本發(fā)明涉及一種確定聚合物驅(qū)聚合物應(yīng)用濃度的方法，屬于油田開發(fā)三次采油技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聚合物驅(qū)技術(shù)是提高水驅(qū)開發(fā)經(jīng)濟效益的有效途徑。聚合物驅(qū)(HPAM)的主要機理是通過增加水相粘度(μ_w)改善水油流度比(M)，增大波及系數(shù)從而提高原油采收率。聚合物驅(qū)技術(shù)在大慶油田、勝利油田、河南油田均有大規(guī)模應(yīng)用，并取得了明顯的增油降水效果，但是在確定聚合物驅(qū)技術(shù)的核心參數(shù)-聚合物應(yīng)用濃度時還存在以下問題：一是聚合物驅(qū)流度比(地下原油粘度與聚合物溶液粘度的比值，也即粘度比)的確定不準(zhǔn)確。一般認(rèn)為當(dāng)M≤1時，即地下原油粘度μ_o小于等于聚合物溶液粘度μ_w，驅(qū)替為類活塞推進(jìn)，驅(qū)油效果良好，然而現(xiàn)階段研究結(jié)果表明，聚合物驅(qū)流度比的確定與地下原油粘度有關(guān)，并不一定是M≤1，當(dāng)?shù)叵略驼扯炔顒e較大時，要求的流度比也有所差異。二是聚合物在地下運移時溶液粘度的確定不準(zhǔn)確。聚合物驅(qū)流度比是聚合物溶液在地下運移時的實際粘度決定的，而非實驗室測定值。聚合物溶液從地面配制到炮眼剪切，再到油藏運移過程中的熱氧降解，其粘度值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地面配制時的粘度，并且應(yīng)用聚合物驅(qū)的油藏條件不同，聚合物溶液的粘度保留率也不同。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種確定聚合物驅(qū)聚合物應(yīng)用濃度的方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種確定聚合物驅(qū)聚合物應(yīng)用濃度的方法，包括以下步驟：

1)測定油藏中地下原油的粘度(μ_o)和油藏溫度，確定油藏條件下聚合物驅(qū)的流度比(M)及聚合物溶液的全程粘度保留率(n)；

2)根據(jù)下式1計算得到聚合物驅(qū)應(yīng)用的聚合物粘度(μ_P)，并根據(jù)聚合物溶液粘度與濃度關(guān)系確定聚合物應(yīng)用濃度；

式1：μ_P＝μ_o/(M·n)；

式中：μ_P為聚合物驅(qū)應(yīng)用的聚合物粘度，mPa·s；μ_o為地下原油粘度，mPa·s；M為聚合物驅(qū)的流度比；n為聚合物溶液的全程粘度保留率，％。

步驟1)中確定聚合物驅(qū)的流度比可采用已公開發(fā)明專利文獻(xiàn)(公布號CN104343429A，一種確定聚合物驅(qū)粘度比的方法)中的方法，也可采用如下方法：取油藏中地下原油，測定其粘度；配制系列濃度梯度的聚合物溶液，并于油藏溫度下測定其粘度，同時計算地下原油對應(yīng)不同濃度聚合物溶液的流度比(地下原油粘度與聚合物溶液粘度的比值，也即粘度比)；油藏條件下利用地下原油及配制的聚合物溶液進(jìn)行巖心驅(qū)油實驗(見SY-T6424-2000，復(fù)合驅(qū)油體系性能測試方法)，得到不同濃度聚合物溶液驅(qū)替時的提高采收率結(jié)果，繪制提高采收率與流度比的關(guān)系曲線，確定曲線的拐點值(可參考文獻(xiàn)《數(shù)字曲線拐點的自動確定》，等)，即為聚合物驅(qū)的流度比(M)。

步驟1)中聚合物溶液的全程粘度保留率(n)由下式2計算得到；

式2：n＝n₁·n₂·n₃；

式中：n為聚合物溶液的全程粘度保留率，％；n₁為聚合物溶液從配制站到注入井口的粘度保留率，％；n₂為聚合物溶液經(jīng)注入井炮眼剪切后的粘度保留率，％；n₃為聚合物溶液在地層中運移熱氧降解后的粘度保留率，％。

式2中，n₁、n₂可分別取經(jīng)驗值85％、75％，n₃與油藏溫度有關(guān)，由下式3計算得到；

式3：n₃＝(-0.005t+1.15)×100％；

式中：n₃為聚合物溶液在地層中運移熱氧降解后的粘度保留率，％；t為油藏溫度，℃。

步驟2)中確定聚合物應(yīng)用濃度的方法為：配制系列濃度梯度的聚合物溶液，并于油藏溫度下測定其粘度，以聚合物溶液粘度對其濃度作回歸分析，得到聚合物溶液粘度與濃度的關(guān)系曲線；將聚合物驅(qū)應(yīng)用的聚合物粘度代入關(guān)系曲線，計算得到聚合物應(yīng)用濃度。

