聚丙烯酰胺的聚合物可增强石油回收率

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在越来越多的能源世界中，对石油的需求继续增加，但供应并非无限。找到可以从中提取足够数量的石油的新油田变得越来越具有挑战性。目前，预计目前确定的原油供应足以满足大约50年的能源需求。

因此，采用了增加回收石油量的技术，以扩大石油储量的能力，从而延迟确定新的巨型领域的需求。现有油田的全球石油回收平均水平仅在20％至40％之间，小于燃气场中通常达到的回收率的一半。据估计，改善石油回收以匹配天然气的回收率可能是可用石油的时间的两倍以上。这将通过提供更多时间来开发替代能源和技术来减轻满足能源需求的问题。

因此，增强石油回收（EOR）技术的重要性越来越大，并且在全球范围内广泛部署¹。

增强了石油回收率

油是通过储层内的压力梯度提取的，迫使油很好地流入生产。随着油的供应减少，自然压力梯度损失了，较少的油被回收。有许多可用于增加石油回收的技术，这表明石油生产率持续增加²。

由于油田上的海水准备就绪，水洪水通常是增强石油回收率的首选选择。这涉及将水注入油库中，以使油置换并迫使其流入生产井中。通过将聚合物添加到注入的水中，这种方法称为聚合物洪水，可以提高水洪水的效率。聚合物的存在增加了注入水的粘度，这降低³。反过来，这导致更多的石油被推向生产，并显着改善了石油回收率。

聚合物洪水

石油工业通常将合成聚合物用于聚合物洪水。从历史上看，这些是由于其良好的化学稳定性而被选择的未溶解聚丙烯酰胺的聚合物。但是，很明显，这些聚合物没有大大提高粘度，并显示出高水平的矿物表面吸附。因此，恢复率的增加并不大，并且需要更换聚合物损失。

如今，部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）聚合物是最常用的聚合物类型。聚丙烯酰胺上的某些酰胺基转化为羧酸盐基团，即使将低浓度的聚合物添加到注入的水中，也提供了更大的粘度⁴。此外，由于HPAM的羧基被带负电荷的砂岩驱除，因此聚合物损失较低，从而降低了聚合物对岩石表面的吸附。

但是，人们担心HPAM聚合物洪水的持续生存能力。HPAM的长期稳定性尚未得到评估，但是聚合物洪水的过程可以持续数月。因此，聚合物的降解可能会导致粘度降低，从而导致油回收率降低。此外，在具有高温和/或高盐度热降解和高吸附水平的油库中。此外，较高的储层温度可以促进更多HPAM酰胺基的水解，从而降低粘度。

因此，需要新的聚合物可以在高温下抗水解以通过聚合物洪水优化EOR。

新聚合物的评估

最近的一项研究评估了四个新聚合物，以降低高温下粘度的迹象，其盐度和硬度不同⁵。对聚合物测试的基于HPAM的共聚合物通过2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐（AMPS）单体功能化。

磺化的聚丙烯酰胺共聚合物植圈C7035，AN132 VHM，SuperPusher SAV55和热求解在80°C的陈化90天，有无抗氧化剂。使用CaCl2-NaCl或NaCl作为样品溶剂并行进行评估。

90天后，通过使用Nicolet™10 FTIR光谱仪（FTIR）光谱仪（FTIR）光谱仪和D2O水溶液在90天后通过核磁共振（NMR）分析聚合物。布鲁克500 NMR光谱仪。

没有抗氧化剂的聚合物样品在NaCl和CaCl2-NaCl中均显示出严重降低的粘度。热相关立即开始降解，而其他人则至少保持粘度至少7天。

当存在抗氧化剂时，在NaCL培养基中制备的所有聚合物样品均显示出随老化的粘度增加。在CaCl2-NaCl样品中，尽管存在抗氧化剂，但除AN132 VHM外，所有聚合物的粘度均降低。相反，在CaCl2-NaCl中制备的AN132 VHM在老化90天后显示粘度增加。这表明由于溶液中存在二价离子而导致的粘度增加速度高于粘度降低速率。

参考

1. Udy J等。流程2017，5，34;doi：10.3390/pr5030034
2. 石油和天然气管理局2017年。可从https://www.ogauthority.co.uk/media/4283/polymer-eor-industry-starter-pack-ver3.pdf获得
3. Sheng JJ等人Can Pet Technol 2015; 54：116–126。
4. Hashmet MR等。J分散Sci Technol 2013; 35：510–517。
5. Akbari S等。聚合物2017; 9：480-494。

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