隨著聚丙烯酰胺聚合物在油田提高采收率方面的大量推廣與使用。在應用中發現聚丙烯酰胺作為聚合物也存在著一些技術局限性。比如在長期水解環境下,聚丙烯酰胺較易發生水解使得穩定性能差;由于地層溫度隨著地層深度的增加而增加,導致聚丙烯酰胺耐溫性能差;在一些礦化度高的油藏,聚丙烯酰胺的抗鹽性能差等等。所以針對這些問題,研發改性高性能的聚丙烯酰胺才能滿足油田開發使用。
1、抗鹽耐高溫類聚丙烯酰胺
針對常規聚丙烯酰胺的局限性。研究發現由于聚丙烯酰胺結構參數單一,可以通過在聚丙烯酰胺聚合物溶液分子中引入具有特殊性能的結構或基團來提高聚合物水溶液耐溫抗鹽性的特性。
目前研究表明:
在聚丙烯酰胺聚合物分子上引入大量側基或剛性側基可以大幅度提高聚丙烯酰胺的耐溫性;
引入抗鹽基團(如R-SO3H)可以提高聚丙烯酰胺的抗鹽性能;
引入耐水解基團,可以增加聚丙烯酰胺的穩定性,抵制其在長期水解環境下發生水解;
引入可抵制聚丙烯酰胺的側基基團-酰氨基發生水解的基團,也能夠提高耐溫和抗鹽性能等等。
所以在聚丙烯酰胺聚合物分子中引入一些特殊性能的基團,能夠有效提高聚丙烯酰胺的抗鹽耐溫性能。
2、部分水解的較高分子量聚丙烯酰胺
較高分子量聚丙烯酰胺的相對分子量很大,使得體系黏度增加,不易降粘。此外,較高分子量聚丙烯酰胺聚合物體系具有較好的抗剪切性能,能夠很好解決孔隙夾縫所產生的“海恩斯跳躍”現象。
在穩定性方面,在實驗靜置狀態下較高分子量聚丙烯酰胺聚合物的黏度會隨時間的增加而降低,而當溫度在45℃左右的時候,這種黏度的降低會發生減緩,此時,時間對其黏度下降的幅度十分微小,這對研究聚丙烯酰胺的穩定性很有意義。
對于部分水解的較高分子量聚丙烯酰胺先是在大慶油田三次采油上使用的。傳統的聚丙烯酰胺聚合物驅能夠提高原油采收率己經得到公認,但這種高粘度的部分水解的較高分子量聚丙烯酰胺相比于復合驅可使采收率在提高20%以上,而且克服了三元復合驅中堿對地層的傷害。