付美龍，張志遠(yuǎn)，侯寶峰，王杰，鮮若琨

長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外注聚井堵塞原因研究已經(jīng)取得一定的認(rèn)識(shí)。SHAW等[1]在評(píng)價(jià)Taber South油田聚合物驅(qū)(以下簡(jiǎn)稱聚驅(qū))效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，聚合物熟化不好造成的“魚眼”等不溶膠團(tuán)對(duì)近井地帶會(huì)造成一定堵塞，嚴(yán)重影響聚驅(qū)效果；鄭俊德等[2]對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返排物進(jìn)行分析判斷，也得出了類似結(jié)論；唐洪明等[3]研究了靜態(tài)條件下部分水解聚丙烯酰胺溶液在大慶油田聚驅(qū)巖石上的吸附規(guī)律，結(jié)果表明，聚合物在黏土礦物上的吸附量是在巖石骨架上的4～10倍，對(duì)流體流動(dòng)造成阻力從而堵塞地層；朱貴寶[4]對(duì)北二西聚驅(qū)油層進(jìn)行數(shù)值模擬研究，對(duì)于注采井距為250m的開發(fā)區(qū)塊，聚合物溶液的滯留主要集中在前40m，且前20m以內(nèi)的滯留最突出；曾明友[5]結(jié)合SZ36-1-A07擴(kuò)大井組的注采動(dòng)態(tài)資料,采用注采動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)擬合法推算出注聚井堵塞主要發(fā)生在近井地帶，SZ36-1-A07井組350m井距，在距離注入井60m以內(nèi)的壓力梯度變化最大。由此可以得出聚合物的滯留主要集中在距離注聚井60m以內(nèi)。以上堵塞因素研究多集中在對(duì)藥劑本身的評(píng)價(jià)分析，關(guān)于堵塞位置的結(jié)論都是通過(guò)數(shù)值模擬和注采動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)擬合推算而出，而鮮有對(duì)注聚井堵塞原因的系統(tǒng)分析研究。為此，筆者以河南油田聚驅(qū)儲(chǔ)層地質(zhì)特征和流體性質(zhì)為基礎(chǔ)[6-10]，輔助以掃描電鏡(SEM)為研究手段，開展了地層堵塞機(jī)理等方面研究；采用平面徑向流模型進(jìn)行注聚合物地層堵塞位置的研究，得出平板模型1/8處堵塞情況最嚴(yán)重；研制了一種聚合物防吸附體系，并對(duì)該防吸附劑的現(xiàn)場(chǎng)施工注入?yún)?shù)進(jìn)行優(yōu)化。這對(duì)油田后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)施工及動(dòng)態(tài)調(diào)整具有重要指導(dǎo)意義，同時(shí)也可為河南油田提高聚驅(qū)技術(shù)應(yīng)用效果提供理論支持。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

根據(jù)儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)滲透率范圍選取表1所示天然巖心進(jìn)行試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)選用巖心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)所用主要器材：平面二維模擬評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置(海安縣石油科研儀器有限公司)、2PB00C平流泵(北京衛(wèi)星制造廠)、SU9000場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(日立)、高速冷凍離心機(jī)(浙江納德科學(xué)儀器有限公司)、DSA25S接觸角測(cè)量?jī)x(上海爾迪儀器科技有限公司)、平板填砂模型、長(zhǎng)石粉、方解石粉、石英砂。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 堵塞位置的試驗(yàn)測(cè)定——平面徑向流試驗(yàn)法

采用平板填砂模型模擬地層，圖1是平面徑向流試驗(yàn)的流程圖，模型長(zhǎng)500mm、寬250mm、厚18mm。將模型平分為4塊，以出口4區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)區(qū)域。實(shí)測(cè)平板模型滲透率213mD，符合實(shí)際地層條件。通過(guò)分析壓力變化規(guī)律來(lái)確定聚合物溶液發(fā)生堵塞的位置。試驗(yàn)步驟如下：①用140目石英砂填制平板模型，保證填制過(guò)程中充分壓實(shí)填滿；②用地層水以0.4mL/min速度飽和平板模型并測(cè)試模型滲透率等數(shù)據(jù)；③向平板模型中以0.4mL/min速度注聚合物溶液至0.6PV；④以0.4mL/min速度后續(xù)水驅(qū)，記錄后續(xù)水驅(qū)過(guò)程中壓力變化[5]。

