淺析驅(qū)油劑聚丙烯酰胺在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

于偉春

摘要：聚丙烯酰胺實(shí)際是水溶性高分子聚合物，它的的理化性質(zhì)是比較特殊的，在各個(gè)行業(yè)有著廣泛的用途，主要原因是其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且產(chǎn)品性能好，例如在造紙行業(yè)和水處理行業(yè)，當(dāng)然最主要的應(yīng)用是在油田開(kāi)發(fā)上，油田生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用聚丙烯酰胺，可以增加石油開(kāi)采效率。因此本文選擇聚丙烯酰胺驅(qū)油劑方向進(jìn)行分析，總結(jié)其在油田開(kāi)采過(guò)程中的主要用途。

關(guān)鍵詞：油田生產(chǎn);驅(qū)油劑;聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺在非石油行業(yè)里的主要應(yīng)用是染色和造紙，在油田中的應(yīng)用是對(duì)采出液里的雜質(zhì)進(jìn)行絮凝沉淀。但近些年隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝也在更新?lián)Q代，聚丙烯酰胺應(yīng)用形態(tài)發(fā)生了變化，從前都是乳膠或干粉型，現(xiàn)在是油泡水型或水溶液型?，F(xiàn)階段聚丙烯酰胺的存在形式是水包型，因?yàn)檫@種形式在施工過(guò)程中更穩(wěn)定。因此聚丙烯酰胺在油田生產(chǎn)中，一般是被用作驅(qū)油劑或堵水劑，或者是在鉆井時(shí)當(dāng)做鉆井液調(diào)節(jié)劑。

1驅(qū)油劑在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.1驅(qū)油劑原理及作用

驅(qū)油劑在油田中的應(yīng)用，主要是在進(jìn)行石油鉆采時(shí)，可以增加石油的采收率。聚丙烯酰胺能夠被作為驅(qū)油劑，是因?yàn)樗姆肿恿看螅话愕木酆衔锓肿恿慷夹∮诰郾０?。?qū)油劑的原理是通過(guò)降低水油流比度，對(duì)水流變性進(jìn)行改變，增加波及能力，最終達(dá)到提高原油采收率。

1.2聚丙烯酰胺驅(qū)油劑應(yīng)用

為了提高驅(qū)油劑的效果，我國(guó)加大了對(duì)驅(qū)油劑的研究，應(yīng)用了更加科學(xué)的技術(shù)，增加了它的耐剪切性和耐熱性。這些改變主要是通過(guò)對(duì)聚丙烯酰胺來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在剛性環(huán)測(cè)基上增加疏水單體結(jié)構(gòu)，使用自由基共聚法對(duì)其重組，最后生成酸性疏水締合，即得到了聚丙烯酰胺。通過(guò)對(duì)酸性疏水締合聚丙烯酰胺的物理性質(zhì)進(jìn)行分析，得出它的抗鹽性比較高，在不同溫度下它的表現(xiàn)黏度也不一樣。大慶油田曾對(duì)聚丙烯酰胺進(jìn)行過(guò)詳細(xì)研究，因?yàn)槿獜?fù)合驅(qū)動(dòng)中需要使用大量的聚丙烯酰胺，研究發(fā)現(xiàn)它的分子結(jié)構(gòu)特殊，導(dǎo)致它的穩(wěn)定性高。曾經(jīng)對(duì)聚丙烯酰胺在油田的三元復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，確定其穩(wěn)定性較為良好。三元是油田三次采油的主要驅(qū)油方式，主要是應(yīng)用表面活性劑、堿和聚丙烯酰胺，能增加原油采收率15%。大慶油田現(xiàn)在是第三次采油階段，所以三元復(fù)合驅(qū)早已在大慶油田廣泛應(yīng)用。三元復(fù)合驅(qū)可以提高原油采收率百分之二十左右，如此明顯的效果表明，驅(qū)油劑聚丙烯酰胺在油田開(kāi)采過(guò)程中有著很好應(yīng)用前景。

2驅(qū)油聚丙烯酰胺作用效果

2.1分子量提升促進(jìn)吸附能力

將聚丙烯酰胺分子量提升，可以增加它的水動(dòng)性力學(xué)半徑，以此增強(qiáng)驅(qū)油劑的吸附能力，使驅(qū)油效果更加明顯，所以在油田開(kāi)采過(guò)程中，都是應(yīng)用分子量巨大的聚丙烯酰胺。隨著開(kāi)采的不斷進(jìn)行，好開(kāi)采的原油早已被采出，開(kāi)采難度越來(lái)越大，尤其是底層的油藏，由于其溫度高，應(yīng)用聚丙烯酰胺的驅(qū)油劑的效果也不佳，因此驅(qū)油劑的吸附能力是有上限的，隨著開(kāi)采難度的增大，聚丙烯酰胺的分子量不可能無(wú)限增大。

