化学驱中作为增稠剂的水溶性聚合物水化分子流 经多孔介质时经受孔喉尺寸的自然选择。如果大部分 聚合物水化分子通过孔喉时受阻，将会使聚合物溶液 注人困难。例如，双河油田聚合物驱中曾经使用清水 配制聚合物溶液，出现了聚合物堵塞地层现象，导致注 人压力大幅度升高。所以，在聚合物驱方案设计中，选 择的聚合物必须与油藏条件下的孔喉尺寸配伍[15]。 可通过聚合物分子量筛选、注人能力研究和降解程度 研究等方法获得与油藏岩石物性相匹配的聚合物产 品。这些方法的优点是实验简单，设备投资少；不足之 处在于无法直接测定聚合物溶液中水化分子线团的尺 寸和形态。
文献[6-9]对交联聚合物线团和缔合型聚合物分子 尺寸进行了研究，但未能结合油藏情况进行分析。本 文采用动态光散射（DLS)技术直接测定聚合物分子的 水动力学半径，研究化学驱中作为增稠剂的水溶性聚 合物分子的尺寸与油藏孔喉的配伍性。
1实验
普通化学试剂为市售，聚合物样品见表1。其中的
KYPAM2是梳形聚合物(CP)，为北京恒聚公司工业化 产品。KYPAM2是丙烯酰胺一丙烯酸钠一0^艮= CR3R4—A的共聚物，其中私，艮和民为CfCw烷 基，民为Q—Cu烷基醚（酯），浓度约0. 1%〜1%。A 为对Ca2+、Mg2+不敏感的离子型官能团。其余为聚丙 烯酰胺（HPAM)。
油田水和其他盐水均需经过多次过滤处理，保持 高度洁净。在25'C下，用直径为0. 6mm的奥式黏度计 测定各种水的黏度，用阿贝折光仪测定折光指数。聚 合物溶液样品和器皿需经严格的光学净化处理：用冷 凝丙酮蒸汽冲洗器皿除尘；使用超速离心机在3 0 'C、 12000r/min下离心40min进行聚合物溶液样品除尘。 动态光散射仪器（DLS;型号：ALV/DLS/SLS-5022F， 德国ALV公司生产）是一种光子相关谱仪，由相关器、 光度计和激光光源（22mW氦氘激光器）组成，激光波长 632. 8mn，散射角60〜125°，测试温度25 ±0. 5T：。在 25X：条件下，采用浓度为0. 1%的聚合物可获得合适的 扩散系数测定响应值，计算得到聚合物分子的水动力学 半径平均值和分布函数。水动力学半径测定的有效范围 为2〜lOOOnm，超过此范围的数据仅可定性参考。
1.2表观黏度测定
用RS600流变仪测定溶液表观黏度，一般取剪切 速率为7.3时的表观黏度值进行对比。
1.3岩心试验
用大庆污水配制〇. 1%聚合物溶液，经孔径为 25^111(600目）筛网过滤，分别采用渗透率为1000mD、 500mD和200mD石英砂胶结岩心，注人聚合物溶液至 压力和浓度平衡（约5倍孔隙体积），测定原液和流出 液中聚合物分子的水动力学半径（Rh)和黏弹性。
2多孔介质的孔喉半径与堵塞机理
表3是南阳油田3个油藏聚合物驱区块不同开发 层系的渗透率（KB)和孔喉半径中值（K)等特征参数， 其特征是孔喉半径中值均大于6Mm，并具有一定的变 化范围。对聚合物水化分子通过能力影响最大的是孔 喉半径最小值，双河北块多数开发层系孔喉半径最小 值约为6 ^ m;江河地区孔喉半径的低值区为4. 4〜6. 7 jum;下二门地区孔喉半径低值区为2. 8〜8pm。
室内实验测定了大庆油田天然岩心和人造石英砂 胶结岩心的压汞孔喉半径中值和铸体薄片孔隙半径 (见表4)。在常见的渗透率范围（800〜1600mD)内，天 然岩心孔喉半径中值为5. 48〜8. 17pm、孔隙半径中值 为37. 17〜40. 18^m;石英砂胶结岩心孔喉半径中值为2.71〜5. 48)um、孔隙半径中值为52. 48〜57. 21jum。
DLS测定结果为i?h平均值和札分布图，/ (风,） 是归一化权重分布函数，由不同札的聚合物分子的权 重值除以最大值获得。本文定义：如果/(风,）大于
0.1，该聚合物分子对溶液性质开始具有影响力；如果 /(Rh)大于0. 667,则该聚合物分子为密集分布。
3.1矿化度对HPAM和梳形聚合物风,的影响
矿化度对 〇. 1% MO4000 CHPAM)或 0. 1% KYPAM2(梳形聚合物）分子的札分布和均值的影响 见图2、图3和表5。_由图2可见，M04000的水动力学 半径分布集中在10〜300nm。在低矿化度溶液中，可 出现较舒展的分子线团，在l〇3nm数量级出现小的拖 尾峰。矿化度升高，大分子线团收缩，札大于l〇3nm 数量级的分布峰消失。归一化权重分布函数的分布峰 随着矿化度增高而右移，说明聚合物水化分子线团越 舒展，盐敏效应越显著，即札越大的分子线团越易在 溶液电场加强后被压缩，在尺寸变小后使私，为10〜 300nm的分子线团数量增加，产生上述归一化权重分 布函数的分布峰右移现象。
