聚合物驅(qū)油技術(shù)研究進(jìn)展

劉爽

(大慶石油管理局第六采油廠試驗(yàn)大隊(duì)中心化驗(yàn)室， 黑龍江 大慶 163114)

聚合物驅(qū)油技術(shù)研究進(jìn)展

劉爽

(大慶石油管理局第六采油廠試驗(yàn)大隊(duì)中心化驗(yàn)室， 黑龍江 大慶 163114)

眾所周知，石油是一種重要的化工原料，被人們稱作“工業(yè)血液”。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們對石油能源需求量的不斷上升，石油的開采使用量越來越多，但與此同時，地球上的石油儲量卻在不斷減少。在此背景下，必須要進(jìn)一步提高采油效率。通過聚合物驅(qū)油技術(shù)，可有效實(shí)現(xiàn)對油層中殘余油的開采，從而提高采用效率。本文主要對聚合物驅(qū)油技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了探討。

聚合物驅(qū)油技術(shù)；石油；采油；研究進(jìn)展

目前，我國在強(qiáng)化采油方面主要依靠的是化學(xué)驅(qū)油技術(shù)，而其中，聚合物驅(qū)油技術(shù)又是最常用的一種技術(shù)。我國的油藏條件與其他一些國家不同，我國大部分油藏都屬陸相沉積油田，水驅(qū)流度較高，非均質(zhì)性較大，所以更適合于化學(xué)驅(qū)。作為化學(xué)驅(qū)油技術(shù)的一種，聚合物驅(qū)油技術(shù)具有操作簡便、成本較低、原料易得等優(yōu)點(diǎn)，并且該技術(shù)還可與調(diào)整油水剖面結(jié)合，效果十分優(yōu)異。以下筆者就來談?wù)劸酆衔矧?qū)油技術(shù)的研究進(jìn)展。

1 聚合物驅(qū)油技術(shù)簡介

聚合物驅(qū)油技術(shù)指的是，在石油開采注入水中，加入水溶性、相對分子質(zhì)量高的聚合物，以使水相粘度增加、滲透率降低，達(dá)到改善油水粘度比的目的，進(jìn)而擴(kuò)大體積波和系數(shù)，提高采油效率。通常油水粘度越大，則采出液的含水率上升速度就會越快，反之則越緩。而通過聚合物驅(qū)油技術(shù)，正可以在低聚合物濃度的同時保持較高粘度。目前應(yīng)用最多的聚合物為HPAM(部分水解聚丙烯酞胺)和XC(黃胞膠)，但前者的耐溫性能和抗鹽性能不太理想，并且極限使用溫度僅有75℃，限制較大；而后者雖然具有一定的耐溫性能和抗鹽性能，但在高溫地層上應(yīng)用卻容易發(fā)生熱氧化降解，也具有很大的限制，并且其價格也較昂貴。因此，近年來國內(nèi)外研究者的主要研究課題就是如何解決聚合物驅(qū)油技術(shù)在應(yīng)用中受油藏高溫、高鹽阻礙的問題。

