三次采油技術已成為我國提高原油采收率的主要 措施之一，三次采油用聚合物目前主要是聚丙烯酰胺。 然而，聚丙烯酰胺耐溫抗鹽性能較差。通過廣泛的分 析研究，認為梳形聚合物最具有發展潛力[1?3]。根據 這一思路，研制了具有梳形分子結構的抗鹽聚合物 (RSP)[1?4]。該聚合物為丙烯酰胺與新型抗鹽單體 (AHPE)的共聚物(梳形聚丙烯酰胺），工業產品代號 為KYPAM[5]。文中對其特性及應用效果進行分析和 研究，以促進更廣泛的應用。

1梳形聚丙烯酰胺的特性

1. 1基本理化指標

參照大慶石油管理局企業標準:Q/DQ 0977-1996《驅油用聚丙烯酰胺》，分別測定了普通超高分子量聚丙烯酰胺及梳形聚丙烯酰胺進行聚合物的基本理化指 標,所得結果見表1。可以看出，梳形聚丙烯酰胺的基

表1聚合物的基本理化指標

Table 1 General specification of polymer

參 數聚 合 物勿

KYPAM大慶2B838日本 MO〇4000

夕卜觀白色顆粒狀白色顆粒狀白色顆粒狀

固含量/ %90.090.292. 4

相對分子質量/104251417002088

水解度/ %。26.426. 831. 0

不溶物含量/ %0. 1150. 1900. 140

殘余單體/ %0. 00960.02100. 0430

篩網系數102.641 . 352. 5

水溶液粘度/(mPa •)76.648.262. 6

溶解速度/h<2<2<2

過濾因子1. 121. 221.13

 

本理化指標全部超過普通超高分子量聚丙烯酰胺(配 液用水為模擬大慶清水，主要水質數據見表2)。

1.2不同水質下的粘度

利用布氏粘度計(LVT ,UL ,7. 34s- 4在相關油藏 溫度條件下，梳形聚丙稀酰胺的特性及應用，分別測定了兩種超高分子量聚丙烯酰胺 及KYPAM在不同模擬水樣(水質數據見表2)中的溶 液粘度(樣品濃度為1g/L),測試結果見表3。從測試 數據可以看出，KYPAM在各種條件下的粘度均高于 超高分子量聚丙烯酰胺,超幅達22 %?81 %,且其礦 化度越高，粘度超幅度越大。

表2幾種模擬水的主要水質數據

Table 2 Key data of water quality for a fewsimuiated water species

模擬水樣礦化度

/ (mg L " 1)Ca2+ +Mg2 + / (mg L " 1)

大慶清水100015

大慶污水400060

勝利孤東(孤島)污水5700105

勝利勝坨污水19334514

大港港東污水502425

大港關195污水21636476

模擬海水330003000

大慶復合驅水大慶清水中加入1. 2%NaOH

表3不同水質下聚合物的粘度

值遠大于超高分子量聚丙烯酰胺，說明KYPAM在鹽 水中的增稠能力高于超高分子量聚丙烯酰胺。

表4聚合物在模擬大慶污水中的流變參數

Table 4 Rheologica parameters of polymer in simulated

Daqing'waste water

流變參數大慶2B838日本 MO〇4000KYPAM

n0.38840. 46930. 3869

k0.22510. 16190. 3115

1.4剪切穩定性

聚合物注入地層要經受混調、泵送等多種剪切作 用，致使聚合物分子降解和粘度下降而影響驅油效果。 因此，聚合物的剪切穩定性是檢驗聚合物質量的一個 重要指標。為此，梳形聚丙稀酰胺的特性及應用，采用濃度為1 g/L的聚合物溶液在 無菌攪拌器中及40V的電壓下,低檔攪拌剪切30min, 分別對日本生產的聚丙烯酰胺MO〇4000、大慶2B838 及KYPAM進行了模擬大慶油田條件下的聚合物剪 切穩定性測試，測試方法參照大慶石油管理局企業標 準:Q/DQ 0977-1996《驅油用聚丙烯酰胺》，結果見表 5。從中看出KYPAM的抗剪切性能高于普通聚丙烯 酰胺(2B838 和 MO-4000)。 

