一种确定聚合物驱聚合物应用浓度的方法技术领域
本发明涉及一种确定聚合物驱聚合物应用浓度的方法，属于油田开发三次采油技
术领域。
背景技术
聚合物驱技术是提高水驱开发经济效益的有效途径。聚合物驱(HPAM)的主要机理
是通过增加水相粘度(μw)改善水油流度比(M)，增大波及系数从而提高原油采收率。聚合物
驱技术在大庆油田、胜利油田、河南油田均有大规模应用，并取得了明显的增油降水效果，
但是在确定聚合物驱技术的核心参数-聚合物应用浓度时还存在以下问题：一是聚合物驱
流度比(地下原油粘度与聚合物溶液粘度的比值，也即粘度比)的确定不准确。一般认为当M
≤1时，即地下原油粘度μo小于等于聚合物溶液粘度μw，驱替为类活塞推进，驱油效果良好，
然而现阶段研究结果表明，聚合物驱流度比的确定与地下原油粘度有关，并不一定是M≤1，
当地下原油粘度差别较大时，要求的流度比也有所差异。二是聚合物在地下运移时溶液粘
度的确定不准确。聚合物驱流度比是聚合物溶液在地下运移时的实际粘度决定的，而非实
验室测定值。聚合物溶液从地面配制到炮眼剪切，再到油藏运移过程中的热氧降解，其粘度
值已远远小于地面配制时的粘度，并且应用聚合物驱的油藏条件不同，聚合物溶液的粘度
保留率也不同。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定聚合物驱聚合物应用浓度的方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种确定聚合物驱聚合物应用浓度的方法，包括以下步骤：
1)测定油藏中地下原油的粘度(μo)和油藏温度，确定油藏条件下聚合物驱的流度
比(M)及聚合物溶液的全程粘度保留率(n)；
2)根据下式1计算得到聚合物驱应用的聚合物粘度(μP)，并根据聚合物溶液粘度
与浓度关系确定聚合物应用浓度；
式1：μP＝μo/(M·n)；
式中：μP为聚合物驱应用的聚合物粘度，mPa·s；μo为地下原油粘度，mPa·s；M为聚
合物驱的流度比；n为聚合物溶液的全程粘度保留率，％。
步骤1)中确定聚合物驱的流度比可采用已公开发明专利文献(公布号
CN104343429A，一种确定聚合物驱粘度比的方法)中的方法，也可采用如下方法：取油藏中
地下原油，测定其粘度；配制系列浓度梯度的聚合物溶液，并于油藏温度下测定其粘度，同
时计算地下原油对应不同浓度聚合物溶液的流度比(地下原油粘度与聚合物溶液粘度的比
值，也即粘度比)；油藏条件下利用地下原油及配制的聚合物溶液进行岩心驱油实验(见SY-
T6424-2000，复合驱油体系性能测试方法)，得到不同浓度聚合物溶液驱替时的提高采收率
结果，绘制提高采收率与流度比的关系曲线，确定曲线的拐点值(可参考文献《数字曲线拐
点的自动确定》，等)，即为聚合物驱的流度比(M)。
步骤1)中聚合物溶液的全程粘度保留率(n)由下式2计算得到；
式2：n＝n1·n2·n3；
式中：n为聚合物溶液的全程粘度保留率，％；n1为聚合物溶液从配制站到注入井
口的粘度保留率，％；n2为聚合物溶液经注入井炮眼剪切后的粘度保留率，％；n3为聚合物溶
液在地层中运移热氧降解后的粘度保留率，％。
式2中，n1、n2可分别取经验值85％、75％，n3与油藏温度有关，由下式3计算得到；
式3：n3＝(-0.005t+1.15)×100％；
式中：n3为聚合物溶液在地层中运移热氧降解后的粘度保留率，％；t为油藏温度，
℃。
步骤2)中确定聚合物应用浓度的方法为：配制系列浓度梯度的聚合物溶液，并于
油藏温度下测定其粘度，以聚合物溶液粘度对其浓度作回归分析，得到聚合物溶液粘度与