圖1 平面徑向流試驗(yàn)流程圖Fig.1 Flow chart of plane radial flow test

1.2.2 高低滲巖心驅(qū)替試驗(yàn)及電鏡掃描(SEM)

首先水測(cè)巖心滲透率、孔隙度和孔隙體積等基本數(shù)據(jù)；待水驅(qū)壓力穩(wěn)定之后，以一定的速度注入一定量的聚合物溶液；注聚之后進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)，直至采出液端聚合物質(zhì)量濃度檢測(cè)為零為止；對(duì)注聚巖心沿流體流動(dòng)方向進(jìn)行切片，將0～1/8處、1/8～1/4處、1/4～1/2處、1/2～3/4處、3/4處～尾端巖心切片進(jìn)行冷凍干燥，隨后對(duì)其表面的微觀形貌以SU9000型日立掃描電子顯微鏡進(jìn)行SEM掃描分析具體滯留位置。

1.2.3 聚合物靜態(tài)吸附量的確定

1)80mL藍(lán)蓋瓶中加入20g 20～40目的石英砂或天然巖心砂。加入聚合物搖勻后放入恒溫振蕩儀中振蕩24h，試驗(yàn)溫度為模擬雙河油田北塊Ⅳ1-3區(qū)塊地層溫度79.6℃。

2)按照淀粉-碘化鎘比色法測(cè)量聚合物原液和離心后聚合物溶液的濃度并計(jì)算靜態(tài)吸附量[11]。

3)聚合物在巖心中的靜態(tài)吸附量計(jì)算公式如下：

式中：A為吸附量，mg/g；V為吸附的溶液體積，mL；M為吸附巖心砂的質(zhì)量，g；C0為聚合物初始質(zhì)量濃度，mg/L；C為離心后溶液中聚合物的質(zhì)量濃度，mg/L。

1.2.4 聚合物動(dòng)態(tài)吸附滯留量的確定

1)以一定的速度注入地層水，測(cè)定巖心的基本數(shù)據(jù)包括滲透率、孔隙度和孔隙體積等。

2)以0.1mL/min的流速注入0.6PV的聚合物溶液，每隔一段時(shí)間收集聚合物采出樣，采用淀粉-碘化鎘比色法測(cè)定收集液中聚合物的質(zhì)量濃度。

3)隨后轉(zhuǎn)注水至采出端聚合物質(zhì)量濃度為零。

4)聚合物在巖心中的動(dòng)態(tài)吸附滯留量計(jì)算公式如下：

式中：Ar為聚合物動(dòng)態(tài)滯留量，mg/g；C0為聚合物的原始質(zhì)量濃度，mg/L；Vf為聚合物溶液的注入體積，mL；Ci、Vi分別代表第i個(gè)聚合物采出樣中的質(zhì)量濃度和體積，mg/L和mL；n為采出樣的總數(shù)量；W為巖心干重，g。

1.2.5 防吸附劑處理后的石英接觸角測(cè)定

分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%、0.5%、1%、2%的防吸附劑(代號(hào)5807)溶液，將石英片和防吸附劑(代號(hào)5807)溶液一同放入藍(lán)蓋瓶中，在50℃條件下浸泡48h。每隔1h同時(shí)取出一片石英片用躺滴法測(cè)定接觸角。首先將石英片固定在觀測(cè)臺(tái)，隨后使用注射器將4滴1μL左右的模擬地層水滴于石英片上表面作為平行試驗(yàn)，以獲得接觸角的平均值。由于存在潤(rùn)濕滯后現(xiàn)象，故將水滴于石英片上方后，靜置30min再測(cè)定其接觸角。