表5聚合物溶液的剪切穩定性 

大港關 195 污水(73 t) —8. 713. 1—/ 50

勝利孤東污水(70 t) —14. 524. 4—/ 68

勝利勝坨污水(80 t) —— 6.510. 3—/ 58

Table 3 Viscosity of polymer in some water

with different quality

聚合物粘度/(mPa •)超幅/ %

水質類型大慶

2B838日本MO- 4000KYPAM(大慶/

曰本）

大慶清水(4548. 262. 676. 658/22

大慶污水(45 〇26.227. 847. 581/70

大慶復合驅水(4515.716. 226. 669/64

大港港東污水(58—23. 834. 2—/ 43

Table 5 Shear stablility of polymer solution

模擬采油六廠污水中的模擬大慶清水中的

粘度/ (mPa •)粘度/ (mPa •)

聚合物剪切前剪切后保留率 / %剪切前剪切后保留率

/%

大慶 2B83830. 223. 577. 848. 237. 076. 8

日本MO,0034. 229.084. 862. 652. 083. 1

KYPAM47. 542.288. 876.666. 686. 9

1.3流變性

用德國哈克公司的RS150可控應力流變儀分別 測定了兩種超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在模擬 大慶污水條件下的流變性參數（見表4)。由表4可 知，KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺的《值均小于 1,說明KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺同屬假塑 性流體。《值越小,聚合物的假塑性越強，聚合物在溶 液中分子越舒展。KYPAM的《值小于超高分子量 聚丙烯酰胺，說明KYPAM在鹽水中比超高分子量聚 丙烯酰胺更不易卷曲，其抗鹽能力強。KYPAM的左

1.5熱穩定性

分別測定了超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在 不同礦化度條件下聚合物的熱穩定性。從圖1和圖2 的結果看到,KYPAM在不同礦化度條件下的溶液粘度 穩定性均大大高于超高分子量聚丙烯酰胺。梳形聚丙稀酰胺的特性及應用，KYPAM 具有抗鹽特性，用于聚合物驅時可以節約大量寶貴的淡 水資源，可直接使用污水配制聚合物;用于復合驅時，可 以大大降低驅油成本，提高復合驅的經濟效益。

1.6溶液的彈性

采用遼河油田錦16塊地層水（含鹽度為3770 mg/L、硬度為 218mg/L、NaHCO3 型）配制了 0. 2 %梳 形聚丙烯酰胺溶液和日本產普通超高分子量聚丙烯酰 胺MO-4000溶液。

交聯性能

將梳形聚丙烯酰胺與普通超高分子量聚丙烯酰胺 進行相同條件下的交聯試驗對比，其中50 C下的試驗 為模擬長慶油田條件，礦化度為2. 3 %NaCl + 1. 7 % CaCh; 65 CT的試驗為模擬海上油田條件，礦化度為 3 %NaCl + 0. 3 %CaCl2。結果見表6。可以看到，達到 相同凝膠強度時，采用梳形聚丙烯酰胺比采用普通超 

表6聚合物的交聯性能

Table 6 CTosslinking performance of polymer solution

聚合物0.2%KYPAM0. 3%PAM (大慶）0.3%MO〇4000 (日）0.3%1275 (英）

交聯劑0.2%KL0. 2 %KL0.2%KL0. 2 %KL

1hDDCC

2hFEEC

凝50 t20hGG(開始析出水）E(晃后韌性下降）D(晃后降為A)

膠7dG析出水為15mLE(析出水1 mL)—

強37dG———

度1hGDDD

代2hGGED

碼65 t20hGG(析出水5mL)E(晃后韌性下降）D(晃后降為A)

7dG析出水 15mLC(析出水10mL)—

37dG———

注:表中A為未形成凝膠；B為高度流動凝膠；C為可流動凝膠；D為中等流動凝膠；E為幾乎不流動凝膠；F為高度可形變 的不流動凝膠；G為中等可形變的不流動凝膠;H為輕微可形變的不流動凝膠;I為剛性凝膠。

 

