活性聚合物及其性能评价

李轶超

活性聚合物及其性能评价

李轶超

（中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249）

对三次采油过程中，使用活性聚合物的合成路线以及性能评价进行综述。分别从聚合物的合成方法、聚合物水溶液的性质等方面进行了阐述，并对其发展趋势进行了综合性的分析评价，对比其优势及不足，梳形聚合物综合优势相对明显，展示了我国聚合物驱油的研究方向和发展趋势。

活性聚合物；合成方法；结构表征；溶液性能；驱油效果评价；综述

聚合物驱作为在我国广泛采用的三次采油方式，能够有效提高波及系数，进而提高原油采收率，是当前阶段油田稳产、增产的重要手段。活性聚合物作为聚合物驱的重要组成部分，其性质的优良与否在很大程度上决定了聚合物驱的效果。

1　活性聚合物的合成

1.1水溶液聚合

水溶液聚合法是目前丙烯酰胺聚合反应的传统方法，在现存的聚合反应方法中，此法使用最广泛。

水溶液聚合由于具有操作简单，聚合物产量高，易于合成高相对分子质量聚合物的优点而在工业生产中被广泛采用。

1.2反相微乳液聚合

反相微乳液聚合合成聚丙烯酰胺最早由法国的Candau1首次提出，具有反应速度快，分子量高，反应体系粘度低，不需要对产物溶液做后处理等优点。

1.3分散聚合

分散聚合是20世纪70年代以来发展起来的新型聚合方法。与其他聚合方法相比，分散聚合体系具有聚合反应速度快、高固含量、低粘度、良好的剪切稳定性、较低的介质蒸发热，以及介质挥发性和分散剂类型可任意选择等优点，因而得到广泛的应用。

1.4反相悬浮聚合

反相悬浮聚合法是近十几年来发展起来的实现水溶性聚合物工业生产的理想方法。

1.5其他聚合方法

除上述聚合方法外，还可以通过反相悬浮聚合，胶束共聚合，双水相聚合，模板聚合，模板聚合，活性/可控自由基聚合等方法制备聚合物。值得注意的是，除了上述的传统聚合方法，近些年来，随着人们对环境保护的日益重视，光引发聚合，辐射聚合这类环境污染小，生产工艺简单的聚合方式也日益受到了研究人员的关注。

2　聚合物溶液性能

2.1疏水缔合聚合物溶液

疏水缔合聚合物是在聚合物的亲水主链上引进极少量疏水基团而形成的一种水溶性聚合物。由于疏水基团的引入，疏水缔合聚合物在溶液中可以形成可逆的缔合结构，与常规聚合物相比，理论上具有增粘、抗温、耐盐和抗剪切的能力。另外由方程：η =Aexp（B/T）可以看出，温度越高，黏度越小。

2.2两性聚合物溶液

水溶性两性聚合物是分子链上含有正负两种电荷基团的一类水溶性高分子聚合物。当前制备两性聚合物的有效手段之一是使两种电荷相反的聚电解质相互作用形成聚电解质复合物。

2.3耐温抗盐单体共聚物

耐温抗盐单体共聚物通过聚合改性或者共聚引入耐温抗盐单体，进而提高聚合物的耐温抗盐、抗剪切性能。

3　活性聚合物驱油效果评价

3.1评价指标

3.1.1阻力系数、残余阻力系数

阻力系数为水的流度与聚合物溶液的流度之比。聚合物驱的阻力系数越大，意味着聚合物在油层中的渗流阻力越大，有利于提高波及面积。

残余阻力系数为聚合物溶液注入前后盐水的流度之比，也可以用注入前后盐水的渗透率之比表示。聚合物驱的残余阻力系数越大，意味着油层孔隙介质的渗透率下降越大，越有利于提高驱油效率。

3.1.2驱油效果评价

聚合物驱油实验，可以模拟聚合物在实际油藏中提高采收率的性能，为聚合物在油田的实际使用提供一定的参考标准。

①目前，国内外研究开发的疏水缔合聚合物还有待进一步改进。同时需要注意的是，并不是所有的疏水缔合聚合物都具有预期的耐温抗盐性能和稳定性。这导致在实际应用中，聚合物用量仍然偏高，影响了聚合物驱的经济效益。

②溶液性能对比试验表明，与日本产mo-4000、大庆产HPAM相比，梳形聚合物comb-1在不同矿化度水中，粘度保留率均高于mo-4000和HPAM，且温度越高，comb-1的粘度保留率优势愈明显。对比实验表明，comb-1具有更好的性能，有望成为聚丙烯酰胺的替代品。

③受到自身性质的约束，现阶段两性聚合物还只是仅仅局限于堵水方面的应用，在聚合物驱油中的使用并不具有广泛性。

④现阶段多元组合聚合物还难以克服疏水缔合聚合物、两性聚合物、耐温抗盐单体本身的不足，在实际油田要得到广泛应用还必须克服这些缺点；多元组合聚合物的性能还要有所提升。

4　结束语

上述的几种活性聚合物虽然各具优点，但都具有各自的缺陷，尚无法完全满足我国当前三次采油的实际需求。从当前来看，梳形聚合物在大庆、胜利等油田的实际使用已经取得了较好的效果，具有较好的实地使用优势，有望成为聚丙烯酰胺的替代品。

［1］ Candau F，Leong Y S，Pouyet G，et al.Jcol-loid Interface Sci.，1984.

［2］ 刘海峰，薛屏.反相悬浮聚合技术的研究进展与应用［J］.应用化工，2005，（8）.

Active Polymers and Their Performance Evaluation

Li Yi-chao

The synthetic route and performance evaluation of active polymer were reviewed in the three oil recovery process. From the method of synthesis，polymer solution properties were summarized，and the development trend analysis and comprehensive evaluation，the advantages and deficiencies of comb polymer synthesis is relatively obvious advantages，showing the research direction and development trend of China's polymer flooding.

active polymer；synthesis method；structure characterization；solution property；oil displacement effect evaluation；review

O631.3；TB383.1

A

1003-6490（2016）06-0034-01

2016-06-15

李轶超（1992—），男，湖北潜江人，硕士在读，主要从事数值模拟以及开发地质研究工作。