驱油剂聚丙烯酰胺在河南油田生产中的应用

范风利（河南油田双河社区服务中心 ,河南 南阳 473132）



驱油剂聚丙烯酰胺在河南油田生产中的应用

范风利
（河南油田双河社区服务中心 ,河南 南阳 473132）

摘 要：聚丙烯酰胺作为三次采油用驱油剂，目前已经在胜利油田、新疆油田、河南油田等投入使用，为东部老油田增产稳产提供了保证，是目前国内采油用驱油剂使用量最大的应用领域。相对于其他采油技术。聚合物驱油剂技术成熟、成本低廉、投入产出比低，比较适合国内油藏特点和发展方向。

关键词：驱油剂；聚丙烯酰胺；聚合物驱油剂

1 采油技术发展历程

1986年，我国完成了聚合物驱工业化应用试验和多层次化学复合驱先导试验。自1996年起到2000年首次突破1000万吨，2008年已超过1500万吨，约占我国当年产油量的8%，聚合物驱油技术在我国大庆、胜利、大港、中原、新疆等油田实现了工业化生产。

河南油田从1995年开始，系统地开展了微凝胶驱技术的研究。总体技术思路就是在低浓度聚合物溶液中加入少量交联剂，通过分子间交联反应，大幅度地提高聚合物溶液的粘度和耐温抗盐能力，形成局部三维网状结构的微凝胶团，既有流度控制能力与驱替作用，又产生高的残余阻力系数，有较强的调剖作用。关键技术就是研制出具有延迟成胶能力的交联剂，既保证微凝胶体系在地层中成胶，又保证微凝胶体系的长期注入能力，满足驱替技术对驱剂注入量的要求。技术研究经历室内研究、单井试注、单井驱替，多井组驱替先导矿场试验的历程，逐渐发展成为河南油田一项特色的采油技术。

2 聚合物驱油机理

聚合物的驱油机理主要是利用水溶性聚丙烯酰胺分子链的粘度，改善驱替液的流度比，提高驱替效率和波及体积，从而达到提高采收率的目的。

（1）APAM可以降低石油层油水流度比，改变分流量曲线，降低产油含水率，提高采油速度。

（2）阴离子聚丙烯酰胺改善水驱在非均质水平面的粘性指进现象，提高平面范围波及效率。在垂直方向，利用它的高粘特性，是后续水驱由高渗层进入低渗层，增加吸水厚度，扩大垂直波及效率。

（3）阴离子聚丙烯酰胺分子链条具有亲水性，在APAM聚合物通过孔隙介质时，利用其吸附作用，机械捕集作用从而改变空隙渗透率，但是对于油相渗透率影响不大，堵水不堵油。

（4）阴离子聚丙烯酰胺聚合物溶液改善了油水借口粘弹性，使得油滴或油膜易于变形，可以通过各类孔道，改善微观驱油效果，提高石油采收效率。

3 驱油聚丙烯酰胺现状及存在问题

河南油田的地质条件复杂，不同油藏条件差别很大，目前河南油田在用驱油用聚丙烯酰胺产品主要围绕提高分子量，利用分子间作用力，提高分子链刚性和提高分子链对钙镁等离子的耐受力几方面进行的。

（1）提高产品分子量。利用高分子量提高聚丙烯酰胺的水动力学半径，从而提高产品的增粘能力，是河南油田用量最大的聚合物产品，但是随着河南油田开发难度不断加大，对于地层温度和矿化度比较高的油藏，此类产品具有比较大的局限性，而且分子量的提高具有极限，不可能在工业化生产中无限提高产品分子量。

（2）疏水缔合类的聚丙烯酰胺。通过疏水单体和非离子、阳、阴单体共聚得到疏水缔合类的聚丙烯酰胺，此类产品具有很高的增粘能力，尤其是在高温高盐的条件下粘度高达30 m pa.s以上，被认为是提高产品耐温抗盐性能最重要的技术手段，河南油田联合石油大学等科研院所进行产品合成、实验评价等，此类产品目前没有大规模推广应用。

（3）梳形聚合物。在高分子侧链同时引入不同亲水和亲油基团，利用亲油基团和亲水基团的互相排斥，使分子链的卷曲和分子间的缠绕减少，高分子链在水溶液中排列成梳子形状，分子链刚性提高，水力学半径增大，增粘抗盐能力提高。此类产品在河南油田进行使用，主要的特点产品的粘度相对较高，但是随着河南油田开发难度不断提高，其耐温抗盐性能不能油田生产要求。

（4）模板聚合合成具有微嵌段结构的新型聚合物。此工艺通过聚合前引入摸板，在低温条件下合成的聚合物分子主链上存在丙烯酸链段，利用丙烯酸链段的负电荷互相排斥以及在水溶液中形成自缔合作用，减少分子主链的卷曲，提高产品的增粘性能。河南油田使用此技术，具有良好的驱油效果，满足了河南油田三类油藏要求。

4 驱油聚丙烯酰胺发展方向

（1）提高产品的耐温抗盐性能。随着我国东部油田的开发的难度加大，动用的油藏地质条件越来越复杂，主要表现为地层温度高，地层矿化度高，由于技术的限制目前没有得到有效开发，同时中石化、中海油以及中国石油等公司积极开展海上采油，对聚丙烯酰胺的耐盐能力提出了更高的要求。因此进一步提高产品的耐温抗盐能力，对稳定东部老油田特别是河南油田产量，降低开发的成本具有十分迫切的需求。

（2）提高产品溶解速度。目前油田注聚工艺普遍采用清水溶解，污水配注的工艺，通过提高产品的溶解速度，可以减少注聚设备的投入，减少油田对清水的需求，降低生产成本；减少采出液的排放，减少环境污染；同时海上油田用聚合物由于海上淡水的缺乏和平台相对有限，更加需要提高在高浓度盐水中的溶解速度。

（3）加强对其他驱油剂性能研究。随着聚合物驱的进展，二元复合驱、三元复合驱等技术陆续采用，聚合物和表面活性剂以及其他驱油越来越多的进行复合使用，深化驱油剂加合增效的研究，提高产品之间的配伍性能，对产品的性能提出更高的要求。

5 总结和展望

随着国内各大油田纷纷进入开发后期，采出液含水不断上升，对国家的能源安全来说采油越来越重要，作为我国采油主要的助剂聚丙烯酰胺的需求量越来越大，同时对产品的性能指标要求也越来越高。进一步提高产品的耐温抗盐性能，提高产品的溶解速度，特别是在盐水中的溶解速度，满足不同油藏条件下的使用要求，是今后聚丙烯酰胺发展一个重要的方向。

参考文献：

［1］李振泉等.河南油田化学驱开发现状技术攻关方向［R］.中石化河南油田有限公司开发技术座谈会,2005.

［2］夏惠芬等.粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效果的机理研究［J］.石油学报,2001（22）：60-65.

［3］刘洋,刘春泽.粘弹性聚合物溶液提高驱油效率机理研究［J］.中国石油大学学报（自然科学版）,2007（31）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.003