化學驅中作為增稠劑的水溶性聚合物水化分子流 經多孔介質時經受孔喉尺寸的自然選擇。如果大部分 聚合物水化分子通過孔喉時受阻，將會使聚合物溶液 注人困難。例如，雙河油田聚合物驅中曾經使用清水 配製聚合物溶液，出現了聚合物堵塞地層現象，導致注 人壓力大幅度升高。所以，在聚合物驅方案設計中，選 擇的聚合物必須與油藏條件下的孔喉尺寸配伍[15]。 可通過聚合物分子量篩選、注人能力研究和降解程度 研究等方法獲得與油藏岩石物性相匹配的聚合物產 品。這些方法的優點是實驗簡單，設備投資少；不足之 處在於無法直接測定聚合物溶液中水化分子線團的尺 寸和形態。
文獻[6-9]對交聯聚合物線團和締合型聚合物分子 尺寸進行了研究，但未能結合油藏情況進行分析。本 文采用動態光散射（DLS)技術直接測定聚合物分子的 水動力學半徑，研究化學驅中作為增稠劑的水溶性聚 合物分子的尺寸與油藏孔喉的配伍性。
1實驗
普通化學試劑為市售，聚合物樣品見表1。其中的
KYPAM2是梳形聚合物(CP)，為北京恒聚公司工業化 產品。KYPAM2是丙烯酰胺一丙烯酸鈉一0^艮= CR3R4—A的共聚物，其中私，艮和民為CfCw烷 基，民為Q—Cu烷基醚（酯），濃度約0. 1%〜1%。A 為對Ca2+、Mg2+不敏感的離子型官能團。其餘為聚丙 烯酰胺（HPAM)。
油田水和其他鹽水均需經過多次過濾處理，保持 高度潔淨。在25'C下，用直徑為0. 6mm的奧式黏度計 測定各種水的黏度，用阿貝折光儀測定折光指數。聚 合物溶液樣品和器皿需經嚴格的光學淨化處理：用冷 凝丙酮蒸汽衝洗器皿除塵；使用超速離心機在3 0 'C、 12000r/min下離心40min進行聚合物溶液樣品除塵。 動態光散射儀器（DLS;型號：ALV/DLS/SLS-5022F， 德國ALV公司生產）是一種光子相關譜儀，由相關器、 光度計和激光光源（22mW氦氘激光器）組成，激光波長 632. 8mn，散射角60〜125°，測試溫度25 ±0. 5T：。在 25X：條件下，采用濃度為0. 1%的聚合物可獲得合適的 擴散係數測定響應值，計算得到聚合物分子的水動力學 半徑平均值和分布函數。水動力學半徑測定的有效範圍 為2〜lOOOnm，超過此範圍的數據僅可定性參考。
1.2表觀黏度測定
用RS600流變儀測定溶液表觀黏度，一般取剪切 速率為7.3時的表觀黏度值進行對比。
1.3岩心試驗
用大慶汙水配製〇. 1%聚合物溶液，經孔徑為 25^111(600目）篩網過濾，分別采用滲透率為1000mD、 500mD和200mD石英砂膠結岩心，注人聚合物溶液至 壓力和濃度平衡（約5倍孔隙體積），測定原液和流出 液中聚合物分子的水動力學半徑（Rh)和黏彈性。
2多孔介質的孔喉半徑與堵塞機理
表3是南陽油田3個油藏聚合物驅區塊不同開發 層係的滲透率（KB)和孔喉半徑中值（K)等特征參數， 其特征是孔喉半徑中值均大於6Mm，並具有一定的變 化範圍。對聚合物水化分子通過能力影響最大的是孔 喉半徑最小值，雙河北塊多數開發層係孔喉半徑最小 值約為6 ^ m;江河地區孔喉半徑的低值區為4. 4〜6. 7 jum;下二門地區孔喉半徑低值區為2. 8〜8pm。
室內實驗測定了大慶油田天然岩心和人造石英砂 膠結岩心的壓汞孔喉半徑中值和鑄體薄片孔隙半徑 (見表4)。在常見的滲透率範圍（800〜1600mD)內，天 然岩心孔喉半徑中值為5. 48〜8. 17pm、孔隙半徑中值 為37. 17〜40. 18^m;石英砂膠結岩心孔喉半徑中值為2.71〜5. 48)um、孔隙半徑中值為52. 48〜57. 21jum。
DLS測定結果為i?h平均值和劄分布圖，/ (風,） 是歸一化權重分布函數，由不同劄的聚合物分子的權 重值除以最大值獲得。本文定義：如果/(風,）大於
0.1，該聚合物分子對溶液性質開始具有影響力；如果 /(Rh)大於0. 667,則該聚合物分子為密集分布。
3.1礦化度對HPAM和梳形聚合物風,的影響
礦化度對 〇. 1% MO4000 CHPAM)或 0. 1% KYPAM2(梳形聚合物）分子的劄分布和均值的影響 見圖2、圖3和表5。_由圖2可見，M04000的水動力學 半徑分布集中在10〜300nm。在低礦化度溶液中，可 出現較舒展的分子線團，在l〇3nm數量級出現小的拖 尾峰。礦化度升高，大分子線團收縮，劄大於l〇3nm 數量級的分布峰消失。歸一化權重分布函數的分布峰 隨著礦化度增高而右移，說明聚合物水化分子線團越 舒展，鹽敏效應越顯著，即劄越大的分子線團越易在 溶液電場加強後被壓縮，在尺寸變小後使私，為10〜 300nm的分子線團數量增加，產生上述歸一化權重分 布函數的分布峰右移現象。
