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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們對(duì)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(shí)，地球上的石油儲(chǔ)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(duì)油層中殘余油的開采，從而提高采用效率。本文主要對(duì)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(guó)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(guó)的油藏條件與其他一些國(guó)家不同，我國(guó)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(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)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(huì)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(shí)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(jià)格也較昂貴。因此，近年來國(guó)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(shí)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(yáng)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(jià)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(shí)將多種含有耐溫抗鹽結(jié)構(gòu)的單元引入到一個(gè)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(duì)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(shí)通過高分子復(fù)合而產(chǎn)生的動(dòng)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(shí)含有陽(yáng)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(shí)表現(xiàn)出陰陽(yáng)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(yáng)離子或陰離子的單性聚電解質(zhì)要好很多，但由于其相對(duì)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(duì)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(jià)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(guó)目前正在研究的膠態(tài)分散凝膠驅(qū)油技術(shù)也是一個(gè)新的方向。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為目前我國(guó)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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[2]孫玉麗,錢曉琳,吳文輝.聚合物驅(qū)油技術(shù)的研究進(jìn)展[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展,2006,(02):26-29.

[3]何清秀.堿-表面活性劑-聚合物(ASP)三元驅(qū)油技術(shù)的研究進(jìn)展[J].廣州化工,2015,(16):49-51.