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聚丙烯酰胺在油田钻井的应用
来源:爱森环保 作者:Admin 日期:2020-08-15 浏览:

聚丙烯酰胺在油田钻井的应用:

作为钻井液调整剂,经常使用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM),它由聚丙烯酰胺水解而得。其作用是调节钻井液的流变性,携带岩屑,润滑钻头,减少流体损失等。用聚丙烯酰胺调制的钻井液比重低,可减轻对油气层的压力和堵塞,容易发现油气层,并有利于钻井,钻井速度比常规钻井液高19%,比机械钻速高45%左右。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。

压裂工艺是油田开发致密层的重要增产措施。亚甲基聚丙烯酰胺交联而成的压裂液,因具有高黏度,低摩阻、良好的悬砂能力、滤失性小、黏度稳定性好、残渣少、货源广、配制方便和成本低而被广泛应用。

在压裂和酸化处理中,将聚丙烯酰胺絮凝剂配制成浓度为0.01%~4%的水溶液,泵入井下地层,使地层断裂。聚丙烯酰胺絮凝剂水溶液具有增稠携砂、降低压裂液流失的作用。而且,聚丙烯酰胺有降阻作用,因而能使压力的传递损失下降。

一、聚丙烯酰胺絮凝剂在三次采油中的应用

聚丙烯酰胺絮凝剂的增稠、絮凝和对流体的流变性调节的作用所具备的性能使得它在石油开采中充 当了重要的角色。它广泛地被用于钻井、堵水、酸化水、压裂、洗井、完井、减阻、防垢和 驱油等方面。总的来说,使用聚丙烯酰胺絮凝剂是为了提高石油的开采率(EOR)。特别是许多油田已 进入二次、三次开采,油藏深度一般都在1000m以上,有的油藏深度达7000m,地层的非均质性以及海上油田给采油作业提出了更加苛刻的条件,深层采油和海上采油相应地也给 PAM提出了新的要求,要求它耐剪力,耐高温(100℃以上直至200℃),耐钙离子、镁离子 ,耐海水降解。

自20世纪80年代以来,国外对适用于采油的PAM的基础研究和制备、应用研究以及 品种开发各方面均取得了很大进展。

美国菲利浦石油公司(Phillips Petroleum Co.)专家阿罕默德M.A.和彼得H.D,对 PAM在高温高盐矿化水中的研究结果表明:

(1)在矿化度很低(<20×10-6)时,无论浓度、水解度及相对分子质量大小如何, PAM水溶液的浊点均在204℃以上;二价阳离子浓度稍有增加,浊点即大大降低,水解度 越高,浊点降低越明显;

(3)在等摩尔水平上比较,钙离子降低浊点的作用大于镁离子,Sr离子和Ba离子;

(4)二价阳离子浓度大于等于100×10娟时,水解度是决定聚丙烯酰胺絮凝剂溶液浊点的关键参数;

(5)相对分子质量和浓度也影响溶液浊点,但相对于水解度而言是次要因素;

(6)聚丙烯酰胺絮凝剂水解后溶液浊点降低,水解是一平衡过程,水解平衡值随温度而不同;

(7)在温度小于75℃时,聚丙烯酰胺絮凝剂在任何矿化度的水溶液中均稳定,超过75℃后,随温度 升高,沉淀物形成加快,降低水的矿化度可延长稳定时间,但要求的矿化度往往低于油田水 实际矿化度。

钻井液处理剂

AMPs与丙烯酰胺和淀粉的接枝共聚物,AMPS与丙烯酰胺和N,N一二甲基丙烯酰胺的共聚物,AMPS与腐殖酸和丙烯酰胺的接枝共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻

井液和海水钻井液中均具有较好的降滤失和抗温、抗盐能力。

黏土分散和其他因素造成的污染往往引起钻井液的黏度增加,此时需要用降黏剂来控制钻井液的流变性。常见的、用量最大的钻井液降黏剂为铁铬木质素磺酸盐降黏剂(FCLS)。 AMPs与丙烯酸和甲基丙烯酸的三元共聚物用作钻井液降黏剂取代FCLS,即保留了FcIJS良好的抗盐性能和抗温性能,又克服了FCIJS的毒性。研究表明,三元共聚物比二元共聚物的抗高价金属离子的能力更强。

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