聚合物在油藏中的稳定性与滞留
1. 聚合物溶液的稳定性
聚合物溶液在油藏条件下必须长时间保持稳定，才能取得好的驱油效果。即聚合物溶液在油藏条件下应该保持初始的粘度值、不絮凝或不应沉淀交联而堵塞油层，且降解尽可能的小。而高含盐量、高速剪切处理、高温、化学反应及生物降解都会使聚合物分子破坏，从而使聚合物溶液的稳定性受到影响。
聚合物的降解基本上有三种不同类型的降解机理：机械降解、化学降解和生物降解。经过降解作用，聚合物的平均分子量下降，直接影响到它的增粘特性。
（1）机械降解
当聚合物溶液被置于高剪切条件下，由于分子承受大的剪切应力造成分子链被剪断。这是瞬时效应，在聚合物溶液混配时，或聚合物溶液经泵和闸门的输送过程中，或者在注入通过射孔炮眼时，或者在井筒附近的地层，聚合物高速流动的地方都会出现高的剪切条件。
目前已开展了聚合物在高剪切流动情况下的实验研究工作。主要研究结果如下：
在高剪切流动情况下，聚合物链断裂速度取决于分子量、剪切速率和溶液粘度；同时也与溶液的浓度有关，当然，浓度与粘度有关。
大分子对流动的阻力较大，产生的剪切或拉伸应力也较大，因此很容易断裂。
剪切前后，聚合物分子量分布发生改变，剪切后的分子量分布在低分子量部分的峰值较高些。
聚合物分子流动所产生的剪切应力是断裂的主要原因。
（2）化学降解
氧化作用或自由基化学反应通常被认为是化学降解作用的最重要的来源。
（3）生物降解
生物降解是指聚合物分子被细菌或受酶控制的化学过程而破坏。防止生物降解最常用的办法就是使用生物杀菌剂，如甲醛或其它化学剂。然而使用了这样的杀菌剂，就可能影响所使用的其它保护聚合物的化学剂。例如杀菌剂可以和除氧剂发生反应。因此，研制新型杀菌剂是目前急待解决的问题之一。
2. 聚合物在油藏孔隙中的滞留
在油层流体运移过程中，聚合物分子与孔隙介质之间存在着很强的相互作用，会引起聚合物在多孔介质中的滞留，从而损耗注入水中的聚合物。显然，这时驱替液的粘度比注入时的聚合物溶液粘度要低很多，导致聚合物驱油作用降低。但是，聚合物在多孔介质中的滞留作用也可使油层岩石的渗透率下降，有利于降低驱替液的流度。相比之下，增粘作用更为主要。因此，聚合物滞留作用的强弱，是决定聚合物驱油经济效果好坏的关键因素之一。
聚合物通过多孔介质时有三个滞留机理，即：吸附；机械捕集；水动力滞留。下面分别进行讨论。
（2）聚合物的吸附
聚合物的吸附指的是溶液中聚合物分子同固体表面之间的相互作用。吸附机理可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是指在表面（吸附剂）和被吸附物质（吸附质）之间依靠静电力（或范德华力）和氢键的作用相结合。化学吸附是指两者之间发生化学反应而产生的吸附。聚合物在岩石表面的吸附主要依靠物理吸附。评价聚合物吸附的方法有两种：静态吸实验验和动态吸附实验。
静态吸附
将岩石颗粒静置于聚合物溶液中，直至吸附达到平衡，这种吸附称为静态吸附。具体确定吸附量的方法是将岩石颗粒在溶液中静置72小时，用离心机将溶液与颗粒分离，用浊度法测溶液浓度，浓度损失即为吸附损失。
聚合物的吸附量和吸附性质主要取决于以下几点：
l 聚合物的种类和聚合物的性质，如分子量大小、分子尺寸、电荷密度或水解度（对HPAM来说）、聚合物浓度；
l 溶剂的性质，包括溶剂的类型、pH值、矿化度（Na 、Cal- 等）和硬度（Ca2 、Mg2 等），以及溶剂中其它组分的含量；
l 岩石的表面积和组成岩石的矿物类型。
动态吸附
聚合物溶液通过多孔介质时产生的吸附称为动态吸附。动态吸附的环境与静态吸附有较大的差别，在动态吸附过程中，岩石颗粒表面不完全暴露于溶液中，因而吸附比表面积较小，但表面更不光滑，存在粒间夹角、喉道等，它们可能阻止聚合物通过，大分子在这些地方会有堆积。以这种方式滞留的分子已经不属于吸附滞留而是机械捕集了。在实验室中很难将动态吸附造成的大分子滞留与其它机理造成的滞留区分开。
（2）聚合物的机械捕集
机械捕集作用是聚合物滞留在狭窄的流动孔隙所致，与水动力滞留是相互影响的，这种现象只有在溶液流经多孔介质时才能发生。在网状微孔隙中，有一部分是细窄的喉道。因此当聚合物溶液流经这种复杂的网状介质时，分子要占据大量的孔道，某些较大尺寸的分子被捕集在狭窄喉道处，于是发生堵塞效应，流动作用减弱，进而可能在堵塞处捕集更多的分子（包括部分较小尺寸的分子）。实际上，这种机理与深部过滤现象相似。
（3）聚合物的水动力滞留
聚合物的水动力滞留是最难定义和理解的一种滞留机理，这一机理是在岩心聚合物滞留达到稳定状态后，改变流速时总滞留量发生变化后建立的。Chauveteau和Kohler两人在岩心上进行了HPAM滞留试验，由流出的水相分析结果可知，当流速由3m/d增大到10.3m/d时发现，聚合物的产出浓度下降，这说明HPAM的滞留量随流速的增加而增大。流速再减小到3m/d ，则聚合物的产出浓度又回到了注入浓度(400mg/l)，这说明滞留量也下降了。Maerker在进行黄原胶的类似研究中，也发现聚合物滞留量随流速增加而增大的现象。
3. 聚合物在多孔介质中的流动参数
聚合物通过多孔介质时，不仅降低了地层的渗透率，而且其溶液的粘度特性也发生了变化。为了评价聚合物溶液通过多孔介质的流动特性，采用了三种度量参数，有阻力系数、残余阻力系数和筛网系数。
(1) 阻力系数
(0-1)
阻力系数表示聚合物溶液降低流度的能力，它是大于1的无因次数。
（2）残余阻力系数
为了单独描述渗透率下降效应，引进了残余阻力系数的概念。这是描述聚合物溶液降低岩心渗透率能力的物理量，用 表示。
(0-2)
式中 ——岩心原始水测渗透率；
——聚合物溶液通过岩心时的有效渗透率；
——大于1的无因次数。 愈大，聚合物降低渗透率的能力愈强。它是评价注聚合物后油层注入能力的一个重要参数。