聚合物水溶液流經(jīng)巖心后殘余阻力系數(shù)預(yù)測數(shù)學(xué)模型

黃斌 劉歡 張偉文

摘 要：聚合物溶液的殘余阻力系數(shù)是指當(dāng)其通過多孔介質(zhì)時(shí)，因?yàn)闇艋蚨氯斐啥嗫捉橘|(zhì)對(duì)水滲透率下降的度量。殘余阻力系數(shù)越大，油層滲透率下降就越大，如果殘余阻力系數(shù)過大，就會(huì)造成油層的阻塞，不利于聚合物驅(qū)。通過推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式以及開展流動(dòng)實(shí)驗(yàn)等，對(duì)于聚合物溶液流經(jīng)巖心后的殘余阻力系數(shù)進(jìn)行了預(yù)測，對(duì)于在驅(qū)油過程中聚合物的選取有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān) 鍵 詞：殘余阻力系數(shù)；數(shù)學(xué)模型預(yù)測；流動(dòng)性試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）08-1991-03

Abstract： The residual resistance coefficient of polymer solution is the decline level of water phase permeability of porous media caused by detention or blocking of polymer solution after it flowing through porous media. The bigger the residual resistance coefficient is， the greater the declining degree of reservoir permeability is. If the residual resistance coefficient is too big， the oil layer will be blocked， which is bad for polymer flooding. In this paper， a mathematical formula was derived， and flow experiments were also carried out. The residual resistance coefficient of the polymer solution after it flowing through the core was predicted.

Key words： residual resistance coefficient； mathematical model prediction； liquidity test

聚合物溶液流經(jīng)多孔介質(zhì)時(shí)，對(duì)其殘余阻力系數(shù)影響較大的有聚合物濃度、聚合物分子量以及多孔介質(zhì)的滲透率等。研究表明，殘余阻力系數(shù)RFF隨著聚合物濃度CP的增加而增加，當(dāng)CP增加至一定值后，RFF增加緩慢，并逐漸趨于恒定；隨著聚合物分子量M增大，殘余阻力系數(shù)RFF而增大；在分子量和濃度都相同時(shí)，多孔介質(zhì)滲透率KW越低，殘余阻力系數(shù)RFF越大[1-4]。

1 數(shù)學(xué)關(guān)系式

1.1 RFF與CP之間的關(guān)系

2 流動(dòng)性試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證預(yù)測模型的準(zhǔn)確性，我們在人造巖心上開展了流動(dòng)性試驗(yàn)，對(duì)不同濃度，不同分子量以及不同巖心滲透率下聚合物溶液的殘余阻力系數(shù)進(jìn)行了測量，通過與預(yù)測模型得出的值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了模型的正確性[7]。

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

（1）實(shí)驗(yàn)巖心

人造柱狀巖心，尺寸為Φ2.5 cm×10.0 cm，滲透率分別為400、500、700、900×10-3 μm2。

（2）實(shí)驗(yàn)材料

聚合物：大慶煉化生產(chǎn)的聚合物，平均分子量分別為1 200萬、1 600萬、1900萬、2 500萬；濃度分別為1 000、1 500、2 000、2 500 mg/L；

（3）實(shí)驗(yàn)用水

弱堿三元復(fù)合體系的配制用水均為一廠薩中II配注站注入污水，污水用前需過濾。

（4）實(shí)驗(yàn)溫度

實(shí)驗(yàn)過程均在大慶一廠油田油層溫度下進(jìn)行，此溫度為45 ℃。

（5）實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備

儀器設(shè)備主要包括平流泵、巖心夾持器、壓力傳感器、中間容器和手搖泵等。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）巖心抽真空。抽真空時(shí)間為2 h左右，當(dāng)表讀數(shù)約為-0.1 MPa時(shí)，停止。

（2）以0.1 mL/min流速泵入地層水，飽和4 h

以上，計(jì)量地層模擬水的流入體積、流出體積、堵頭死體積及管線內(nèi)的液體體積，計(jì)算巖心孔隙體積。

（3）水驅(qū)并記錄壓差。

（4）注入弱堿三元體系。以地層中的平均流速0.1 mL/min注入弱堿三元復(fù)合體系，記錄巖心兩端的壓差，為防止竄流，在注入過程中環(huán)壓始終高于注入壓力2 MPa。

（5）注弱堿三元體系完畢后，后續(xù)水驅(qū)。

通過測量得到的數(shù)值，計(jì)算出殘余阻力系數(shù)，并且與數(shù)學(xué)模型算出的殘余阻力系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下圖1-4所示。

圖1-4中實(shí)線為模型預(yù)測值，散點(diǎn)為實(shí)測值。對(duì)比結(jié)果表明，RFF預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

3 結(jié) 論

參考文獻(xiàn)：

[1] 張建英，楊普華. HPAM的分子量對(duì)巖心滲透率適應(yīng)性研究[J]. 石油勘探與開發(fā)，1995（04）：74-77+112-113.

[2] 趙傳峰，姜漢橋，李相宏. 弱凝膠殘余阻力系數(shù)的測定及修正[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào)，2010（04）：133-134+139+427.

[3] 舒成強(qiáng)，蔣良群，孫惠來. 締合聚合物在串聯(lián)巖芯中的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)研究[J]. 內(nèi)蒙古石油化工，2006（07）：70-72.

[4] 程杰成，石梅，高秀梅，龐宗威. 阻力系數(shù)R_F和殘余阻力系數(shù)R_K的影響因素[J]. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1992（03）：31-36.

[5] 何勤功. 高分子聚合物在儲(chǔ)集層孔隙介質(zhì)中的滯留機(jī)理[J]. 石油勘探與開發(fā)，1981（03）：49-59.

[6] 胡靖邦，李學(xué)軍，韓成林. 部分水解聚丙烯酰胺在多孔介質(zhì)中的動(dòng)態(tài)吸附規(guī)律研究[J]. 油田化學(xué)，1991（04）：320-324.

[7] 張立娟，岳湘安，賀豐果. 大慶喇薩杏三類油層注聚可行性分析[J]. 鉆采工藝，2009（01）：49-52+114-115.