浓度的关系曲线；将聚合物驱应用的聚合物粘度代入关系曲线，计算得到聚合物应用浓度。
所述聚合物可采用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、疏水缔合聚合物(如AP-P4、AT-
420等)、耐温抗盐聚合物(如KYPAM、BHY、ZL-Ⅱ等)，等等。
本发明的有益效果：
本发明中确定不同油藏条件聚合物应用浓度的方法，具体步骤如下：1)根据具体
油藏的地下原油粘度和油藏温度，系统做流度比与提高采收率的岩心驱油实验，由此确定
该油藏条件下聚合物驱需要的流度比；确定聚合物溶液从地面配制注入到聚合物油井产出
全过程的粘度保留率，这个注入产出过程包括聚合物配制、地面注入、炮眼剪切和油藏运移
过程中的热氧降解；2)根据岩心驱油实验确定的流度比和注入产出过程中聚合物溶液的粘
度保留率，计算出该油藏条件下聚合物驱应用的粘度值，再根据聚合物溶液粘度与浓度的
关系，确定聚合物驱聚合物应用浓度。该方法适用油藏温度范围40～80℃，油藏地下原油粘
度范围2～1000mPa·s，聚合物浓度范围600～2500mg/L。
附图说明
图1为实施例1中提高采收率与流度比的关系图；
图2为双河油田IV1-3层系聚合物驱动态曲线；
图3为下二门H2Ⅱ油组聚合物驱的动态曲线。
具体实施方式
下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
以双河油田IV1-3层系聚合物驱为例。双河油田Ⅳ1-3层系地质储量795.91万吨，
油层温度79.6℃，地下原油粘度6.5mPa·s，地层水总矿化度7530mg/L。
本实施例中确定聚合物驱聚合物应用浓度的方法包括以下步骤：
1)确定聚合物溶液粘度与浓度的关系
用现场注入污水配制系列浓度梯度的聚合物3630S(法国SNF公司产品)溶液，在油
藏温度(80℃)条件下用美国生产的DV-ⅢBrookfield粘度计(零号转子，转速6r/min)测定
不同浓度聚合物溶液的粘度(见表1)，以聚合物溶液粘度对其浓度作回归分析，得到聚合物
溶液粘度(Y)与浓度(X)的关系曲线：Y＝2E-05X2-0.0008X+2.6798。
表1聚合物3630S溶液的粘浓关系(80℃，6r/min)
2)确定聚合物驱的流度比(M)
流度比为地下原油粘度与聚合物溶液粘度的比值，是聚合物驱大幅度提高采收率
需要确定的基本参数，根据不同浓度聚合物溶液的粘度及地下原油粘度计算流度比(见下
表2)。双河油田IV1-3层系油藏条件下，利用地下原油及配制的聚合物溶液进行系统的岩心
驱油实验(见SY-T6424-2000，复合驱油体系性能测试方法)，得到不同浓度聚合物溶液驱替
时的提高采收率结果(见表2)。绘制提高采收率与流度比的关系曲线(见图1)，拟合关系式
为：y＝6.6572x-0.431，式中：y为提高采收率值(％)，x为流度比。确定曲线的拐点值为0.45，
将该拐点值作为IV1-3层系聚合物驱流度比的上限值，也即双河油田IV1-3层系聚合物驱的
流度比应控制在0.45以下。
表2流度比与提高采收率的关系
3)确定聚合物溶液的全程粘度保留率(n)
聚合物溶液从地面配制注入到聚合物油井产出，全过程共经历3个阶段，每个阶段
聚合物溶液的粘度都有一定的损失，聚合物溶液的粘度和粘度保留率在不断下降。根据系
统的研究结果，IV1-3层系聚合物驱不同阶段聚合物溶液的粘度保留率如下：
第一阶段：从配制站到注入井口聚合物溶液粘度保留率为85％，即n1；
第二阶段：经过注入井炮眼剪切聚合物溶液粘度保留率为75％，即n2；
第三阶段：聚合物溶液在地层中运移伴随着聚合物的热氧降解，其粘度保留率与
