聚酰胺在采油作业工程中的作用

高分子聚酰胺不仅是一种高效絮凝剂,又因为水溶液的粘度很高,也是一种较其优良的增稠剂.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酰胺。
   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酰胺,来增加注入水的粘度,改善油水流度比.由于油层对聚酰胺分子的吸附,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认为:较终采收率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较终采收率.某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.
    我国"七五"期间大庆和大港油田的两个现场试验均取得了令人振奋的良好结果.大庆油田开发试验表明:该工艺可大幅度提高采收率,增加原油产量.平均每注人 lt聚合物,可增产原油150t以上,提高采收率 10%.研究工作表明该项技术在我国有良好的应用前景.预计在今后高分子驱及利用高分子等化学剂的复合驱在我国将有更大的发展.
 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,提高较终采收率的目的.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,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.
   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.亚聚酰胺交联而成的压裂液,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.
   矿冶
采矿过程中通常使用大量的水,较后常须从水或水溶液中分离有用固体矿物,并将废水净化回收使用.应用 PAM絮凝剂,可促使有用的固体物质很快的下沉,促进液体的澄清和泥饼的脱水,从而可提高生产效率,减少尾矿流失和水消耗,降低设备投资和加工成本,并减少环境污染.
    铀矿提取是 PAM较早的重要应用领域之一.铀矿是通过用酸或磺酸盐溶液浸滤其矿石来提取的.在酸浸液过滤时,用 PAM处理可提高增稠和过滤速率.在提取铀的浓缩和过滤过程中,添加 PAM进行处理非常有效.PAM还可有效地应用于处理碱矿的矿泥,使之分出澄清的盐水.在拜尔(Bayer)法提炼铝矿石中,可用 PAM由热水溶液中分离不溶性氧化铁(红泥).
    PAM可用于煤炭工业的洗煤过程.用于处理煤泥水,既能回收大量煤泥,又能防止黑水污染,并可使煤矿实现用水循环,节约用水.浮选精煤时在过滤前加 PAM,可以增加过滤速度和滤饼重量,从而提高生产能力.
    在冶金行业中,PAM可用于如转炉除尘污水处理,轧钢污水处理,高炉洗涤水处理,矿山粘土采石废水处理,铝加工废水处理等.PAM在改进水质和水的重复应用中发挥*特的作用.