2 聚合物堵塞位置確定

2.1 聚合物質(zhì)量濃度對(duì)聚合物注入性能的影響

圖2是聚合物濃度對(duì)聚合物注入性能的影響曲線，選用氣測(cè)滲透率相近的6～10號(hào)巖心以0.5mL/min速度注入聚合物。結(jié)果表明，在相同質(zhì)量濃度下隨聚合物溶液的注入，注入壓力先不斷上升，后漸漸趨于穩(wěn)定；當(dāng)聚合物質(zhì)量濃度增大時(shí)，注入壓力又繼續(xù)增大并重新達(dá)到穩(wěn)定。這是因?yàn)樽⑷胍簼舛鹊淖兓淖兞嗽械钠胶夥€(wěn)定狀態(tài)，濃度增大，分子纏結(jié)機(jī)率增加，致使聚合物分子的吸附滯留量增大，宏觀上表現(xiàn)為注入壓力上升，當(dāng)新的平衡建立時(shí)壓力也趨于穩(wěn)定[12，13]。由此可以表明，注入阻力越大，注入壓力越高。實(shí)際注聚過(guò)程中在堵塞最嚴(yán)重處注入阻力最大，所以注入壓力也應(yīng)最高。

圖2 聚合物質(zhì)量濃度對(duì)聚合物注入性能的影響 Fig.2 The influence of polymer concentration on polymer injection performance

2.2 平面徑向流模型試驗(yàn)結(jié)果

考慮到流動(dòng)相似性，試驗(yàn)選取平板模型以五點(diǎn)法模擬現(xiàn)場(chǎng)滲流方式。圖3為平面徑向流壓力傳播曲線圖，可以看出，在一次水驅(qū)時(shí)入口壓力僅上升至0.0125MPa即達(dá)到平衡，且入口壓力為最高壓力，可以看出平板模型滲透性能良好；注聚過(guò)程中入口壓力首先上升，且整個(gè)注聚過(guò)程壓力攀升至0.07MPa，其余測(cè)壓點(diǎn)均勻上升且幅度不大；后續(xù)水驅(qū)過(guò)程所有測(cè)壓點(diǎn)上升趨勢(shì)相同，且上升迅速，可以看出聚合物在模型內(nèi)部產(chǎn)生堵塞。測(cè)壓點(diǎn)1壓力上升最為明顯，且上升至0.15MPa達(dá)到平衡；測(cè)壓點(diǎn)2與測(cè)壓點(diǎn)3壓力上升幅度相同且同時(shí)在0.105MPa達(dá)到平衡；測(cè)壓點(diǎn)4與測(cè)壓點(diǎn)5距離測(cè)壓點(diǎn)1較遠(yuǎn)，壓力上升幅度最小。后續(xù)水驅(qū)時(shí)測(cè)壓點(diǎn)1壓力上升幅度最大，此時(shí)的平衡壓力遠(yuǎn)高于一次水驅(qū)時(shí)的平衡壓力，且遠(yuǎn)高于后續(xù)水驅(qū)其他測(cè)壓點(diǎn)的平衡壓力，由注入阻力越大處注入壓力越高可以判斷出堵塞位置為測(cè)壓點(diǎn)1附近，相當(dāng)于注采井間距1/8靠近注入井處，即注入井近井地帶。該徑向流試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際礦場(chǎng)結(jié)果堵塞半徑為3～5m比較符合。

圖3 平面徑向流壓力傳播曲線圖 Fig.3 Pressure propagation curve of plane radial flow

3 聚合物堵塞因素和防吸附機(jī)理

3.1 高低滲巖心SEM掃描結(jié)果對(duì)比

圖4(a)為聚合物在高滲巖心(11號(hào)巖心)的微觀堵塞形貌。由圖4(a)可知，高滲透巖心0～1/4處表面吸附一定量的聚合物，1/8～1/4處吸附量較大，放大到地層中對(duì)應(yīng)為近井地帶，與平面徑向流試驗(yàn)結(jié)果相符。由于巖心孔喉半徑大導(dǎo)致聚合物的捕集量較小，相比于0～1/4處的巖心表面，1/4～1/2處、1/2～3/4處及3/4處～尾端的巖心表面吸附的聚合物都比較少，聚合物滯留現(xiàn)象輕微。由此可知，對(duì)于高滲巖心來(lái)講，聚合物在驅(qū)替時(shí)發(fā)生的堵塞主要是由吸附導(dǎo)致的。

