闫姝 （中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712）

在聚合物配制和注入过程中，生大量胶状物附着在过滤器和管线内壁上，进而对聚合物溶液配制和注入系统的正常运转造成不利影响［1－2］。一旦胶状物从管壁上脱落进入井筒，就会造成近井壁附近区域储层渗透能力降低，注入压力升高，进而造成注入困难，影响聚合物驱增油效果［3－4］。

1 胶状物组分及来源

在配注系统中，配制站、注入站过滤器等部位发现大量黑色和黄色胶状物，伴有刺激性气味，随放置时间延长伴有黑色物质生成，有刺鼻的腐臭气味。为明确胶状物的主要成分，分析了3个样品：一是聚丙烯酰胺 （大庆炼化1900万分子量干粉）；二是配制站母液过滤器罐壁上沉积物 （以下称胶状物1）；三是注聚泵泵前过滤器处采集的含聚合物的黏性液体 （以下称胶状物2）。

1）胶状物主要成分为聚丙烯酰胺及其降解物，含少量黏多糖及有机酸。通过对各样品灼烧前后质量变化数据 （见表1）可以分析出，聚丙烯酰胺与胶状物2无机物成分含量较高，性质相近，以聚丙烯酰胺为主；而胶状物1无机物含量较低，除聚丙烯酰胺外，含有其他来源的有机物如微生物代谢的产物［5－6］。

聚丙烯酰胺中黏多糖非常少，胶状物1和胶状物2中含量较大，分别达到了287mg／L和336mg／L，其中胶状物1中黏多糖主要由甘露糖、艾杜醇、山梨糖等组成，以甘露糖为主。同时胶状物1和胶状物2中含有少量有机酸，主要为乙酸和丁酸。因此，胶状物主要成分为聚丙烯酰胺及其降解物，含少量黏多糖及有机酸。

2）附着物、胶状物产生与微生物活动具有一定关系。胶状物质主要成分为聚丙烯酰胺，成因主要为未溶解的聚合物干粉造成的 “鱼眼”附着在过滤袋或过滤网上；其次胶状物的产生与微生物活动具有一定关系，胶状物中含有微生物活动密切相关的黏多糖、乙酸和丁酸等大量的生物代谢活动产物和信息；而胶状物2样品S元素和Fe元素含量比较高，可能是由硫酸盐还原菌将水中SO2－4还原成S2－，形成了黑色的FeS所致。

由于微生物作用产生生物酶，使聚丙烯酰胺发生水解脱去了酰胺基，为此胶状物2和胶状物1中N和H含量均减少。

表1 各样品灼烧前后质量变化测定数据

2 胶状物的危害

2.1 胶状物可降解聚合物及堵塞油层

1）胶状物类型和含量对聚合物溶液黏度存在影响。不同类型溶液不同含量黏度对比表如表2所示。由表2可以看出，当聚合物溶液中加入胶状物1后，黏度升高，随胶状物加入量增加，黏度增大；加入胶状物2后，黏度降低，随加入量增加，黏度减小。

2）含胶状物聚合物溶液稳定性变差。不同类型溶液不同时间条件下黏度损失对比表如表3所示。由表3可以看出，在胶状物类型不同条件下，随放置时间延长，聚合物溶液黏度下降，且含胶状物2的聚合物溶液下降幅度较大。

3）胶状物对聚合物溶液耐温性影响不大。不同类型溶液不同温度条件下黏度损失对比表如表4所示。由表4可以看出，随测试温度升高，含胶状物溶液和聚合物溶液黏度均呈下降趋势，但差异不大。

表2 不同类型溶液不同含量黏度对比表

表3 不同类型溶液不同时间条件下黏度损失对比表

表4 不同类型溶液不同温度条件下黏度损失对比表

4）含胶状物聚合物溶液流变性和黏弹性变差。视黏度与剪切速率关系、储能模量与振荡频率关系分别如图1和图2所示，由图1和图2可以看出，聚合物溶液中加入不同类型胶状物后，随剪切速率增大，溶液表现出与普通聚合物溶液相似的 “剪切变稀”流变特征，在剪切速率相同条件下，聚合物溶液视黏度最大，其次为含胶状物1聚合物溶液和含胶状物2聚合物溶液；在黏弹性测试中发现，含胶状物聚合物溶液，随振荡频率增加，黏弹性变差。

