聚合物單管多層分質分壓注入技術采油工程研究院二○○七年五月聚合物單管多層分質分壓注入技術采油工程研究院1二、三類油層聚驅面臨的問題滲透率級差大，薄差油層動用程度低需分注的層段多(3層以上)不同性質的油層需要注入不同分子量的聚合物(600×104-1200×104)二、三類油層聚驅面臨的問題滲透率級差大，薄差油層動用程度低2實現聚合物分子量及注入量的雙重控制，最大程度地提高油層動用程度，改善聚驅效果分質分壓注入的提出高滲透層高分子量聚合物低滲透層低分子量聚合物限制注入量限制注入量增加注入量實現聚合物分子量及注入量的雙重控制，最大程度地3分質分壓注入原理Ⅱ注聚站井口P4K41500萬分子量25m3/dP2000萬分子量1000mg/l120m3/dP1K11200萬分子量40m3/dP2K2800萬分子量25m3/dP3K31800萬分子量30m3/d分子量調節器分子量調節器壓力調節器分子量調節器ⅠⅢⅣ分質分壓注入原理Ⅱ注聚站井口P4K41500萬分子量4低滲透層中滲透層高滲透層分子量調節器壓力調節器分子量調節器滿足二、三類油層分注層段多、層間矛盾大的情況偏心式分子量調節器偏心式壓力調節器分注管柱低滲透層中滲透層高滲透層分子量調節器壓力調節器分子量調節器滿5分子量調節器與壓力調節器配套的偏心工作筒結構相同，采用上導向方式，總長1988mm，最大外徑Φ114mm，偏孔內徑Φ31.5mm，內通徑Φ48mm偏心工作筒分子量調節器與壓力調節器配套的偏心工作筒結構相同，采6分子量堵塞器

分子量堵塞器與偏心工作筒組成分子量調節器。通過更換噴嘴來調節注入低滲透油層聚合物分子量總長320mm最大外徑Φ33.5mm分子量堵塞器總長320mm7聚合物分子量降低聚合物分子微觀形態剪切作用后顆粒枝狀分子鏈發生斷裂分子形態和尺寸發生變化聚合物分子量調節原理網狀聚合物分子量降低聚合物分子微觀形態剪切作用后顆粒枝狀分子鏈發8陶瓷噴嘴Φ2.0-6.0mm，以0.2mm為間隔，共21種陶瓷噴嘴Φ2.0-6.0mm，以0.2mm為間隔，共21種9在節流壓差＜1.5MPa、流量50m3/d內分子量調節范圍達到20%－50%Φ3.2mmΦ4.0mmΦ4.4mmΦ3.6mmΦ4.8mmΦ2.8mm40050060070080090010001100120001020304050607080分子量(×104)1200萬分子量、1000mg/L流量(m3/d)分子量調節器流量-分子量曲線在節流壓差＜1.5MPa、流量50m3/d內分10驅油效果實驗研究

剪切前后分子量600萬、800萬、1200萬、1600萬聚合物溶液在滲透率300×10-3μm2、200×10-3μm2、100×10-3μm2的人造巖心驅油實驗不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線（100×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液對注入壓力影響關系曲線（100×10-3μm2）驅油效果實驗研究不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線不同分子量聚11不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線（200×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液對注入壓力影響關系曲線（200×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線不同分子量聚合物溶液對注入壓12不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線（300×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液對注入壓力影響關系曲線（300×10-3μm2）實驗結果表明：剪切后的聚合物驅油效果低于未剪切相同分子量聚合物0.37-1.61個百分點，最高注入壓力低0.24-1.86MPa剪切后的800萬分子量聚合物的驅油效果高于未剪切600萬聚合物0.29-0.8個百分點，注入壓力低0.07-0.3MPa對于適應600萬分子量的油層應采用剪切后800萬的聚合物驅替不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線不同分子量聚合物溶液對注入壓13壓力堵塞器壓力堵塞器與偏心工作筒組成壓力調節器。通過更換節流芯，改變降壓槽數量，控制高滲透層注入壓力

總長260-565mm最大外徑Φ33.5mm壓力堵塞器總長260-565mm14流場模擬表明：流線型降壓槽減弱了聚合物流動時的渦流區，降低了粘損率流過降壓槽時，聚合物分子鏈處于拉長、收縮過程，部分能量消耗在聚合物分子鏈的變形與恢復上，形成節流壓差流線型降壓槽壓力堵塞器采用流線型降壓槽流場模擬表明：流線型降壓槽減弱了聚合物流動時的渦流區，降低了15

在流量70m3/d、最大節流壓差達到3.5MPa，粘損率小于8%壓力調節器流量-節流壓差曲線00.511.522.50102030405060708090100槽50槽40槽30槽20槽10槽流量（m3/d）節流壓差(MPa)1/2

