其
弱交联体系组成,最显着的特点是在多孑L介质中
对水相渗透率的降低程度远大于对油相渗透率
的降低程度,且对油相的残余阻力系数不大于2.
RPM具有投放工艺简单的优点,通常不需要进行
处理液的机械分离,此外具有低风险,对地层损
害小,不堵塞地层,聚合物可清除,对环境影响小
等特点.
RPM的研发始于2O世纪70年代,到目前为
止,国内外研究的RPM体系主要是聚丙烯酰胺
体系,包括部分水解聚丙烯酰胺类,非离子型水
解聚丙烯酰胺类,交联的水解聚丙烯酰胺类以及
阳离子型丙烯酰胺共聚物等】.
2堵水机理研究
RPM主要包括水溶性聚合物和相应的弱交
联体系两大类,其不等比例降低油水渗透率的机
理较为复杂,涉及渗流力学,吸附力学,流体力学
等,一种好的RPM必须在岩石表面产生强烈的
吸附,形成稳定的吸附层.因而,在孑L隙表面形成
聚合物吸附层对于RPM堵水是非常重要的【9].聚
合物在岩石中的吸附量随岩石结构及组分不同
而异,在水中加入盐会提高聚合物在粘土上的吸
附量也是一个普遍现象.在地层中注入聚合物溶
液时,随着注入速度的增加,即随着剪切速率的
增加,聚合物吸附层得到改善,这种现象称之为
流动诱发吸附(flow-inducedadsorption)㈣.在临
界剪切速率上,渗透率降低机理从静态吸附变为
流动诱发吸附,聚合物吸附层突然增厚.研究表
明:阳离子型聚合物在含有粘土的填砂模型中的
吸附主要是静电吸附和流动诱发吸附的综合作
收稿日期:2010.09.02
作者简介:郭平(1966-),男,山东邹平人,工程师,主要从
事提高采收方面相关实验研究正一mail:gprc@slo~coro_
郭平等:油田相对渗透窒董型窒鲎1期
用嗍.
基于聚合物吸附本质原因,RPM对油水相的
不同封堵作用的解释有四种模型:流体分流模型
(SeNegatedPathwayMode1),孔壁效应模型
(Wall—EffectMode1),凝胶微粒模型(Gel—Droplet
Mode1),孔壁效应/凝胶微粒模型(CombinedWall
Effect/Gel-DropletMode1),其中前两种观点认可
度较高.
2.1流体分流模型
流体分流模型认为,油,水通过孔隙网络内
不同的孔道流动,润湿相占据小孔道和大孔道孔
壁部位,非润湿相占据大孔道中心部位n.由于
RPM多是亲水性的,将优先侵入并占据水流通
道,有效降低水相渗透率.虽然也有一部分进入
油流通道,但在亲油介质中多呈卷曲状,对油相
渗透率伤害小,再加上润滑效应和
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