油藏温度有关，双河油田IV1-3层系油藏温度为79.6℃，则IV1-3层系聚合物溶液的粘度保
留率n3的计算见下式：
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个阶段粘度保留率的乘积，计算过程见下
式：
n＝n1·n2·n3＝85％×75％×75％＝47.8％；
由结果可知，聚合物溶液在油藏中起到驱油作用的粘度是地面配制粘度的
47.8％，这也是聚合物驱注入方案确定聚合物浓度时必须考虑的因素。
4)确定聚合物驱应用的聚合物粘度(μP)
IV1-3层系油藏条件下，聚合物驱应用的聚合物粘度的计算过程见下式：
μP＝μo/(M·n)＝6.5/(0.47×47.8％)＝30.2mPa·s；
5)确定聚合物驱聚合物应用浓度
根据步骤1)中聚合物溶液粘度与浓度的关系曲线(Y＝2E-05X2-0.0008X+
2.6798)，计算得到粘度30.2时聚合物溶液的浓度为1193.2mg/L，也即IV1-3层系聚合物驱
聚合物浓度应选择在1200mg/L以上。
现场应用实例
油藏条件不同，特别是地下原油粘度和油藏温度不同时，聚合物驱技术大幅度提
高采收率所需要的流度比是不同的。河南油田每个油藏进行聚合物驱时，都要进行系统的
室内研究，具体确定每个油藏聚合物驱应用的聚合物浓度值(方法同实施例1)。河南油田不
同区块聚合物驱的流度比值和聚合物浓度值如下表3所示。
表3河南油田不同区块聚合物驱的流度比值和聚合物浓度值
实例1：双河油田IV1-3层系聚合物驱
双河油田Ⅳ1-3层系地质储量795.91万吨，注聚井49口，对应采油井79口，油层温
度79.6℃，地下原油粘度6.5mPa·s，地层水总矿化度7530mg/L。2007年5月开始注聚，聚合
物注入浓度1400mg/L，流度比为0.34；到2014年12月，注入孔隙体积0.67PV。从图2聚合物驱
动态曲线看，聚合物驱日产油大幅度上升，日产油由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％。双河油田IV1-3层系聚合物驱累计增油28.98万t，提
高采收率4.20％。聚合物驱注入浓度1400mg/L，流度比控制在0.34，取得了较好的现场应用
效果。
实例2：双河油田Ⅲ油组聚合物驱
双河油田Ⅲ油组地质储量353万t，注聚井18口，对应采油井30口。油层温度76.0
℃，地下原油粘度6.5mPa·s。2006年7月开始注聚合物，注入浓度1400mg/L，流度比为0.33；
到2014年12月，注入孔隙体积0.77PV。双河油田Ⅲ油组聚合物驱日产油由日产油88.6t上升
到167.8t；含水由96.2％下降到含水90.7％。双河油田Ⅲ油组聚合物驱累计增油19.64万t，
提高采收率5.82％。聚合物驱注入浓度1400mg/L，流度比控制在0.33，取得了较好的现场应
用效果。
实例3：下二门油田H2Ⅱ油组聚合物驱
下二门H2Ⅱ油组地质储量259万t，注聚井10口，对应采油井26口。藏温度50℃，地
下原油粘度72.6mPa·s，渗透率2.33μm2，渗透率变异系数0.92，综合含水93.2％，采出程度
37.4％。2006年6月下二门H2Ⅱ油组进行聚合物驱，聚合物驱使用聚合物浓度1900mg/L，流
度比为1.03。注入聚合物0.94PV，含水由93.2％下降到84.5％，日产油由44.9t上升到86.0t
(见图3)，累计增油16.70万t，提高采收率10.1％。聚合物驱注入浓度1900mg/L，流度比控制
在1.03，取得了较好的现场应用效果。