2 聚合物驅(qū)油技術(shù)的研究進(jìn)展

(1)合成耐溫抗鹽的非締合型丙烯酰胺類驅(qū)油聚合物 首先，可引入具有丙烯酰胺基水解抑制作用的非離子水溶性結(jié)構(gòu)，含這種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)目前主要有兩類：一類是NVP，其中的五元環(huán)結(jié)構(gòu)具有丙烯酰胺基水解抑制作用，同時還能夠增加鏈剛性，從而使聚合物的耐溫抗鹽性能提高；另一類是N-取代丙烯酰胺，其是NVP的替代物。其次，可引入帶有強(qiáng)水化性的陰離子基團(tuán)，因?yàn)閾?jù)相關(guān)研究顯示，水化能在帶電基團(tuán)中從大至小依分別為-SO3-、-OSO3-、-COO-，因此研究者利用不飽和磺酸鹽+丙烯酰胺制備出了幾種共聚物，可在高溫、高礦化度下具有良好的穩(wěn)定性，常用的有丙烯基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙氧基苯磺酸鈉等。第三，可引入陽離子基團(tuán)，含這種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)主要是季銨鹽。再者，可引入可絡(luò)合的2價金屬離子聚合物，目前其主要涉及到了NaAMB的共聚物，為制備具有優(yōu)良的耐溫抗鹽性能的聚合物，研究者利用同時將多種含有耐溫抗鹽結(jié)構(gòu)的單元引入到一個大分子鏈上這種方式，制備出了乙烯基磺酸鈉等共聚物，其在耐溫抗鹽性能方面要比一些水解聚丙烯酰胺要好，但由于增粘效果較差、相對分子質(zhì)量較低等缺陷，所以目前還不能作為很好的驅(qū)油聚合物驅(qū)油劑使用，仍需做進(jìn)一步研究。

(2)具備特殊的相互作用的驅(qū)油聚合物 第一種聚合物是疏水締合水溶性的，其是通過加入少量疏水單體于水溶性聚合物中，使其形成超分子聚集體，而若引入的是具有抑制水解作用和水化能力的結(jié)構(gòu)單元，則可以合成具有較好的耐溫抗鹽性能的聚合物，另外若加入小分子電解質(zhì)，還可以增強(qiáng)疏水締合作用，從而進(jìn)一步增強(qiáng)抗鹽性。第二種是分子復(fù)合型聚合物，其可利用高分子復(fù)合而使聚合物鏈的自由度降低，從而使溶液得到更高的粘度，同時通過高分子復(fù)合而產(chǎn)生的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還能夠抑制小分子電解質(zhì)屏蔽高分子鏈上電荷的現(xiàn)象，從而提高驅(qū)油劑的抗鹽增粘性能。第三種是兩性離子聚合物，即同時含有陽離子和陰離子這兩種基團(tuán)離子的聚合物，由于其可在水溶液中同時表現(xiàn)出陰陽兩種離子的性能，所以能夠保持高粘度，有相關(guān)研究表明，在較高鹽濃度下，兩性聚合物的抗鹽增粘作用要比單純陽離子或陰離子的單性聚電解質(zhì)要好很多，但由于其相對分子質(zhì)量通常不高，且同一側(cè)鏈上的異性電荷容易受另一端上陰離子的排斥，所以仍待進(jìn)一步研究。

3 對聚合物驅(qū)油技術(shù)的展望

首先，由于現(xiàn)階段在聚合物驅(qū)油技術(shù)中所應(yīng)用的驅(qū)油聚合物只有寥寥幾種，如PAM、HPAM等，但這幾種驅(qū)油聚合物的耐高溫、耐剪切及抗電解質(zhì)等性能又都不夠好，所以未來還應(yīng)繼續(xù)將目光放在研發(fā)性能更優(yōu)、性價比更高的驅(qū)油聚合物上面，尤其要拓寬疏水單體和功能型單體的選擇面。其次，要繼續(xù)研究疏水共聚物中疏水性與水溶性之間的最佳比值。再者要利用現(xiàn)有的油藏條件，研究自組裝超分子聚集體，并通過多種良好的締合與活性聚合物之間的相互作用，來制備更多的耐鹽增粘性能良好的的聚合物驅(qū)油劑產(chǎn)品。另外我國目前正在研究的膠態(tài)分散凝膠驅(qū)油技術(shù)也是一個新的方向。

4 結(jié)語

綜上所述，作為目前我國在強(qiáng)化采油方面的主要技術(shù)，聚合物驅(qū)油技術(shù)值得更加深入的研究。尤其是在驅(qū)油聚合物方面，目前所應(yīng)用的幾種都存在著或多或少的缺陷，只有加強(qiáng)研究，研發(fā)出性能更加優(yōu)異驅(qū)油聚合物，才能夠更加提高采油效率。

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