高分子聚丙烯酸钠(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.

1. 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酸钠,它由 PAM或聚丙烯腈水解而得.

2. 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酸钠,来增加注入水的粘度,改善油水流度比.由于油层对聚丙烯酸钠分子的吸附,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.

3. PAM用作堵水剂

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 W/O型PAM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.

4. 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.亚甲基聚丙烯酸钠交联而成的压裂液,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.