聚合物粘度影响因素分析与改善技术研究

胡春艳

摘要：注入聚合物溶液的主要作用是改变油水流度比，增加扫油面积，扩大波及体积，从而提高采收率，聚合物溶液粘度是聚合物驱油的重要指标之一。研究聚合物粘度影响因素，采取相应的技术手段提高粘度，对于提高聚合物驱油效果具有重要意义。

关键词：聚合物驱油；高含水开发后期；粘度

聚合物驱油是油田高含水开发后期原油稳产的主要技术措施。注聚合物的目的是为了增加注入水的粘度，由于在矿场注入的过程中聚合物粘度受众多因素的影响，粘度保留率低，影响了驱油效果，因此，在聚合物溶液配注过程中就要注重对粘度影响因素的研究。聚合物驱油生产实践表明聚合物溶液配制成分的质量和配注系统中的机械、化学和生物降解因素对溶液的粘度均有影响。通过对聚合物溶液粘度的主要影响因素进行分析和研究，有利于采取各种技术措施提高聚合物粘度，确保聚合物的驱油效果。

正注聚项目在注入的过程中发现，注入的聚合物溶液粘度过低，第一段塞浓度粘度低于30 mPa.s，第二段塞在20 mPa.s左右，不能达到方案的要求，严重影响聚合物开发效果。目前发表研究成果主要是从室内试验进行分子量、浓度、温度、矿化度、搅拌速度和氧等方面分析对粘度的影响，但矿场实际粘度变化是多种因素共同影响的结果，其与现场投加的药剂、污水、设备流程等方面息息相关，通过对矿场配注和注入过程的分析，探究影响聚合物溶液粘度的因素及规律，有针对性的提出保粘的方法，实施调整干粉类型、提高第二段塞浓度、污水曝氧处理、注聚设备流程优化等措施，大幅提高正注项目聚合物溶液粘度，确保了三次采油的效果及经济效益。

1 室内粘浓检测

模拟矿场注入条件，室内分别测定三种干粉在不同浓度下的粘度。用清水加入B聚干粉配成5000mg/L的聚合物母液，搅拌2小时，由高到低分别稀释到不同浓度，再放入60℃水浴中2小时（模拟油藏温度）。用Brookfield DV-Ⅲ粘度计在6rpm、60℃下测其粘度。同理测用A、C干粉配制不同浓度下的粘度。污水稀释后粘度检测试验反映出不同类型干粉采取“清水配制+污水稀释”混注方式，随着浓度的降低，其粘度越低，但降低的幅度差别较大，在浓度2000mg/L以上的浓度，粘度下降幅度大；在浓度2000mg/L以下的较低浓度，粘度下降缓慢。浓度2500mg/L以上时B干粉比A、C干粉配制的溶液粘度高，浓度2500mg/L以下时，三类干粉变化基本一致。

取现场使用的不同批次干粉配制5000mg/L的聚合物溶液，搅拌2小时后测其粘度，三种干粉每一批次性能都有较大的波动。A干粉平均化验粘度3016mPa.s，C干粉平均化验粘度2795mPa.s，B干粉平均化验粘度3585mPa.s。

2 矿场化验数据分析

对比三种干粉的现场应用情况来看，A干粉性能较为稳定，现场投加正常。C干粉溶解时泡沫多，水射流分散适应性差。B干粉结块较严重影响干粉的平稳加料，导致分散下料器堵塞，影响母液配制平稳合格。

2.1 水质对聚合物溶液粘度的影响

聚合物驱一般采用清水配制聚合物溶液、污水稀释注入方式，污水为地层采出水。采取“清水配制+污水稀释”混配方式下，用A干粉配制一系列不同矿化度的1500mg/L的聚合物溶液，搅匀后在60℃下恒温5小时测其粘度。可以看出，随着污水矿化度的增大，1500mg/L的聚合物溶液粘度随矿化度的增大，先是急剧下降，然后下降趋于平缓，当总矿化度低于2000mg/L，随着污水矿化度的增加，聚合物溶液粘度下降快。

2.2 污水中离子含量对粘度的影响

2.2.1 K+、Na+的影响.在25℃下，将40%的NaCl和KCl溶液分别加入到2500mg/L的聚合物溶液中，测定不同K+、Na+含量下的聚合物溶液粘度。在<2500mg/L时，随着离子浓度的增加粘度下降较快，在 >2500mg/L时，随着离子浓度的增加粘度下降的趋势减缓，随后粘度趋于稳定，在相同的离子浓度下钠离子对聚合物溶液粘度的影响要大于钾离子。

2.2.2 Ca2+、Mg2+的影响.在25℃下，将40%的CaCl2和MgCl2溶液分别加入到2500mg/L的聚合物溶液中，測定不同Ca2+、Mg2+含量下的聚合物溶液粘度。从图中可以看到，钙镁离子在0-80mg/L时，聚合物溶液粘度下降较快。在>80mg/L时聚合物溶液粘度下降比较慢，总体来看镁离子的影响大于钙离子，但总体变化趋势相同。

2.2.3 Fe2+的影响.从室内试验来看，Fe2+对聚合物溶液的粘度影响非常大，随着离子浓度的增加，聚合物溶液粘度急剧下降，浓度大于1.5mg/L时粘度下降趋于平缓，粘度下降到10mPa.s以下。

对正注聚区块所用污水进行现场检测，可以看到，各注聚站污水中Fe2+含量较高，其中10#注聚站达到了2.5mg/L，放置30分钟后开始出现絮凝物。

2.3 溶解氧对粘度的影响.溶解氧是影响聚合物溶液稳定性的关键因素，污水中氧的存在会使其粘度迅速下降，氧化降解严重的驱油体系甚至会丧失流度控制能力。从室内试验结果可看出，随着体系中溶解氧的增加，粘度下降。在脱氧条件下，在老化初期粘度损失在15%左右。有氧条件下，老化初期粘度损失率达到70%以上。

3 提高聚合物粘度方法

3.1注聚流程采取玻璃钢、不锈钢管线.新注聚项目建设时高压污水管网、母液外输管网、单井管线全部采用玻璃钢管线，将高压管汇处的管线整体更换为不锈钢管线等措施，较少腐蚀、结垢现象，减少铁离子的产生，增加注聚设备流程系统的粘度保留率。老注聚项目逐步用非金属管材替换金属管材。加大注聚区玻璃钢管柱的应用。

3.2开展干粉适应性分析及时调整干粉.分散装置为水射流分散装置，溶解性较差，通过干粉矿场适应性分析，开展好系统粘度调研，及时与上级部门进行沟通，调整现场干粉厂家，提高区块聚合物溶液粘度。

参考文献：

1.孙春红.曝氧污水稀释聚合物驱油试验研究[D].大庆：大庆石油学院，2016