图3是矿化度对0. 1% KYPAM2分子的札的影 响。梳形聚合物水化分子的队分布比M04000略宽， 在10〜400nm出现主分布峰。在矿化度低于1.0% NaCl + 0.01% CaCl2W条件下，出现少量i?h大于103 nm数量级的聚合物分子，其/(i?h)值低于0.2。随矿 化度上升，聚合物溶液中具有队高端值的分子数也逐 渐减少，至矿化度达到10%NaCl + 0. l%CaCl2后完全 消失，/ (i4)由多峰基本变为单峰，其密集分布峰也出 现右移现象，分子尺寸呈正态分布，变化范围约为10〜
由表1可见，梳形聚合物（KYPAM2)的分子量和 水解度均略高于MO4000。但KYPAM2分子主链带 有含强极性基团和烃基的短侧链，具有体积和电性排 斥作用，使主链不易卷缩，提高了梳形聚合物的黏弹性 和耐盐性能。由表5可见，在25T：，不同矿化度下， KYPAM2与M04000的仏之比为1. 01〜1. 46; KYPAM2与MO4000的黏度之比为1. 49〜1. 89,即 梳形聚合物分子结构改性对增黏能力的贡献大于增加 水动力学半径的幅度。原因可能是梳形聚合物分子主 链上的支化短侧链增强了主链的刚性，导致.风,尺寸有 一定幅度上升，产生相应的增黏作用；另外，支化短侧 链的强极性使水化分子线团的吸附和包裹水分子的能 力增强，也改变溶液的黏弹性。所以，双重增黏作用使 上述黏度之比相对更高。
渗透率为800〜1600mD的大庆天然岩心的孔喉 半径均值为5.5〜8. 2pm。采用0. l%MO4000溶液进 行聚合物驱，可能产生堵塞的札范围为2500〜 3770nm。所以，仍有少量札较大的M04000聚合物 分子会对部分孔喉产生堵塞。
3.3南阳油藏不同水质中的HPAM的队分布
江河地区污水的矿化度较高，达到了 13 000 mg/L。在强电场的作用下，AN923的札均值降低为 53nm。其归一化权重分布函数/(i?h)基本上由两个
下二门油田污水的总矿化度较低，为2282mg/L， 在此矿化度下，AN923的札大幅度膨胀，其归一化权 重分布函数/CRJ出现一个主峰带两个小峰，分布为5 〜100 OOOnm，在11〜62nm处出现主密集分布峰，另 外在10 000〜30 OOOnm处出现次密集分布峰。下二门 油田开发层系的孔喉半径最低值约为2. 8pm,可造成 较稳定堵塞的聚合物水化分子线团的札值大于1.3 pm。部分开发层系的孔喉半径均值约为7pm，相应的 可造成堵塞的聚合物水化分子线团的札值大于3.3 ^m。所以AN923会造成下二门油藏的大部分中、低渗 透带的稳定堵塞。
双河地区清水的总矿化度最低，为363mg/L，在此 矿化度下，AN923的7?h分布范围最宽，其归一化权重 分布函数出现3个主峰，分布为5〜300 OOOnm，在100 〜6000nm处出现主密集分布峰，另外在6〜lOOnm和 6 000〜200 OOOnm处出现次密集分布峰。双河北块开 发层系的孔喉半径均值约为10pm，相应的可造成堵塞 的聚合物水化分子线团的札值大于4. 6fzm。所以用 双河清水配制AN923进行聚合物驱显然会造成双河 油藏的大部分中、低渗透带的稳定堵塞。
综上所述，在实际油藏条件下，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径较小的部 分多孔介质，使用清水配制聚合物溶液时此现象更严 重。超大聚合物分子被滞留后，实际产生驱替作用的 溶液黏度降低；油藏渗透率越低，降黏幅度越大。所 以，在油田进行聚合物驱之前，需针对目标油藏的孔喉 特征参数，考察在油藏温度、矿化度下聚合物的队与 孔喉的配伍性，并考虑聚合物分子线团的刚性程度和
黏弹性等因素，才可获得匹配的聚合物产品。
4结论
根据“架桥”原理，可对孔喉形成较稳定堵塞的聚 合物分子水动力学半径与孔喉半径的关系为：札大于 0.46尺。通常，适合聚合物驱的油藏的平均孔喉半径中 值约为4〜16pm。
驱油用水溶性聚合物分子尺寸的归一化权重分布 函数通常在l〇nm至数百纳米出现主分布峰，并可能带 有Kh为103nm数量级或更大的次分布峰。聚合物分 子线团越大，在矿化度上升、溶液电场加强后越易被压 缩。超大聚合物分子被压缩后使归一化权重分布函数 主峰向分子尺寸更大方向移动。
梳形聚合物分子结构的改性增强主链刚性，队升 高改善黏弹性。另外，梳形聚合物主链上的强极性短 侧链使分子线团吸附和包裹更多水分子，产生增黏效 果。所以，与分子量和水解度相近的HPAM相比，CP 溶液的增黏幅度高于札变化程度。
在部分油藏条件下，超高分子量聚合物溶液含有 一些为l〇3nm数量级或更大的聚合物分子，易造成 孔喉半径较小部分多孔介质的堵塞，使用清水配制聚 合物溶液时此现象更严重。超大聚合物分子被滞留 后，实际产生驱替作用的溶液黏度降低；油藏渗透率越 低，降黏幅度越大。