所述聚合物可采用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、疏水締合聚合物(如AP-P4、AT-420等)、耐溫抗鹽聚合物(如KYPAM、BHY、ZL-Ⅱ等)，等等。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明中確定不同油藏條件聚合物應(yīng)用濃度的方法，具體步驟如下：1)根據(jù)具體油藏的地下原油粘度和油藏溫度，系統(tǒng)做流度比與提高采收率的巖心驅(qū)油實驗，由此確定該油藏條件下聚合物驅(qū)需要的流度比；確定聚合物溶液從地面配制注入到聚合物油井產(chǎn)出全過程的粘度保留率，這個注入產(chǎn)出過程包括聚合物配制、地面注入、炮眼剪切和油藏運移過程中的熱氧降解；2)根據(jù)巖心驅(qū)油實驗確定的流度比和注入產(chǎn)出過程中聚合物溶液的粘度保留率，計算出該油藏條件下聚合物驅(qū)應(yīng)用的粘度值，再根據(jù)聚合物溶液粘度與濃度的關(guān)系，確定聚合物驅(qū)聚合物應(yīng)用濃度。該方法適用油藏溫度范圍40～80℃，油藏地下原油粘度范圍2～1000mPa·s，聚合物濃度范圍600～2500mg/L。

附圖說明

圖1為實施例1中提高采收率與流度比的關(guān)系圖；

圖2為雙河油田IV1-3層系聚合物驅(qū)動態(tài)曲線；

圖3為下二門H2Ⅱ油組聚合物驅(qū)的動態(tài)曲線。

具體實施方式

下述實施例僅對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

實施例1

以雙河油田IV1-3層系聚合物驅(qū)為例。雙河油田Ⅳ1-3層系地質(zhì)儲量795.91萬噸，油層溫度79.6℃，地下原油粘度6.5mPa·s，地層水總礦化度7530mg/L。

本實施例中確定聚合物驅(qū)聚合物應(yīng)用濃度的方法包括以下步驟：

1)確定聚合物溶液粘度與濃度的關(guān)系

用現(xiàn)場注入污水配制系列濃度梯度的聚合物3630S(法國SNF公司產(chǎn)品)溶液，在油藏溫度(80℃)條件下用美國生產(chǎn)的DV-ⅢBrookfield粘度計(零號轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速6r/min)測定不同濃度聚合物溶液的粘度(見表1)，以聚合物溶液粘度對其濃度作回歸分析，得到聚合物溶液粘度(Y)與濃度(X)的關(guān)系曲線：Y＝2E-05X²-0.0008X+2.6798。

表1聚合物3630S溶液的粘濃關(guān)系(80℃，6r/min)

2)確定聚合物驅(qū)的流度比(M)

流度比為地下原油粘度與聚合物溶液粘度的比值，是聚合物驅(qū)大幅度提高采收率需要確定的基本參數(shù)，根據(jù)不同濃度聚合物溶液的粘度及地下原油粘度計算流度比(見下表2)。雙河油田IV1-3層系油藏條件下，利用地下原油及配制的聚合物溶液進(jìn)行系統(tǒng)的巖心驅(qū)油實驗(見SY-T6424-2000，復(fù)合驅(qū)油體系性能測試方法)，得到不同濃度聚合物溶液驅(qū)替時的提高采收率結(jié)果(見表2)。繪制提高采收率與流度比的關(guān)系曲線(見圖1)，擬合關(guān)系式為：y＝6.6572x^-0.431，式中：y為提高采收率值(％)，x為流度比。確定曲線的拐點值為0.45，將該拐點值作為IV1-3層系聚合物驅(qū)流度比的上限值，也即雙河油田IV1-3層系聚合物驅(qū)的流度比應(yīng)控制在0.45以下。

表2流度比與提高采收率的關(guān)系

3)確定聚合物溶液的全程粘度保留率(n)

聚合物溶液從地面配制注入到聚合物油井產(chǎn)出，全過程共經(jīng)歷3個階段，每個階段聚合物溶液的粘度都有一定的損失，聚合物溶液的粘度和粘度保留率在不斷下降。根據(jù)系統(tǒng)的研究結(jié)果，IV1-3層系聚合物驅(qū)不同階段聚合物溶液的粘度保留率如下：

