聚合物驅(qū)研究進展及技術(shù)展望

隨著工業(yè)的發(fā)展,世界能源的需求日益增加。相比于太陽能、風能等其他能源,現(xiàn)階段的化石燃料,特別是石油和天然氣,在能源供應(yīng)方面發(fā)揮著更加重要的作用。近年來,我國石油的需求量不斷增加。2019年,我國原油進口量超過5x108t,同比增長9.5%,石油對外依賴度上升至72 %。為緩解這種情況,對老油田進一步挖潛以提高原油采收率或通過發(fā)現(xiàn)新的油氣田來提高油氣產(chǎn)量是至關(guān)重要的。油田開采一般經(jīng)歷3個階段。

通過油層自身能量進行石油開采的方式稱之為一次采油。一次采油結(jié)束后,將氣體或水注人油田儲層以保持油層與生產(chǎn)井之間的壓力差,這種方式稱為二次采油。在一次和二次采油階段之后,由于油井的含水率不斷增加,需要更多的地面設(shè)備來分離油井采出的油氣和水,導致產(chǎn)油成本高昂,很難以低成本繼續(xù)采油。

三次采油是二次采油后進一步提高采收率的重要階段，利用化學、熱能、物理、生物等方法改變儲層巖石或驅(qū)替液的性質(zhì),從而提高波及系數(shù)和洗油效率?；瘜W驅(qū)提高采收率(CEOR)是提高采收率的重要技術(shù)之一,在油田得到廣泛應(yīng)用。有關(guān)提高采收率的研究表明,全球11%提高采收率項目中,有11%是化學驅(qū)。在化學驅(qū)提高采收率技術(shù)中,聚合物驅(qū)所占比例超過77%,23 %是聚合物/表面活性劑二元驅(qū)。

聚合物驅(qū)通過向水相中加入聚合物,增加水的黏度,降低水油流度比,同時降低水的相對滲透率實現(xiàn)吸水剖面的調(diào)整,提高水相波及體積。聚合物驅(qū)已在油田現(xiàn)場應(yīng)用50多年,與其他提高采收率技術(shù)相比成本更低。

但是在礦場應(yīng)用過程中也存在一些問題:在高溫高礦化度油藏,聚合物分子易發(fā)生蜷曲導致流度控制能力減弱;在海上油田聚合物溶解熟化時間長,配聚效率低;在低滲透稠油油藏聚合物注人性差,難以驅(qū)替稠油。各種新型聚合物的研發(fā)有效地解決了上述問題,促進了聚合物驅(qū)在油田的進一步應(yīng)用。該文首先綜述了聚合物驅(qū)的基本原理以及各種驅(qū)油用聚合物的發(fā)展現(xiàn)狀,然后對聚合物驅(qū)的礦場應(yīng)用效果進行總結(jié),最后展望了聚合物驅(qū)未來的發(fā)展趨勢。

研究結(jié)論：

在對前人工作總結(jié)的基礎(chǔ)上,對聚合物驅(qū)未來發(fā)展的主要結(jié)論和建議如下;

1)聚合物驅(qū)通過增加水相黏度,降低水油流度比,提高波及系數(shù);通過自身黏彈性對原油產(chǎn)生拉拽作用從而提高洗油效率。但隨著多種適用于不同類型油藏聚合物的研發(fā),對聚合物驅(qū)油機理的研究需要繼續(xù)深入。

2)聚合物能夠適用的油藏條件不斷拓寬，TVPS(溫增黏聚合物)、疏水締合聚合物、耐溫抗鹽共聚物的研發(fā)使聚合物能夠應(yīng)用于高溫高鹽油藏;速溶聚合物的研發(fā)提高了海上油田的配聚效率;兩親聚合物的研發(fā)將聚合物驅(qū)引人稠油油藏。未來適用于多種類型油藏的功能型聚合物的研發(fā)是聚合物驅(qū)發(fā)展的重要方向,但是如何降低功能型聚合物的研發(fā)及應(yīng)用成本也是亟須解決的問題。

3)目前聚合物驅(qū)礦場實驗仍以耐溫抗鹽部分水解聚丙烯酰胺、交聯(lián)聚合物凝膠、聚合物微球、聚表二元復合體系為主,如何將新型聚合物的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為礦場應(yīng)用的采收率提高是今后聚合物驅(qū)的重點發(fā)展方問。

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