2.2疏水締合提升增粘性

聚丙烯酰胺還有一種類型是疏水締合，這種形式的驅(qū)油劑是通過(guò)分子聚合得來(lái)的，主要聚合的個(gè)體有疏水單體和陰陽(yáng)單體，它的主要優(yōu)勢(shì)是增粘性高。尤其在特殊的生產(chǎn)環(huán)境下，需要增加抗鹽性和耐溫性時(shí)，為了提高油田原油采出率，都是應(yīng)用此類型的聚丙烯酰胺驅(qū)油劑。但因?yàn)樘厥膺@種環(huán)境不常見(jiàn)，所以該類型聚丙烯酰胺驅(qū)油劑并不經(jīng)常被應(yīng)用。

2.3梳形聚合物提升粘度

在原有聚丙烯酰胺的分子上增加親油基或親水基，就形成了梳形聚合物，它的原理是將互相排斥的親水基和親油基形成卷曲，進(jìn)而控制分子間的纏繞，一旦與其他水溶液相遇時(shí)，分子結(jié)構(gòu)會(huì)呈現(xiàn)梳子狀，會(huì)使水動(dòng)力學(xué)半徑會(huì)加大，粘度和剛性會(huì)隨之提高。

3聚丙稀銑胺在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1壓裂液聚丙稀銑胺的應(yīng)用

壓裂作業(yè)是指給水加壓后，利用水使油層產(chǎn)生裂縫的生產(chǎn)活動(dòng)。壓裂作業(yè)的主要任務(wù)是在油層中將粘度和壓力大的液體排出，油層會(huì)因?yàn)閴毫Σ煌霈F(xiàn)許多裂縫，這些裂縫都需要填充，只有充入有效的支撐劑，才能增加油層的滲透性。壓裂技術(shù)的核心元素就是壓裂液，它是由泡沫、油基、酸基、水基等組成，壓裂液的主要作用是為了增加壓裂效果，同時(shí)保護(hù)油層。

3.2鉆井液流型調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用

鉆井液的流變性一直是變化的，為了可以攜帶更多的巖屑，需要對(duì)其進(jìn)行有效控制，所以就需要使用鉆井液流型調(diào)節(jié)劑。它還可以潤(rùn)滑鉆頭減少卡鉆，調(diào)節(jié)鉆速避免出現(xiàn)井噴、坍塌等事故。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在鉆井過(guò)程中，可以選用聚丙烯酰胺作為鉆井液的主要成分，這種鉆井液取名為抑制性鉀銨聚合物鉆井液，和其他鉆井液相比，其主要優(yōu)勢(shì)是分子鏈結(jié)構(gòu)長(zhǎng)，對(duì)巖屑的吸附能力也特別強(qiáng)，在使用后還可以有效調(diào)節(jié)鉆井液的濾失性，還有包被性也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終提高鉆井液的使用周期，鉆頭的鉆速也提高不少，增加了油田鉆采工作效率。

3.3堵水技術(shù)中聚丙稀銑胺的應(yīng)用

堵水技術(shù)主要應(yīng)用于非均質(zhì)油田開(kāi)采，它不但可以提高油井原油采出量，還能使油井采水量減少，最核心的功能是調(diào)節(jié)井吸水量。堵水劑使用后注水井的縱向覆蓋能力會(huì)明顯增加，提高了油田可儲(chǔ)存量，實(shí)現(xiàn)了提高注水開(kāi)發(fā)采收率。現(xiàn)階段在應(yīng)用聚合物進(jìn)行聯(lián)合采油過(guò)程中，聚丙烯酰胺就是主要成分之一，其對(duì)油的滲透性是目前已知材料中的最低，在10%以下，而對(duì)水的滲透性超過(guò)90%。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所訴，聚丙烯酰胺作為驅(qū)油劑參與到油田生產(chǎn)階段，對(duì)于其應(yīng)用使得油田的開(kāi)采效率得到全面性的提升，但其本身卻并非是沒(méi)有缺點(diǎn)存在的。在進(jìn)行使用的過(guò)程中，聚丙烯酰胺會(huì)發(fā)生高溫水解的現(xiàn)象，且耐剪切性以及耐鹽性也會(huì)存在一定問(wèn)題。隨著當(dāng)代生產(chǎn)技術(shù)以及科研技術(shù)的增長(zhǎng)，聚丙烯酰胺的分子質(zhì)量得到了相對(duì)提升。由此，才使得其本身能夠適應(yīng)油田的生產(chǎn)現(xiàn)狀。未來(lái)隨著油田開(kāi)發(fā)難度的加大，聚丙烯酰胺的潛力仍然需要進(jìn)行挖掘，同時(shí)，油田的開(kāi)發(fā)也需要一定的環(huán)保性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭海寬，毛艷妮，劉旻，周傳臣，羅曉龍.驅(qū)油劑聚丙烯酰胺在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].化工管理，2019（23）：210-211.

[2]張鵬飛.三次采油用聚丙烯酰胺聚合物驅(qū)油效果分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（02）：4.