圖4 聚合物在高低滲巖心的微觀堵塞形貌 Fig.4 Microscopic plugging morphology of polymer in high and low permeability cores

圖4(b)為聚合物在低滲巖心(2號(hào)巖心)的微觀堵塞形貌。由圖4(b)可知，低滲巖心由于孔隙很小，聚合物的不可入孔隙體積(IPV)較大；在0～1/4處聚合物的機(jī)械捕集量較大，聚合物的吸附量較低；在1/2處～尾端，聚合物的機(jī)械捕集和吸附都較低[14-16]。由此可知低滲巖心在聚驅(qū)時(shí)的堵塞主要是由機(jī)械捕集導(dǎo)致的。由于河南油田平均滲透率為502mD，屬于高滲儲(chǔ)層，因此可以確定主要堵塞因素為吸附。

3.2 防聚合物吸附機(jī)理

針對(duì)河南油田主要堵塞因素為吸附，筆者研制了一種硅烷偶聯(lián)劑防吸附劑(代號(hào)5807)，主劑為正辛基三乙氧基硅烷，助劑有酸性催化劑和醇類助溶劑。防吸附劑對(duì)砂巖表面的疏水改性機(jī)理示意圖如圖5所示，防吸附劑注入后首先水解生成羥基化合物，該羥基化合物與砂巖表面的硅羥基發(fā)生醚化反應(yīng)，生成- -Si- -O- -Si- -基團(tuán)，同時(shí)使得防吸附劑的疏水鏈裸露在外面，從而使得砂巖表面被改性成疏水表面，進(jìn)而降低聚合物的吸附量。這種防吸附劑是化學(xué)反應(yīng)型防吸附劑，大大提高防吸附有效期，同時(shí)驗(yàn)證河南油田主要堵塞因素為吸附。

圖5 防吸附劑對(duì)砂巖表面的疏水改性機(jī)理示意圖Fig.5 Schematic diagram of hydrophobic modification mechanism of anti-adsorbent on sandstone surface

4 不同因素對(duì)聚合物靜態(tài)吸附的影響

4.1 聚合物質(zhì)量濃度對(duì)聚合物吸附的影響

配制不同質(zhì)量濃度的聚合物溶液，考察聚合物HPAM(相對(duì)分子質(zhì)量2836萬(wàn))在50～2200mg/L時(shí)對(duì)吸附的影響規(guī)律。按照淀粉-碘化鎘比色法測(cè)量聚合物原液和離心后聚合物溶液的質(zhì)量濃度并計(jì)算靜態(tài)吸附量(試驗(yàn)溫度79.6℃)，結(jié)果見圖6。

圖6 聚合物質(zhì)量濃度對(duì)聚合物吸附影響規(guī)律圖 Fig.6 Graph of the influence of polymer concentration on polymer adsorption

從圖6中可以看出，低質(zhì)量濃度時(shí)，吸附量隨聚合物質(zhì)量濃度的增加迅速上升，而后逐漸趨于穩(wěn)定，該變化具有典型的朗格謬爾型吸附曲線特點(diǎn)。分析這一變化，原因在于聚合物處于低質(zhì)量濃度時(shí)，巖石對(duì)聚合物吸附尚未飽和，表面未被聚合物分子占滿，吸附量就隨聚合物質(zhì)量濃度上升較快，但隨聚合物質(zhì)量濃度進(jìn)一步增加，吸附趨于飽和后吸附量增加就較緩慢。從吸附等溫線的變化規(guī)律還可推測(cè)，聚丙烯酰胺在巖心砂上的吸附以化學(xué)作用為主，即是單分子層吸附。