1200萬分子量、1000mg/L在流量70m3/d、最大節流壓差達到3.5MP16投撈工藝與常規偏心相同，繼承性好。投撈器長度1250mm，操作簡便投撈工藝投撈工藝與常規偏心相同，繼承性好。投撈器長度17壓力計驗封堵塞器驗封堵塞器上部主體結構與分子量堵塞器、壓力堵塞器結構相同，下部為壓力計筒，雙通道式壓力計置于堵塞器內。壓力計上兩個導壓孔分別對應油管及油套環空，并由密封圈將兩個導壓孔隔開，工作時分別記錄油管（激動層）及油套環空（反應層）的壓力變化驗封工藝壓力計驗封堵塞器驗封堵塞器上部主體結構與分子量18圖9北1-2-P38井驗封曲線北1-丁3-P38井驗封曲線激動層壓力反應層壓力圖9北1-2-P38井驗封曲線北1-丁3-P38井驗封曲19分層流量測試采用電磁流量計進行分層流量測試與現有的聚合物分壓注入井測試工藝相同分層流量測試采用電磁流量計進行分層流量測試20

目前，共開展了75口井現場試驗，總分注層段197層現場試驗證明：投撈、驗封、測試、調配等工藝達到了設計要求，分層測試調配工藝與水井相當，可進行不同方式的注入剖面測試在現場試驗過程中，共進行了500余次的投撈堵塞器施工，投撈成功率達到95%以上現場應用情況現場應用情況21北1-丁3-P24井吸水剖面示意圖吸水比例%（2003.10.29）注入壓力：5.8MPa注入量：132m3/d29.705010070.3（2006.06.01）注入壓力：13.2MPa注入量：121m3/d吸水比例%20.1805010030.0745.54分質分壓注入井剖面動用均勻籠統注入分質分壓注入分層分子量785萬1200萬532萬4.218.2/7.1＞1.27.2/1.8

0.34層位薩Ⅱ10-12薩Ⅱ13\1

4.8

0.792.0/1.9

0.486.9/6.5＞1.2薩Ⅲ1-3薩Ⅲ3薩Ⅱ14-161.5/0.70.2薩Ⅲ5+6\13.5薩Ⅲ8-93.5/1.1

0.21砂巖有效滲透率北1-丁3-P24井吸水剖面示意圖吸水比例%（2003.122與正常分層注聚井對比，分質分壓注入后，剖面動用程度明顯提高100%100%100%100%57.3%18.8%94.9%100%100%100%61.7%37.3%11.8%85.9%0204060801006m＜H4m＜H≤6m2m＜H≤4m1m＜H≤2m0.5m＜H≤1mH≤0.5m合計厚度比例(％)分質分壓井分層井6m＜H2m＜H≤4m0.5m＜H≤1m合計4m＜H≤6m1m＜H≤2mH≤0.5m100%49.4%21.5%75.9%100%100%100%100%100%100%61.5%36.4%15.4%63.8%020406080100層數比例(%)分質分壓井分層井與正常分層注聚井對比，分質分壓注入后，剖面動用程度明顯提23分質分壓井組含水下降幅度較明顯分質分壓井組含水變化曲線72.179.27075808590951002.148.9115.9191.5264.0338.6407.1聚合物用量含水(%)分層籠統分質分壓（mg/L.PV）空白水驅聚合物驅分質分壓籠統分層2004.102006.985.9分質分壓井組含水下降幅度較明顯分質分壓井組含水變化曲線24謝謝！請各位專家多提寶貴意見！謝謝！請各位專家多提寶貴意見！25聚合物單管多層分質分壓注入技術采油工程研究院二○○七年五月聚合物單管多層分質分壓注入技術采油工程研究院26二、三類油層聚驅面臨的問題滲透率級差大，薄差油層動用程度低需分注的層段多(3層以上)不同性質的油層需要注入不同分子量的聚合物(600×104-1200×104)二、三類油層聚驅面臨的問題滲透率級差大，薄差油層動用程度低27實現聚合物分子量及注入量的雙重控制，最大程度地提高油層動用程度，改善聚驅效果分質分壓注入的提出高滲透層高分子量聚合物低滲透層低分子量聚合物限制注入量限制注入量增加注入量實現聚合物分子量及注入量的雙重控制，最大程度地28分質分壓注入原理Ⅱ注聚站井口P4K41500萬分子量25m3/dP2000萬分子量1000mg/l120m3/dP1K11200萬分子量40m3/dP2K2800萬分子量25m3/dP3K31800萬分子量30m3/d分子量調節器分子量調節器壓力調節器分子量調節器ⅠⅢⅣ分質分壓注入原理Ⅱ注聚站井口P4K41500萬分子量29低滲透層中滲透層高滲透層分子量調節器壓力調節器分子量調節器滿足二、三類油層分注層段多、層間矛盾大的情況偏心式分子量調節器偏心式壓力調節器分注管柱低滲透層中滲透層高滲透層分子量調節器壓力調節器分子量調節器滿30分子量調節器與壓力調節器配套的偏心工作筒結構相同，采用上導向方式，總長1988mm，最大外徑Φ114mm，偏孔內徑Φ31.5mm，內通徑Φ48mm偏心工作筒分子量調節器與壓力調節器配套的偏心工作筒結構相同，采31分子量堵塞器