高分子量聚丙烯酰胺減少用量1/3 ,這樣大幅度地節 約了調剖作業的成本。

2 KYPAM抗鹽聚合物的現場應用

2. 1實例1

2001年5月在大慶油田采油六廠北西塊的39 口 注入井(井距250m)中投注污水配制的梳形聚丙烯酰 胺溶液,截止到2002年9月，累積注入聚合物干粉 4047t ,在注聚合物第3個月開始見效,見效最明顯的 采油井綜合含水率由93. 3 %下降到26 %,試驗區平均 綜合含水下降了 38. 9 %,并保持繼續下降的趨勢。比 同樣生產條件下但由清水配制聚合物的礦場效果提高 一倍(平均綜合含水率下降了 20%)。比用大慶產聚 丙烯胺節約用量1223t (30 %),節約資金1606萬元。 節約清水238萬t,節省費用833萬元。

2. 2實例2

大慶油田杏二區中部三元復合驅工業性試驗區自 2001年5月1日投注以來，梳形聚丙稀酰胺的特性及應用，三元中的一元聚合物一直 采用梳形聚丙烯酰胺。截止到2002年6月，累積注入 聚合物干粉1326t。到2001年底9 口中心采油井全部 見效，與水驅結束時對比,產油由43t/ d上升到134 t/ d, 增油91t/ d,綜合含水率由95. 4 %下降到72. 2 %。其 中，綜合含水率下降幅度大于30 %以上的油井有4 口， 下降幅度最大的達到了 64.8%。全區有18 口油井見 效，占總井數的66. 7 %。與使用大慶產聚丙烯酰胺相 比，節約用量570t(43 %),節約費用788萬元。

2. 3實例3

勝利油田勝坨聚合物驅工業性試驗區，總礦化度 為 19.334g/L ,其中 Ca2 +質量濃度為 412mg/L , Mg2 + 質量濃度為102mg/L ,地層溫度為80 C,試驗區原 采用日本MO〇t000超高分子量聚丙烯酰胺，2001年 開始采用梳形聚丙烯酰胺替代進口產品。在相同條件 下粘度提高了一倍。2002年4月在相同條件下，對 2個注入站（85 Q進行了梳形聚丙烯酰胺與日本 MO〇t000超高分子量聚丙烯酰胺對比試驗，日本 MO〇t000超高分子量聚丙烯酰胺用量為11t/d,而 KYPAM用量為7t/d (節約用量36%)。截至2002 年10月，累積注入KYPAM干粉1236. 8t,節約費 用1148萬元。現有4 口油井見效，產油量由14. 3t/d 上升到52. 9t/d,上升了 38. 6t/日，綜合含水率由 93. 9 %下降到 84. 9 %,下降了 9 %,注 MO-4000 的 1#配制站區，注聚合物后注入壓力上升了 2. 25MPa; 注KYPAM的2#配制站區，注聚合物后注入壓力上 升了 3.55MPa,比1#配制站區注入壓力增幅高出 1. 3MPa。

結論

(1)A油田低阻油層主要由3種因素引起：梳形聚丙稀酰胺的特性及應用，①油 層中富含粘土礦物蒙脫石和伊蒙混層；②油層中存在 大量微孔隙導致了高的束縛水飽和度；③油層中黃鐵 礦的存在。3種因素均導致了油層電阻率的降低。

⑵儲層的孔隙度為16. 5 %?28. 2 %,但是滲透 率較低，一般小于0. 03pm2,這主要是由儲層巖石的顆 粒較細和粘土含量較高引起的。

(3)CT掃描和SEM分析有助于研究巖石內部的 微觀結構、孔隙以及礦物的分布。

(4)地層因素與孔隙度的實驗結果表明,低阻油 層的孔隙度指數僅為0. 530 ,而a值則為6. 363。

^電阻增大率與含水飽和度的實驗結果表明， 兩者在雙對數坐標系中存在明顯的非線性關系，且《 值較低，為1. 01?1. 10。經陽離子交換量校正后的《 值明顯增大為1.56?1.65。在儲層的飽和度評價過 程中，應選擇合理的參數，以達到正確評價的目的。