阳离子聚丙烯酰胺
石油开采专用聚丙烯酰胺在石油开采中的应用聚丙烯酰胺是一类多功能的油田化学处理剂，广泛应用于石油开采，在石油开采中用作驱油剂、堵水调整剂、钻井液调整剂、压裂液添加剂。特别是在固井、完井和修井中。我国的石油工业是聚丙烯酰胺的最大用户，石油开采专用聚丙烯酰胺的聚合物的科技进步促进了国内石油的发展，石油工业的需求又加速了聚丙烯酰胺聚合物的科技创新新步伐和行业的发展。高分子聚丙烯酰胺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.

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,它由 PAM或聚丙烯腈水解而得.石油开采专用聚丙烯酰胺在固井、完井和修井中的应用：在固井中当钻遇到严重失层时，石油开采专用聚丙烯酰胺可作为泥浆缓凝剂、泥浆减阻剂、泥浆降滤失剂、泥浆堵漏剂从而减少作业难度，避免事故的发生;在完井和修井中可作为降滤失剂、增粘剂及粘土稳定剂。

第二个方面：驱油剂：在提高石油采收率的三次采油中石油开采专用聚丙烯酰胺可调节注入水的流动性，增加驱动液粘度，改善水驱波发效率，降低地中水相渗透率，使水与油匀速地向前流动。先前表面活性剂与助剂配成具有超低界面张力的微乳液注入注水井中，再注入聚丙烯酰胺溶液，最后注水。水呈柱塞流动向前推进，驱替分散在孔隙内的残余油，提高原油的采收率。用于三次采油的聚丙烯酰胺一般质量分数为10%-50%、相对分子量从几十万到千余万。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.

聚丙烯酰胺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.

 聚丙烯酰胺聚合物驱油提高石油采收率的概念和技术方法从提出到初步形成经历了约15年时间(1949一1964).1964年美国开始了聚合物驱油的现场试验和工业规模的使用试验.美国国家石油与能源研究中心(NIPER)认为:最终采收率ET决定于驱油效率Ed,波及效率Es和经济因素Ee,ET=Ed×Es×Ee.聚合物的主要贡献是提高驱替工作液的粘度,降低油水流度比及调整渗透率剖面,通过提高波及效率而提高最终采收率.Phillips石油公司对聚合物的作用作了进一步说明:①高分子使水相粘度增高,有些聚合物流经孔隙介质后尚可降低水相的相对渗透率;②降低水油流度比,水油流度比的降低可减少指进现象;③水相粘度增高和水相的相对渗透率下降使以后注人的流体可转入未波及的条带,从而提高波及系数.

第三个方面：堵水调节剂：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流状态，以达到减少油田产水、保持地层能量、提高油田最终采收率的目的。石油开采专用聚丙烯酰胺作为堵水剂具有对油和水的渗透能力的选择性，对油的渗透性降低最高可超过10%，而对水的渗透性减少可超过90%。

 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.

第四个方面：钻井液调整剂：将石油开采专用聚丙烯酰胺调制成溶液其作用是调节钻井液的流变性，携带岩屑，润油钻头，减少流体损失等。聚丙烯酰胺溶液调制的钻井泥浆比重低，可减轻对油气层的压力和堵塞，容易发现油气层，并有利于钻进，钻也速度比常规泥浆高19%，比机械钻速高45%左右，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。

第五个方面：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。聚丙烯酰胺因具有高粘度、低摩阻、良好的悬砂能力、滤失性小、粘度稳定性好、残渣少，货源广以及配制方便和成本低而被广泛应用。