4.2 聚合物相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)聚合物吸附的影響

考察聚合物相對(duì)分子質(zhì)量分別為2836萬(wàn)和1500萬(wàn)時(shí)對(duì)聚合物吸附的影響規(guī)律，試驗(yàn)溫度79.6℃，按照淀粉-碘化鎘比色法測(cè)量聚合物原液和吸附后聚合物溶液的質(zhì)量濃度并計(jì)算靜態(tài)吸附量，結(jié)果如表2所示。

表2 不同相對(duì)分子質(zhì)量聚合物在相同質(zhì)量濃度下的靜態(tài)吸附情況

從表2中可以看出，相對(duì)分子質(zhì)量不同的聚合物，其在吸附劑上的單位質(zhì)量吸附量也不同，相對(duì)分子質(zhì)量2836萬(wàn)聚合物的吸附量比相對(duì)分子質(zhì)量1500萬(wàn)的聚合物要小。同時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量1500萬(wàn)的聚合物和相對(duì)分子質(zhì)量2836萬(wàn)聚合物均在質(zhì)量濃度約 800mg/L時(shí)達(dá)到最大吸附量，之后，隨著質(zhì)量濃度增加，吸附量有所下降，下降原因可能是相對(duì)分子質(zhì)量不同，聚合物溶液質(zhì)量濃度增大時(shí)，增加了分子間的纏繞機(jī)會(huì)，使吸附劑上吸附點(diǎn)數(shù)減少，導(dǎo)致質(zhì)量濃度較高時(shí)吸附量下降。

4.3 礦化度對(duì)聚合物吸附的影響

考察了礦化度分別為8500mg/L和3765mg/L的模擬地層水配制聚合物溶液時(shí)對(duì)聚合物吸附的影響規(guī)律，試驗(yàn)溫度79.6℃，方法同上，結(jié)果如表3所示。

表3 不同礦化度地層水配制聚合物溶液對(duì)聚合物靜態(tài)吸附的影響

從表3中可看出，當(dāng)?shù)V化度增加，聚合物的吸附量也升高，這主要是因?yàn)榧尤霟o(wú)機(jī)鹽后，平衡了聚合物分子的負(fù)電荷，減少了它與巖石表面的斥力，并使聚合物分子的有效體積縮小，從而使巖石單位面積上可吸附聚合物分子數(shù)目增多。所以礦化度越高的聚合物溶液吸附性越強(qiáng)。

4.4 溫度對(duì)聚合物吸附的影響

考察了在水浴溫度分別為 30、40、79.6 ℃時(shí)天然巖心砂對(duì)聚合物吸附的影響規(guī)律，方法同上，結(jié)果如表4所示。

表4 不同溫度下天然巖心砂對(duì)聚合物吸附的影響

從表4中可以看出，在溫度分別為 30、40和79.6 ℃下聚合物的單位質(zhì)量吸附量隨溫度的升高而降低，分析認(rèn)為：當(dāng)水浴溫度升高，聚合物溶解度增大，致使聚合物吸附量減少；溫度的升高，加快了離子基團(tuán)的熱運(yùn)動(dòng)，多分子吸附層在巖層的解吸附作用加劇，最終導(dǎo)致聚合物在巖心砂上的吸附量減少；吸附過(guò)程為放熱過(guò)程，溫度的升高使得吸附變得困難，吸附量減少；在近井地帶，溫度變化明顯且溫度較低，聚合物易被地層吸附。

5 聚合物防吸附劑注入?yún)?shù)優(yōu)化

考察了質(zhì)量濃度、礦化度、注入體積、處理時(shí)間及注入方式對(duì)防聚合物吸附劑注入性能的影響規(guī)律，旨在為聚合物防吸附劑現(xiàn)場(chǎng)施工提供理論依據(jù)。試驗(yàn)中采出液均從后續(xù)水驅(qū)開始以5mL/次收集至總量達(dá)到10PV，而后進(jìn)行采出液聚合物質(zhì)量濃度測(cè)定。

