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PAM在石油开采中的应用

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文章附图

 聚丙烯酰胺(简称PAM)不仅是一种高效絮凝剂,又因为水溶液的粘度很高,也是一种极其优良的增稠剂。PAM因有增稠、絮凝和对流变性的调节等作用,在油田石油开采中可作多种用途的添加剂,如用作钻井液、压裂液、及聚合物驱油以提高石油采收率(EOR)。在石油开采中,应用关键在于结合使用的条件和要求,合理设计并选用其组成结构,如分子形态、分子量、离子度等,以及正确的施工工艺。

  一、 PAM用作钻井液添加剂

  钻井液在石油开采中用作钻井泥浆性能调整剂。PAM的作用是调节钻井液的流变性,携带岩屑,润滑钻头,有利钻进。此外,还可大大减少卡钻事故,减轻设备磨损,并能防止发生井漏和坍塌,使井径规则。在这方面经常使用的是部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺钾盐,它由 PAM或聚丙烯睛水解而得。

  二、PAM用作聚合物驱油

  在提高石油采收率的诸方法中,聚合物驱油技术占有重要地位。聚合物的作用是调节注入水的流变性,增加驱动液的粘度,改善水驱波及效率,降低地层中水相渗透率,使水与油能匀速地向前流动。

  聚合物驱油是通过在注入水中加入一定量的高分子聚丙烯酰胺,来增加注入水的粘度,改善油水流度比。由于油层对聚丙烯酰胺分子的吸附、捕集作用,而降低了高、中渗透层或高、中水淹层的渗透性,增加了注入水的渗流阻力,使低渗透层或低而未水淹层的吸水量增加,扩大了注入水在油层平面上的波及范围和油层纵向上的水淹厚度,从而扩大水淹体积,将水驱时未动用的原油驱替出来,达到提高原油采收率的目的。

  三、 PAM用作堵水剂、调剖剂

  在油田生产过程中,由于地层的非均质性,常产生水浸问题,需要进行堵水。其实质是改变水在地层中的渗透状态,以达到减少油田产水,保持地层能量,提高最终采收率的目的。PAM类化学堵水剂对油和水的渗透能力的作用具有选择性,对油的渗透性降低少,对水的渗透性降低多。使用时可不交联使用,也可与铝盐、铬盐、锆盐等交联生成凝胶使用,还可增加某些树脂以形成互穿聚合物网络(IPN)使之具有更高耐温性。如采用 WOPAM胶乳和改性氨基树脂经过化学交联可以形成互穿聚合物网络堵水剂,已在油田堵水中应用,并取得了明显的效果。采用 PAM还可调整地层内吸水剖面及封堵大孔道,实践中已见到良好效果。

  四、 PAM用作压裂液添加剂

  压裂工艺是油田开发致密层的重要增产措施,其作用是开通岩石的通道,让油流过。亚甲基聚丙烯酰胺交联而成的压裂液,由于具有高粘度、低摩阻、良好的悬砂能力以及配制方便和成本低等优点而被广泛应用。