图1 视黏度与剪切速率关系

图2 储能模量与振荡频率关系

5）胶状物对聚合物溶液中分子聚集态存在影响。含胶状物1聚合物溶液，聚合物分子聚集态仍呈现空间网络结构，但结构变稀疏，网络骨架变细；含胶状物2聚合物溶液，聚合物分子聚集态网络结构出现缺陷，分子链发生断裂，导致结构包裹水分子能力下降，黏度降低。

聚合物溶液样品放置30d后，聚合物分子聚集态发生了较大变化。30d后聚合物分子聚集态网状结构变稀疏，网络呈现球形质点，相互结成珠状结构。含胶状物1聚合物溶液中聚合物分子网络骨架主干回缩，部分网络结构发生断裂，原有聚集态遭到破坏。含胶状物2聚合物溶液中聚合物分子聚集态呈现球形质点，相互之间没有缠结，结构破坏严重。

2.2 胶状物可堵塞油层

胶状物类型、含量和岩心渗透率对聚合物溶液渗流特性存在影响。不同含量胶状物阻力系数和残余阻力系数对比表如表5所示。由表5可以看出，随岩心渗透率减小，聚合物溶液阻力系数和残余阻力系数增加；随胶状物含量增加，聚合物溶液阻力系数和残余阻力系数增大；胶状物1对聚合物溶液渗流特性的影响程度比胶状物2的大。

表5 不同含量胶状物阻力系数和残余阻力系数对比表

2.3 含胶状物溶液对提高采收率的影响较大

胶状物的存在导致聚合物溶液传输运移能力变差，进而对扩大波及体积效果产生影响。恒速条件下和恒压条件下不同方案采收率对比表如表6所示。由表6可以看出，在恒速或恒压注入条件下，随渗透率级差增加，胶状物对聚合物增油效果影响程度降低，胶状物对低渗透层分流率影响较大。对比2种注入工艺，对聚驱增油效果影响主要取决于岩心渗透率级差：渗透率级差为2时恒速注入时增油效果较好；当渗透率级差为5和10时恒压注入时增油效果较好；当岩心渗透率级差为5和10时，恒速注入的注入压力要比恒压时的低，进而造成低渗透层吸液压差减小，波及效果变差。

表6 恒速和恒压条件下不同方案采收率对比表

3 胶状物对储层伤害治理措施

从表7可以看出，在相同试验条件下，经双氧水降作用后解胶状物黏度不仅未降低，而且有了较大幅度升高，过硫酸钾作用后也有类似状况。进一步分析可知，添加经次氯酸钠降解作用后胶状物的聚合物溶液黏度较低，且低于未加胶状物聚合物溶液的值，这是由于次氯酸钠与胶状物反应后还有部分剩余，剩余次氯酸钠降解了聚合物溶液，从而使聚合物溶液黏度降低。因此，推荐采用次氯酸钠解堵，浓度范围为3%～5%。从表8和表9可以看出，解堵时间为30～50min，最佳时机是注入压力接近破裂压力时。

考虑少量胶状物进入高渗透层有利于改善剖面，提高聚合物驱油效果，因此解堵剂用量要恰当，过多解堵剂不仅增加药剂费用，而且会对后续聚合物溶液产生降解作用，降低聚合物溶液扩大波及体积的效果。

表7 黏度测试结果统计表

表8 不同浓度解堵剂黏度测试结果统计表

表9 不同接触时间黏度测试结果统计表

4 结论

1）胶状物主要成分为聚丙烯酰胺及其降解物，含少量黏多糖及有机酸，附着物、胶状物产生与微生物活动具有一定关系。

2）胶状物可造成溶液黏度、稳定性变差，聚合物分子空间结构破坏，可导致含聚合物溶液渗流及运移能力较差，对提高采收率的影响较大。

3）次氯酸钠可以取得较好的解堵效果，但解堵时机和用量要恰当。

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