隨著油田進(jìn)入開發(fā)中后期，原油產(chǎn)量下降，普遍采用三次采油技術(shù)提高原油采收率。聚丙烯酰胺是三次采油中應(yīng)用較為廣泛的聚合物，分析了聚丙烯酰胺在三次采油中應(yīng)用現(xiàn)狀，并介紹了其研究進(jìn)展。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對石油及天然氣需求量日益增加，而隨著老油田持續(xù)開采，原油含水率不斷上升，產(chǎn)量出現(xiàn)下降，原油供應(yīng)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。在此情況下，油田為了提高產(chǎn)量，廣泛應(yīng)用三次采油技術(shù)，取得了顯著效果，原油采收率取得了提高，實(shí)現(xiàn)了原油的持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

1、三次采油用聚丙烯酰胺

三次采油是利用物理、化學(xué)及生物技術(shù)提高原油采收率的技術(shù)，現(xiàn)階段三次采油技術(shù)已經(jīng)形成了化學(xué)驅(qū)油、熱力驅(qū)油、氣驅(qū)及微生物驅(qū)油4大系列，這其中，化學(xué)驅(qū)油技術(shù)可以分為聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、泡面驅(qū)及堿驅(qū)等。聚合物驅(qū)油在三次采油中應(yīng)用比較廣泛，在大慶油田、勝利油田取得了較好的應(yīng)用效果。

聚丙烯酰胺是聚合物驅(qū)油的關(guān)鍵，它是一種水溶性高分子聚合物，具有特殊的分子結(jié)構(gòu)和理化特性，在三次采油技術(shù)中被廣泛的應(yīng)用。聚丙烯酰胺根據(jù)離子特性不同，可以分為陽離子、陰離子、非離子及兩性離子等不同類型，其分子鏈上含有極性基團(tuán)，對溶液中的懸浮顆粒具有吸附性，從而形成絮凝物質(zhì)，最終能夠沉淀下來。由于油井內(nèi)部是高溫、高鹽的環(huán)境，三次采油用聚丙烯酰胺需要能夠耐高溫、耐鹽，同時(shí)還要有一定的耐剪切的特性，可以通過改性提高其耐溫性和耐鹽性，從而提升驅(qū)油效果。

2、聚丙烯酰胺在三次采油中的應(yīng)用

聚丙烯酰胺在油田生產(chǎn)中常用作驅(qū)油劑。驅(qū)油劑在石油開采時(shí)，是用來提高原油采收率的助劑，聚丙烯酰胺分子量較大，是聚合物型驅(qū)油劑中的主要成分，其機(jī)理是通過降低水油的流度比，從而減少水的指進(jìn)，改變了水的流變性，從而提升驅(qū)油效果。

由于地層溫度高壓力大，對聚丙烯酰胺性能要求較高，要求驅(qū)油劑具有耐高溫、耐剪切性等性能，為此，有研究將特殊結(jié)構(gòu)單元引入聚丙烯酰胺，例如，引入親水單體、剛性環(huán)側(cè)基等，從而制得酸性的疏水締合聚丙烯酰胺，實(shí)際應(yīng)用表明，帶有陽離子磺酸基疏水基團(tuán)的聚丙烯酰胺具有良好的抗鹽性，在較高的溫度環(huán)境下，能夠保持較好的表觀黏度。

目前，聚丙烯酰胺廣泛應(yīng)用于三次采油中，大慶油田在三元復(fù)合驅(qū)油中應(yīng)用聚丙烯酰胺做驅(qū)油劑取得了較好應(yīng)用效果，采用含堿、表面活性劑及聚丙烯酰胺的三元復(fù)合驅(qū)油劑，性能穩(wěn)定，驅(qū)油效果好，可使原油采收率提高10%-20%，由于驅(qū)油效果好，該驅(qū)油劑取得了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

3、三次采油用聚丙烯酰胺研究進(jìn)展

3.1 疏水締合聚合物

將疏水基團(tuán)引入聚丙烯酰胺進(jìn)行共聚合反應(yīng)，可以制得帶有疏水基團(tuán)的水溶性聚合物，該類聚合物由于具有疏水基團(tuán)，具有較好的抗鹽性和抗剪切性能。在此基礎(chǔ)上，將非離子表面活性劑與疏水締合聚丙烯酰胺反應(yīng)，能夠提升疏水締合聚丙烯酰胺中疏水基團(tuán)的締結(jié)能力，從而進(jìn)一步改善其性能。此外，將碳氟鏈引入疏水單體中，能夠顯著提升疏水締合聚丙烯酰胺的穩(wěn)定性。

3.2 與耐溫抗鹽單體共聚

耐溫抗鹽單體在含鈣離子、鎂離子溶液中不會(huì)反應(yīng)生成沉淀，且抗高溫性能好。聚丙烯酰胺與一種或多種耐溫抗鹽單體共聚反應(yīng)，能夠提升聚丙烯酰胺的耐溫抗鹽性能。聚丙烯酰胺與耐溫抗鹽單體共聚反應(yīng)方式多樣，現(xiàn)階段以三元共聚或四元共聚為主。

三元共聚原料以丙烯酰胺、苯乙烯磺酸鈉及AMPS為主，在水溶液中發(fā)生聚合反應(yīng)，形成三元聚丙烯酰胺聚合物，其耐高溫抗鹽性均較好，且耐剪切性能好。

四元共聚是以丙烯酰胺、聚丙基磺酸鈉、丙烯酸及單體為原料，在水溶液中合成四元共聚物。

3.3 多元組合結(jié)構(gòu)聚合物驅(qū)油劑

隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，綜合幾種類型的功能單體（例如疏水單體、耐溫抗鹽單體及陰陽離子單體等），使其發(fā)生組合共聚反應(yīng)，共聚物中含有多種功能基團(tuán)，從而具有多項(xiàng)特性，其耐溫抗鹽耐剪切性能突出，成為現(xiàn)階段聚合物研究的熱點(diǎn)。

4、總結(jié)

隨著油田進(jìn)入開發(fā)中后期，地層含水率不斷升高，原油采收率降低，越來越多油田采用三次采油技術(shù)提高原油采收率，以保持原油持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。聚丙烯酰胺在三次采油中應(yīng)用效果好、使用較為廣泛。伴隨油田化學(xué)技術(shù)發(fā)展，大量研究集中在改良聚丙烯酰胺特性上，通過提高相對分子質(zhì)量、引入官能團(tuán)或共聚的方法來提高其耐溫性、抗鹽性及耐剪切性能，使其在油田開發(fā)中發(fā)揮更大作用。