三次采油用聚丙烯酰胺综述.pdf

驱油用聚丙烯酰胺研究现状 前言： 随着经济的迅猛发展， 世界对能源尤其是石油的需求量不断增加。 因此， 提高原油采收 率日益成为国际上石油企业经营规划的一个重要部分。 近年来， 我国社会经济持续快速增长 对汽油的需求量越来越大， 而国内的石油供应却难以满足人们对石油日益增长的需求。 石油 对外的依存度进一步增大，已接近 50% 。并且国内各大油田经过一次、二次采油油田含水 量不断提高，大部分已进入高含水期开采阶段，含水率已达到 90% 以上。针对二次采油后 开采难度逐渐加大的现象进行三次采油是提高采油率的重要方法。 三次采油是指在利用天然 能量进行开采和传统的用人工增补能量 ( 注水、注气 ) 之后，利用物理的、化学的、生物的 新技术进行尾矿采油的开发方式。主要通过注入化学物质、蒸汽、气 ( 混相 ) 或微生物等， 从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。其中聚合物驱是三次采油的主要技术方 法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日趋成熟，是一项有效的提高采收率技术措施，自 上世纪七、 八十年代以来， 国内的油田工作者对聚合物的合成及应用进行了大量的研究， 某 些领域目前已达到国际先进水平。 常用的驱油聚合物主要是部分水解的聚丙烯酰胺（ PAM ）及其衍生物。聚丙烯酰胺 (Polyacrylamide ，简称 PAM) 是丙烯酰胺 (Acrylamide ，简称 AM) 及其衍生物的均聚物和共聚 物的统称。工业上凡有 50% 以上 AM 单体的聚合物统称为聚丙烯酰胺。 PAＭ是一种线型水 溶性高分子，是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一。聚丙烯酰胺浓溶液与 NaOH 或 NaCO 3 共水解可以合成部分水解聚丙烯酰胺 （简称 HPAM ）（水解度在 20%-60% 为 宜）。HPAM 亲水性强，在淡水中，易与水形成氢键，易溶于水，水化后具有较大的水动力 学体积。 由于聚丙烯酰胺分子内羧酸钠基的电性相互排斥作用， 使聚丙烯酰胺分子呈伸展状 态，增黏能力很强。 而在盐水中，由于聚丙烯酰胺分子内羧钠基的电性被屏蔽，聚丙烯酰胺 分子呈卷曲状态。水解度 (羧酸钠基含量越高 ) 越大，聚丙烯酰胺在盐水中分子卷曲越严重， 增黏能力越差。当聚丙烯酰胺水解度≤ 40% 时，尽管聚丙烯酰胺分子卷曲非常严重，增黏能 2+ 2+ 力大大下降，但不会出现沉淀现象。在硬水 ( Ca 、Mg 含量较高时 )中，当聚丙烯酰胺水 解度≥ 40% 时，聚丙烯酰胺分子与钙、镁等多价离子结合，发生絮凝沉淀。事实上，此类聚 合物自身存在的剪切变稀、高温分解、高温水解、遇盐降粘的缺点， 严重影响了高温高盐油 藏聚合物驱油效果及聚合物的使用效率， 已经成为当前高温高盐油藏推广开展聚合物驱油的 技术瓶颈。因此开发高粘度、耐高温、抗盐聚合物已经迫在眉睫。 目前，提高聚合物的耐温抗盐性能， 主要以聚丙烯酰胺类聚合物为基础。 从分子结构角 度根据分子设计原理， 提高高聚物耐温抗盐途径有： （1）制备超高分子质量聚丙烯酰胺； （2 ） 在聚丙烯酰胺分子主链上引入刚性基团，或引入刚性侧基来增加高分子链的热稳定性； （3 ） 引入具有耐温抗盐功能的结构单元； （4 ）合成分子中基团之间具有特殊缔合作用的功能基团； （5 ）制备特殊分子结构的聚