5.1 防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表5為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)5807對(duì)水濕性砂巖表面潤(rùn)濕性的影響。由表5可以看出，防吸附劑5807最終將強(qiáng)水濕性砂巖表面改變成弱疏水狀態(tài)，并且在0.5%時(shí)轉(zhuǎn)變速度最快，而且接觸角最高達(dá)到106°，砂巖表面的潤(rùn)濕性得到了反轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低聚合物吸附量。因此，最優(yōu)防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%。

表5 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)防吸附劑5807對(duì)水濕性砂巖表面潤(rùn)濕性的影響

5.2 礦化度

在pH=3、溫度79.6℃、巖心滲透率450.3mD(12號(hào)巖心)、防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、防吸附劑注入0.6PV、處理時(shí)間12h、聚合物注入速度0.5mL/min的條件下，考察礦化度對(duì)防吸附劑性能的影響，結(jié)果如圖7和表6所示。

圖7 不同流體礦化度對(duì)采出液聚合物質(zhì)量濃度的影響及對(duì)防吸附劑性能的影響Fig.7 The effect of different fluid salinity on the mass concentration of polymer produced liquid and the properties of anti-adsorbent

表6 礦化度對(duì)防吸附劑防吸附率的影響

可以看出，流體礦化度越高，聚合物的動(dòng)態(tài)吸附量越大。無(wú)機(jī)電解質(zhì)當(dāng)中的反離子進(jìn)入砂巖及聚合物表面擴(kuò)散雙電層中的吸附層，使得聚合物及砂巖表面的帶電量降低，從而使得水溶液中的聚合物大分子鏈卷曲，砂巖表面與聚合物分子之間的靜電排斥力降低，最終導(dǎo)致聚合物吸附量增加[17，18]。另外，由于該防吸附劑體系的耐鹽性較好，不同礦化度對(duì)防吸附劑體系的防吸附率影響不大，且均保持在70%以上。

5.3 注入體積

在pH=3、溫度80℃、巖心滲透率408.6mD(15號(hào)巖心)礦化度2500mg/L、防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、處理時(shí)間12h、聚合物注入速度0.5mL/min的條件下，考察注入防吸附劑的段塞大小對(duì)防吸附劑性能的影響，結(jié)果如圖8和表7所示?？梢钥闯?，注入段塞體積越大，聚合物在巖石表面的動(dòng)態(tài)吸附量越低，聚合物防吸附率越高。注入段塞體積越大，防吸附劑與巖石表面的接觸距離和面積就會(huì)加大，防吸附劑與巖石表面基團(tuán)的反應(yīng)更加充分，從而有效降低了聚合物的吸附量。為確保處理劑能夠有效地降低聚合物在巖石表面的吸附量及經(jīng)濟(jì)成本考慮，防吸附劑注入段塞體積為0.6PV。

圖8 不同防吸附劑注入段塞大小下采出液聚合物質(zhì)量濃度與流體注入體積的關(guān)系 Fig. 8 The relationship between the polymer concentration of produced fluid and the PV number of fluid injected under different anti-sorbent injection slug sizes

表7 防吸附劑注入段塞體積對(duì)防吸附率影響

5.4 防吸附劑處理時(shí)間

在pH=3、溫度80℃、巖心滲透率376.7mD(16號(hào)巖心)、礦化度2500mg/L、防吸附劑注入段塞體積0.6PV、防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、聚合物注入速度0.5mL/min的條件下，考察不同防吸附劑處理時(shí)間對(duì)防吸附劑性能的影響，結(jié)果如圖9和表8所示。

圖9 不同防吸附劑處理時(shí)間下采出液聚合物質(zhì)量濃度與流體注入體積的關(guān)系 Fig.9 The relationship between the polymer concentration of produced fluid and the PV number of fluid injected under different anti-adsorbent treatment time

表8 防吸附劑處理時(shí)間對(duì)防吸附率的影響

可以看出，防吸附劑處理時(shí)間越長(zhǎng)，聚合物在巖石表面的動(dòng)態(tài)吸附量越低，聚合物防吸附率越高。防吸附劑與地層巖石的作用時(shí)間越長(zhǎng)，防吸附劑與巖石表面能夠更加充分的反應(yīng)生成疏水表面，進(jìn)而降低聚合物在巖石表面的動(dòng)態(tài)吸附量[19-22]。為確保處理劑能夠有效地降低聚合物在巖石表面的吸附量，防吸附劑的處理時(shí)間應(yīng)不低于12h。

