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聚丙烯酰胺在油气开采中的应用
作者：刘霜
来源：《科学与财富》2016年第24期
在现代油、气开采作业中，石油、天然气和高分子材料互相依赖——几乎所有的钻采作业都会使用高分子材料，而高分子材料的规模化制备又需要用石油、天然气作为原料——早期的一项统计显示：世界范围内采出原油的95%都被作为能源使用，剩余的5%作为化工原料——这其中的2%又被用于聚合物的合成。
由于水是最廉价的溶剂，而且油、气钻采作业中主要使用水基工作液，因此油、气开采所使用的高分子材料以水溶性居多。尽管水溶性高分子种类繁多，但迄今为止，真正能规模化应用于油、气开采作业的水溶性高分子多为丙烯酰胺、丙烯酸的共聚物以及它们与其它水溶性单体共聚得到的衍生物。
丙烯酰胺是一种不饱和酰胺，当温度高于其熔点温度以上，或在氧化条件以及在紫外线的作用下，很容易发生聚合反应。同时，由于其含有酰胺基，容易与水形成氢键，所以其具有良好的水溶性；酰胺基的存在也使其容易进一步发生化学反应，如在酸性或碱性条件下的水解、曼尼希反应等。
1.聚丙烯酰胺在油、气开采中的应用
基于聚丙烯酰胺的增粘、絮凝、减阻和对流体的流变性调节等性能，其广泛地被用于油、气开采过程中的钻井、完井、酸化、压裂、堵水、调剖、三次采油、水处理等方面。 （1）三次采油
在二次采油中，通过向地层注水增加压力而增加原油参量，但由于水的粘度较低，注入水常会在油层发生指进而使波及体积减小，因此在上世纪60年代初，美国一些石油公司通过在注入水中加入阴离子聚丙烯酰胺（HPAM）而增加注入水粘度，从而扩大波及体积和降低水、油流度比（M）： （1.1）
式中，ko和kd分别为原油及含有HPAM的驱替液在油藏中的渗透率，ko和kd则分别为原油和驱替液粘度。 （2）钻井、完井液
聚丙烯酰胺在油气开采中的应用
