Разработка нефтяных месторождений глава Понятия и параметры, определяющие процессы добычи углеводородов

8.4. Вытеснение нефти из пласта растворами полимеров.
Коэффициен-
том подвижности называется отношение фазовой проницаемости к вязко-
сти жидкости. Для нефти и воды коэффициенты подвижности следующие: 
н
н
н
k
K


,
в
в
в
k
K


(8.3) 
Закон Дарси для воды и нефти имеет вид: 
gradp
k
v



(8.4) 
Динамическая вязкость воды в несколько раз меньше вязкости нефти. 
Следовательно, более подвижная, маловязкая жидкость (вода) вытесняет 
более вязкую, менее подвижную нефть. При вытеснении нефти водой
нефтеотдача снижается с увеличением отношения вязкостей нефти и во-
ды. Для уменьшения этого отношения применяются водные растворы по-
лимеров, например, полиакриламид (ПАА), обладающей способностью 
даже при малых концентрациях существенно повышать вязкость воды, 
снижать ее подвижность и за счет этого увеличивает коэффициент вытес-
нения. Молекула полимера представляет собой цепочку, состоящую из 
атомов углерода, водорода и азота. Длина цепочки соизмерима с размера-
ми пор. Молекулы полимера в водном растворе, продвигаясь по поровым 
каналам, «цепляются» за зерна породы, создавая дополнительное сопро-
тивление и сорбируясь на зернах породы. 
При фильтрации водного раствора полимера, который является дила-
тантной жидкостью, закон Дарси запишется в виде 
n
bp
gradp
k
v
)
(



(8.4) 
где n<1, 
µ
bp 
– вязкость водного раствора полимера. 
При росте градиента давления скорость фильтрации полимерного рас-
твора возрастает на меньшую величину, чем при фильтрации чистой воды 
рисунок 8.2, [7]. 
Рис. 8.2.
Зависимость скорости фильтрации ньютоновской (1)
и дилатантной (2) жидкостей от градиента давления. 

---

Так же как и ПАВ при фильтрации водного раствора ПАА наблюдается 
адсорбция. При небольших концентрациях ПАА в воде количество сорби-
руемого вещества соответствует изотерме Генри (8.3).
ПАА выпускают в виде геля, твердых гранул или порошка. Концентра-
ция ПАА в воде: по гелю 1–5%, по твердому полимеру 0,08–0,4%. Вслед-
ствие высокой сорбции ПАА концентрацию ПАА доводят до значения, при 
котором динамическая вязкость водного раствора увеличивается в 5–6 раз. 
Считается, что водный раствор ПАА целесообразно использовать при 
вязкости нефти (10–30) мПа. В результате сорбции ПАА пористой средой 
в при вытеснении нефти образуется фронт сорбции, также как и при вы-
теснении нефти, водными растворами ПАВ (рис.6.1). Водный раствор 
ПАА применяют и для регулирования процесса разработки пластов с не-
однородной по толщине проницаемостью. Так как жидкость дилатантная, 
то высокопроницаемые пропластки с закачиваемым раствором обводняют-
ся медленнее. С увеличением давления нагнетания вода вытесняет нефть 
из низкопроницаемых пропластков. Тем самым увеличивается коэффици-
ент охвата пласта заводнением. 
Экспериментально установлено, что с ростом концентрации полимеров 
фазовая проницаемость смачиваемой фазы уменьшается, а проницаемость 
углеводородных жидкости и при одной и той же насыщенности возрастает.