聚丙烯酰胺類堵水劑

聚丙烯酰胺類堵水劑

       用聚丙烯酰胺進行堵水，是油田上應用最經典、最常用的技術方法。其常規方法是根據單個高分子量的聚丙烯酰胺的吸附性質。吸附的聚合物分子在孔壁上形成一個幾乎不穿透的層，這樣就有效地限制了水流（濕相），而孔隙通道的中心對油氣流動（非濕相）保持暢通。該方法的效果直接與吸附層的厚度有關（與孔隙大小相比）。對于高滲透率油藏或裂縫性油藏，水流通道比高分子的大小大一個數量級，因此使得該方法幾乎無效。為處理這類情況，已經研制了幾種用交聯劑的辦法。交聯劑一般是多價金屬離子，可在孔隙通道建立聚合物網絡。盡管這樣處理能夠堵水，但也有失去選擇性的風險。實際上，由于孔隙通道中心被聚合物網絡占居，非濕相——油氣的流動與水一樣受到約束。

       一種方法是利用丙烯酰胺—丙烯酸鹽共聚物的環形分子在鹽水中收縮，在淡水中膨脹的這一特殊性質。無鹽時，由同一分子的丙烯酸鹽官能團所帶的負電荷相互排斥，這就產生了環形分子的膨脹；有鹽存在時，小陽離子遮蔽高分子的負電荷，產生收縮。水動力體積的這一變化使HPAM聚丙烯酰胺聚合物在低礦化度鹽水中有高的粘滯力，而在高礦化度鹽水中此力要小得多。

       這種方法是注入用比油藏鹽水更咸的水配制的HPAM聚丙烯酰胺溶液，在這些條件下，聚合物分子的較低膨脹性使得溶液在注入期間有低粘度，而且，在這一收縮狀態的HPAM聚丙烯酰胺的吸附性要比膨脹狀態的強。因此，在孔壁形成致密的吸附層。在生產過程中，油田低礦化度鹽水逐漸稀釋高礦化度鹽水，使吸附的聚合物層膨脹。這樣，就有效地限制了地層中的鹽水產出，同時，油氣流動仍能繼續穿過孔道中心。

       另外一種方法和上述方法在原理上很相似，也是注入收縮狀態的聚合物，然后在生產過程中產生膨脹。差別是這種方法是用非離子聚丙烯酰胺（PAM），而不是陰離子聚丙烯酰胺，而且吸附的聚合物的膨脹是通過膨脹劑化學處理產生，而不是用的礦化度梯度原理。對于油藏地層水礦化度高的油田，必須采用這種方法進行堵水。并且可用任何現用的鹽水進行聚合物溶解和注入，不管鹽水礦化度是多少。實際上聚丙烯酰胺分子的非離子特性使其幾乎對鹽水沒有敏感性，與上述方法用的陰離子聚丙烯酰胺相比，溶液的粘度是減少的，在油藏巖石上的吸附作用是增加的。

       聚丙烯酰胺是最常用的一種堵劑，其他堵劑也基本是它的改性產品或衍生物。

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