分子量堵塞器與偏心工作筒組成分子量調節器。通過更換噴嘴來調節注入低滲透油層聚合物分子量總長320mm最大外徑Φ33.5mm分子量堵塞器總長320mm32聚合物分子量降低聚合物分子微觀形態剪切作用后顆粒枝狀分子鏈發生斷裂分子形態和尺寸發生變化聚合物分子量調節原理網狀聚合物分子量降低聚合物分子微觀形態剪切作用后顆粒枝狀分子鏈發33陶瓷噴嘴Φ2.0-6.0mm，以0.2mm為間隔，共21種陶瓷噴嘴Φ2.0-6.0mm，以0.2mm為間隔，共21種34在節流壓差＜1.5MPa、流量50m3/d內分子量調節范圍達到20%－50%Φ3.2mmΦ4.0mmΦ4.4mmΦ3.6mmΦ4.8mmΦ2.8mm40050060070080090010001100120001020304050607080分子量(×104)1200萬分子量、1000mg/L流量(m3/d)分子量調節器流量-分子量曲線在節流壓差＜1.5MPa、流量50m3/d內分35驅油效果實驗研究

剪切前后分子量600萬、800萬、1200萬、1600萬聚合物溶液在滲透率300×10-3μm2、200×10-3μm2、100×10-3μm2的人造巖心驅油實驗不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線（100×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液對注入壓力影響關系曲線（100×10-3μm2）驅油效果實驗研究不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線不同分子量聚36不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線（200×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液對注入壓力影響關系曲線（200×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線不同分子量聚合物溶液對注入壓37不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線（300×10-3μm2）不同分子量聚合物溶液對注入壓力影響關系曲線（300×10-3μm2）實驗結果表明：剪切后的聚合物驅油效果低于未剪切相同分子量聚合物0.37-1.61個百分點，最高注入壓力低0.24-1.86MPa剪切后的800萬分子量聚合物的驅油效果高于未剪切600萬聚合物0.29-0.8個百分點，注入壓力低0.07-0.3MPa對于適應600萬分子量的油層應采用剪切后800萬的聚合物驅替不同分子量聚合物溶液驅油實驗曲線不同分子量聚合物溶液對注入壓38壓力堵塞器壓力堵塞器與偏心工作筒組成壓力調節器。通過更換節流芯，改變降壓槽數量，控制高滲透層注入壓力

總長260-565mm最大外徑Φ33.5mm壓力堵塞器總長260-565mm39流場模擬表明：流線型降壓槽減弱了聚合物流動時的渦流區，降低了粘損率流過降壓槽時，聚合物分子鏈處于拉長、收縮過程，部分能量消耗在聚合物分子鏈的變形與恢復上，形成節流壓差流線型降壓槽壓力堵塞器采用流線型降壓槽流場模擬表明：流線型降壓槽減弱了聚合物流動時的渦流區，降低了40

在流量70m3/d、最大節流壓差達到3.5MPa，粘損率小于8%壓力調節器流量-節流壓差曲線00.511.522.50102030405060708090100槽50槽40槽30槽20槽10槽流量（m3/d）節流壓差(MPa)1/2

1200萬分子量、1000mg/L在流量70m3/d、最大節流壓差達到3.5MP41投撈工藝與常規偏心相同，繼承性好。投撈器長度1250mm，操作簡便投撈工藝投撈工藝與常規偏心相同，繼承性好。投撈器長度42壓力計驗封堵塞器驗封堵塞器上部主體結構與分子量堵塞器、壓力堵塞器結構相同，下部為壓力計筒，雙通道式壓力計置于堵塞器內。壓力計上兩個導壓孔分別對應油管及油套環空，并由密封圈將兩個導壓孔隔開，工作時分別記錄油管（激動層）及油套環空（反應層）的壓力變化驗封工藝壓力計驗封堵塞器驗封堵塞器上部主體結構與分子量43圖9北1-2-P38井驗封曲線北1-丁3-P38井驗封曲線激動層壓力反應層壓力圖9北1-2-P38井驗封曲線北1-丁3-P38井驗封曲44分層流量測試采用電磁流量計進行分層流量測試與現有的聚合物分壓注入井測試工藝相同分層流量測試采用電磁流量計進行分層流量測試45

目前，共開展了75口井現場試驗，總分注層段197層現場試驗證明：投撈、驗封、測試、調配等工藝達到了設計要求，分層測試調配工藝與水井相當，可進行不同方式的注入剖面測試在現場試驗過程中，共進行了500余次的投撈堵塞器施工，投撈成功率達到95%以上現場應用情況現場應用情況46北1-丁3-P24井吸水剖面示意圖吸水比例%（2003.10.29）注入壓力：5.8MPa注入量：132m3/d29.705010070.3（2006.06.01）注入壓力：13.2MPa注入量：121m3/d吸水比例%20.1805010030.0745.54分質分壓注入井剖面動用均勻籠統注入分質分壓注入分層分子量785萬1200萬532萬4.218.2/7.1＞1.27.2/1.8

0.34層位薩Ⅱ10-12薩Ⅱ13\1

4.8

0.792.0/1.9

0.486.9/6.5＞1.2薩Ⅲ1-3薩Ⅲ3薩Ⅱ14-1