第一階段：從配制站到注入井口聚合物溶液粘度保留率為85％，即n₁；

第二階段：經(jīng)過注入井炮眼剪切聚合物溶液粘度保留率為75％，即n₂；

第三階段：聚合物溶液在地層中運移伴隨著聚合物的熱氧降解，其粘度保留率與油藏溫度有關(guān)，雙河油田IV1-3層系油藏溫度為79.6℃，則IV1-3層系聚合物溶液的粘度保留率n₃的計算見下式：

n₃＝(-0.005×79.6+1.15)×100％＝75％。

聚合物溶液的全程粘度保留率是以上三個階段粘度保留率的乘積，計算過程見下式：

n＝n₁·n₂·n₃＝85％×75％×75％＝47.8％；

由結(jié)果可知，聚合物溶液在油藏中起到驅(qū)油作用的粘度是地面配制粘度的47.8％，這也是聚合物驅(qū)注入方案確定聚合物濃度時必須考慮的因素。

4)確定聚合物驅(qū)應(yīng)用的聚合物粘度(μ_P)

IV1-3層系油藏條件下，聚合物驅(qū)應(yīng)用的聚合物粘度的計算過程見下式：

μ_P＝μ_o/(M·n)＝6.5/(0.47×47.8％)＝30.2mPa·s；

5)確定聚合物驅(qū)聚合物應(yīng)用濃度

根據(jù)步驟1)中聚合物溶液粘度與濃度的關(guān)系曲線(Y＝2E-05X²-0.0008X+2.6798)，計算得到粘度30.2時聚合物溶液的濃度為1193.2mg/L，也即IV1-3層系聚合物驅(qū)聚合物濃度應(yīng)選擇在1200mg/L以上。

現(xiàn)場應(yīng)用實例

油藏條件不同，特別是地下原油粘度和油藏溫度不同時，聚合物驅(qū)技術(shù)大幅度提高采收率所需要的流度比是不同的。河南油田每個油藏進(jìn)行聚合物驅(qū)時，都要進(jìn)行系統(tǒng)的室內(nèi)研究，具體確定每個油藏聚合物驅(qū)應(yīng)用的聚合物濃度值(方法同實施例1)。河南油田不同區(qū)塊聚合物驅(qū)的流度比值和聚合物濃度值如下表3所示。

表3河南油田不同區(qū)塊聚合物驅(qū)的流度比值和聚合物濃度值

實例1：雙河油田IV1-3層系聚合物驅(qū)

雙河油田Ⅳ1-3層系地質(zhì)儲量795.91萬噸，注聚井49口，對應(yīng)采油井79口，油層溫度79.6℃，地下原油粘度6.5mPa·s，地層水總礦化度7530mg/L。2007年5月開始注聚，聚合物注入濃度1400mg/L，流度比為0.34；到2014年12月，注入孔隙體積0.67PV。從圖2聚合物驅(qū)動態(tài)曲線看，聚合物驅(qū)日產(chǎn)油大幅度上升，日產(chǎn)油由144.2t上升到320.2t；含水大幅度下降，含水由97.1％下降到含水93.2％。雙河油田IV1-3層系聚合物驅(qū)累計增油28.98萬t，提高采收率4.20％。聚合物驅(qū)注入濃度1400mg/L，流度比控制在0.34，取得了較好的現(xiàn)場應(yīng)用效果。

實例2：雙河油田Ⅲ油組聚合物驅(qū)

雙河油田Ⅲ油組地質(zhì)儲量353萬t，注聚井18口，對應(yīng)采油井30口。油層溫度76.0℃，地下原油粘度6.5mPa·s。2006年7月開始注聚合物，注入濃度1400mg/L，流度比為0.33；到2014年12月，注入孔隙體積0.77PV。雙河油田Ⅲ油組聚合物驅(qū)日產(chǎn)油由日產(chǎn)油88.6t上升到167.8t；含水由96.2％下降到含水90.7％。雙河油田Ⅲ油組聚合物驅(qū)累計增油19.64萬t，提高采收率5.82％。聚合物驅(qū)注入濃度1400mg/L，流度比控制在0.33，取得了較好的現(xiàn)場應(yīng)用效果。

實例3：下二門油田H2Ⅱ油組聚合物驅(qū)

下二門H2Ⅱ油組地質(zhì)儲量259萬t，注聚井10口，對應(yīng)采油井26口。藏溫度50℃，地下原油粘度72.6mPa·s，滲透率2.33μm²，滲透率變異系數(shù)0.92，綜合含水93.2％，采出程度37.4％。2006年6月下二門H2Ⅱ油組進(jìn)行聚合物驅(qū)，聚合物驅(qū)使用聚合物濃度1900mg/L，流度比為1.03。注入聚合物0.94PV，含水由93.2％下降到84.5％，日產(chǎn)油由44.9t上升到86.0t(見圖3)，累計增油16.70萬t，提高采收率10.1％。聚合物驅(qū)注入濃度1900mg/L，流度比控制在1.03，取得了較好的現(xiàn)場應(yīng)用效果。