油田化学文论

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聚丙烯酰胺在油田中的应用 摘要： 随着应用化学研究的进步，化学在油田上的应用也越来越广泛。特别是近些 年，水驱的效率越来越低，研究人员都在寻找驱油效果更好的驱油剂，此时，聚合物驱油技 术的到了空前的发展，聚丙烯酰胺也被广泛的应用到了油田化学的各个方面，但同时也带来 了不少污染，给油井生产和污水处理带来了不少难题。本文介绍聚丙烯酰胺在钻井化学，采 油化学中的主要应用，以及含聚丙烯酰胺的污水处理和聚丙烯酰胺的降解。 关键字： 聚丙烯酰胺（PAM）驱油剂驱油效率钻井化学采油化学集 输化学 聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚而得聚合物的统称，是水溶性高 分子中应用最广泛的品种之一。由于聚丙烯酰胺结构单元中含有酰胺基、易形成氢键、使其 具有良好的水溶性和很高的化学活性，易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物， 因此在油田得到广泛的应用。油田化学是研究油田钻井、采油、和原油集输过程中的化学问 题的科学。因此；油田化学由钻井化学、采油化学和集输化学三部分组成。随着地下资源不 断的减少，油田化学专家们也在不断提高采收率。聚丙烯酰胺在油田中的应用也非常的广泛， 本文从聚丙烯酰胺在钻井化学、采油化学、集输化学三个方面介绍。 聚丙烯酰胺在钻井化学方面的应用： 钻井化学主要研究钻井液和水泥浆的性能及其控制与调整。烯类单体聚合物中主要包括 丙烯晴、丙烯酸等。它们通过共聚得到二元或三元共聚物，这些共聚物通过水解和化学改性 提高其水溶性。因此，在PAM链节上磺化得到SHPAM，SHPAM做钻井液降滤失剂。丙烯磺酸 钠可给共聚物带来耐温、耐盐的性能，丙烯酰胺链节使得共聚物有好的吸附性能和水溶性， [1~3] 但是共聚物的耐钙能力降低。所以，PAM磺化后能作为钻井液降滤失剂。 33 低分子量PAM（2*10—6*10）的聚合物，可做为钻井液降粘剂。如丙烯酰胺、丙烯磺 酸钠、与烯丙基三甲基氯化铵共聚物。烯类单体低低聚合物是通过氢键吸附在粘土颗粒的羟 基表面。若低聚物中还有阳离子链节，它还通过阳离子链节吸附在粘土颗粒的负电表面。其 余未吸附链节的极性基团则通过增加粘土颗粒表面的负电性和水化层厚度，拆散年度颗粒联 [4,5] 结所产生的结构，起降低粘度和切力的作用。 [6] 钻井液絮凝挤是指能使钻井液中的固相颗粒聚集变大的化学剂。聚丙烯酰胺是主要的 水溶性絮凝剂。如：聚丙烯酰胺(PAM)；部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)；丙烯酰胺、羟甲基丙 烯酰胺与丙烯酰胺基亚甲基三甲基氯化铵共聚物（CPAM）。在这些絮凝剂中，非离子型聚合 物（PAM）和阴离子型聚合物（HPAM）是通过桥接-蜷曲的机理起絮凝作用，即聚合物妃子可 同时吸附在两个或者两个以上的颗粒表面，将它们桥接起来，再通过分子链的蜷曲，使这些 颗粒发生絮凝。阳离子型聚合物（CPAM）除了通过上述絮凝机理起作用外，还可以通过电性 中和机理起作用，从而有更好的絮凝效果。 虽然上述的絮凝剂都能起絮凝作用，但它们有各自的特点，如PAM是一种非选择性絮 凝剂，它可絮凝劣质土（如岩削，它的表面在水中带有较少的负电荷），也可絮凝优质土（如 膨润土，它的表面在水中带有较多的负电荷），属完全絮凝剂；HPAM则是一种选择性絮凝剂， - 由于它有带负电的链节（—COO）,所以它只能通过氢键吸附在带负电较少的劣质土上，使 劣质土絮凝下来，留下优质土；对于带阳离子、非离子链节的CPAM,由于它的酰胺基和羟甲 基可通过氢键吸附在粘土的羟基表面，而其阳离子基团又可通过静电作用吸附在粘土的负电 表面，所以它比PAM和HPAM有更强更快的絮凝作用。 HPAM是最常见的钻井液絮凝剂。影响HPAM絮凝作用的主要有下列因素： （1）相对分子质量越高，絮凝效果越好，因为分子链越长越能将较远的固体颗粒 ６ 絮凝在一起。HPAM的相对分子质量超过1*10时才有絮凝作用。作为钻井液絮凝剂用的