圖3是礦化度對0. 1% KYPAM2分子的劄的影 響。梳形聚合物水化分子的隊分布比M04000略寬， 在10〜400nm出現主分布峰。在礦化度低於1.0% NaCl + 0.01% CaCl2W條件下，出現少量i?h大於103 nm數量級的聚合物分子，其/(i?h)值低於0.2。隨礦 化度上升，聚合物溶液中具有隊高端值的分子數也逐 漸減少，至礦化度達到10%NaCl + 0. l%CaCl2後完全 消失，/ (i4)由多峰基本變為單峰，其密集分布峰也出 現右移現象，分子尺寸呈正態分布，變化範圍約為10〜
由表1可見，梳形聚合物（KYPAM2)的分子量和 水解度均略高於MO4000。但KYPAM2分子主鏈帶 有含強極性基團和烴基的短側鏈，具有體積和電性排 斥作用，使主鏈不易卷縮，提高了梳形聚合物的黏彈性 和耐鹽性能。由表5可見，在25T：，不同礦化度下， KYPAM2與M04000的仏之比為1. 01〜1. 46; KYPAM2與MO4000的黏度之比為1. 49〜1. 89,即 梳形聚合物分子結構改性對增黏能力的貢獻大於增加 水動力學半徑的幅度。原因可能是梳形聚合物分子主 鏈上的支化短側鏈增強了主鏈的剛性，導致.風,尺寸有 一定幅度上升，產生相應的增黏作用；另外，支化短側 鏈的強極性使水化分子線團的吸附和包裹水分子的能 力增強，也改變溶液的黏彈性。所以，雙重增黏作用使 上述黏度之比相對更高。
滲透率為800〜1600mD的大慶天然岩心的孔喉 半徑均值為5.5〜8. 2pm。采用0. l%MO4000溶液進 行聚合物驅，可能產生堵塞的劄範圍為2500〜 3770nm。所以，仍有少量劄較大的M04000聚合物 分子會對部分孔喉產生堵塞。
3.3南陽油藏不同水質中的HPAM的隊分布
江河地區汙水的礦化度較高，達到了 13 000 mg/L。在強電場的作用下，AN923的劄均值降低為 53nm。其歸一化權重分布函數/(i?h)基本上由兩個
下二門油田汙水的總礦化度較低，為2282mg/L， 在此礦化度下，AN923的劄大幅度膨脹，其歸一化權 重分布函數/CRJ出現一個主峰帶兩個小峰，分布為5 〜100 OOOnm，在11〜62nm處出現主密集分布峰，另 外在10 000〜30 OOOnm處出現次密集分布峰。下二門 油田開發層係的孔喉半徑最低值約為2. 8pm,可造成 較穩定堵塞的聚合物水化分子線團的劄值大於1.3 pm。部分開發層係的孔喉半徑均值約為7pm，相應的 可造成堵塞的聚合物水化分子線團的劄值大於3.3 ^m。所以AN923會造成下二門油藏的大部分中、低滲 透帶的穩定堵塞。
雙河地區清水的總礦化度最低，為363mg/L，在此 礦化度下，AN923的7?h分布範圍最寬，其歸一化權重 分布函數出現3個主峰，分布為5〜300 OOOnm，在100 〜6000nm處出現主密集分布峰，另外在6〜lOOnm和 6 000〜200 OOOnm處出現次密集分布峰。雙河北塊開 發層係的孔喉半徑均值約為10pm，相應的可造成堵塞 的聚合物水化分子線團的劄值大於4. 6fzm。所以用 雙河清水配製AN923進行聚合物驅顯然會造成雙河 油藏的大部分中、低滲透帶的穩定堵塞。
綜上所述，在實際油藏條件下，超高分子量聚合物 中所含的超大聚合物分子容易堵塞孔喉半徑較小的部 分多孔介質，使用清水配製聚合物溶液時此現象更嚴 重。超大聚合物分子被滯留後，實際產生驅替作用的 溶液黏度降低；油藏滲透率越低，降黏幅度越大。所 以，在油田進行聚合物驅之前，需針對目標油藏的孔喉 特征參數，考察在油藏溫度、礦化度下聚合物的隊與 孔喉的配伍性，並考慮聚合物分子線團的剛性程度和
黏彈性等因素，才可獲得匹配的聚合物產品。
4結論
根據“架橋”原理，可對孔喉形成較穩定堵塞的聚 合物分子水動力學半徑與孔喉半徑的關係為：劄大於 0.46尺。通常，適合聚合物驅的油藏的平均孔喉半徑中 值約為4〜16pm。
驅油用水溶性聚合物分子尺寸的歸一化權重分布 函數通常在l〇nm至數百納米出現主分布峰，並可能帶 有Kh為103nm數量級或更大的次分布峰。聚合物分 子線團越大，在礦化度上升、溶液電場加強後越易被壓 縮。超大聚合物分子被壓縮後使歸一化權重分布函數 主峰向分子尺寸更大方向移動。
梳形聚合物分子結構的改性增強主鏈剛性，隊升 高改善黏彈性。另外，梳形聚合物主鏈上的強極性短 側鏈使分子線團吸附和包裹更多水分子，產生增黏效 果。所以，與分子量和水解度相近的HPAM相比，CP 溶液的增黏幅度高於劄變化程度。
在部分油藏條件下，超高分子量聚合物溶液含有 一些為l〇3nm數量級或更大的聚合物分子，易造成 孔喉半徑較小部分多孔介質的堵塞，使用清水配製聚 合物溶液時此現象更嚴重。超大聚合物分子被滯留 後，實際產生驅替作用的溶液黏度降低；油藏滲透率越 低，降黏幅度越大。