5.5 防吸附劑注入方式

在pH=3、溫度80℃、巖心滲透率286.12mD(5號(hào)巖心)、礦化度2500mg/L、防吸附劑注入段塞體積0.6PV、防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、聚合物注入速度0.5mL/min，處理時(shí)間12h的條件下，考察不同防吸附劑注入方式對(duì)防吸附劑性能的影響，結(jié)果如圖10所示。由圖10可知，當(dāng)采用“0.4PV防吸附劑段塞+1PV清洗劑”組合的注入方式時(shí)，聚合物在巖石表面的動(dòng)態(tài)吸附量較高；當(dāng)采用“0.6PV防吸附劑段塞+2PV清洗劑”組合的注入方式時(shí)，聚合物在巖石表面的動(dòng)態(tài)吸附量較低。其他2種注入方式所對(duì)應(yīng)的聚合物動(dòng)態(tài)吸附量介于上述2種注入方式之間，上述4種注入方式所對(duì)應(yīng)的防吸附率均在70%以上?；诜牢絼┌l(fā)揮性能和經(jīng)濟(jì)成本考量，最佳注入方式如下：頂替液+0.6PV防吸附劑段塞+1PV清洗劑。

圖10 不同防吸附劑注入方式下采出液聚合物質(zhì)量濃度與流體注入體積的關(guān)系Fig.10 The relationship between the polymer concentration of produced fluid and the PV number of fluid injected under different anti-sorbent injection methods

6 結(jié)論

1)聚合物驅(qū)注入阻力越大，即對(duì)應(yīng)位置注入壓力就越高。而且隨著注入速度的增大，壓力的增幅越大。在相同濃度下，隨聚合物溶液的注入，注入壓力先不斷上升，后漸漸趨于穩(wěn)定；當(dāng)聚合物濃度增大時(shí)，注入壓力又繼續(xù)增大并重新達(dá)到穩(wěn)定。

2)平面徑向流物模試驗(yàn)更接近于實(shí)際油藏，其試驗(yàn)結(jié)果具有可參考價(jià)值。后續(xù)水驅(qū)測(cè)壓點(diǎn)1壓力上升幅度最大，平衡壓力遠(yuǎn)高于一次水驅(qū)平衡壓力，且遠(yuǎn)高于后續(xù)水驅(qū)其他測(cè)壓點(diǎn)的平衡壓力，可以判斷堵塞位置為測(cè)壓點(diǎn)1附近，即注入井近井地帶。該結(jié)果與實(shí)際礦場(chǎng)結(jié)果比較相符。

3)對(duì)于高滲巖心，聚合物在驅(qū)替時(shí)發(fā)生的堵塞主要是由吸附引起的；低滲巖心聚合物在驅(qū)替時(shí)發(fā)生的堵塞主要是由機(jī)械捕集引起的。由于河南油田平均滲透率為502mD，屬于高滲地層，因此主要堵塞因素為吸附堵塞。

4)靜態(tài)吸附試驗(yàn)顯示防吸附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、聚合物相對(duì)分子質(zhì)量、礦化度、溫度均對(duì)聚合物吸附有不同程度影響。最優(yōu)防吸附劑注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%；流體礦化度越高，聚合物的動(dòng)態(tài)吸附量越大，但不同礦化度對(duì)防吸附劑體系的防吸附率影響不大；防吸附劑注入體積越大和處理時(shí)間越長(zhǎng)，聚合物在巖石表面的動(dòng)態(tài)吸附量越低，聚合物防吸附率越高，考慮實(shí)際處理效果和經(jīng)濟(jì)效益，最佳注入體積為0.6PV,處理時(shí)間為12h，防吸附率大于70%；最佳注入方式為頂替液+0.6PV防吸附劑段塞+1PV清洗劑。