高分子化学剂在油田上的应用现状.doc

研究生论文综述 题目 高分子化学剂在油田的应用现状 学生姓名 王双威 学　号 201020643 教学院系 研究生部 专业年级 应用化学硕士10级11班 指导教师 马喜平 职　称 教授 单　　位 辅导教师 职 称 单　　位 完成日期 2011 年 3 月 31 日 高分子化学剂在油田上的应用现状 王双威 硕10级11班 201020643 摘　要:系统介绍了油田用高分子化学剂的应用以及目前国内外的研究现状,包括钻井用高分子化学剂、油气开采用高分子化学剂、提高采收率高分子化学剂、油气集输用高分子化学剂、油田水处理用高分子化学剂等,并分别讨论了各类油田用高分子化学剂的发展趋势。 关键词：油田 高分子 聚合物 驱油 随着石油储量的急剧减少，石油开采的难度越来越大。提高老油田的产油量是增加石油总产量的一个重要途径。对于老油田，采油地层越采越深，油藏温度和矿化度越来越高，剩下的40亿吨大部分是难采储量有的油井出现油层渗透性能降低，有油不出油的现象。主力油田已进入特高含水期。50 年代发展了油田压裂技术， 井场上使用某些高分子聚合物［9］， 如Guar 胶稳定钻井泥浆，发现这些添加物质能使压裂过程中泵的功率有明显下降。60 年代， 减阻剂的研究已取得了很大的进展。由于经济技术上的原因， 减阻技术潜力没有得到充分的发挥。为了解决这些问题， 某公司进行了大量的实验， 所用的减阻剂为CDR［10］。1972 年， CDR 取得了专利， 这是减阻剂进入压裂液的先声。之后Gramain 等研究了线型、星形和梳形PS 在甲苯溶液的减阻效率；Meier 研究了氢化聚异戊二烯对原油的减阻效率［11］， 发现它在原油中的溶解性、抗剪切性能和减阻能力随氢化度的提高而提高。在压裂用破胶剂中，高分子化学剂被用作常规破胶剂（如过硫酸铵）的微胶囊外壳，使被包封后的破胶剂在一定时间内与压裂液冻胶是隔离的，不会引起压裂液冻胶粘度过早地下降，因此可大大增加破胶剂用量，在一定时间后，从微胶囊中释放出来的破胶剂可使压裂液破胶完全，这样就不至于造成严重的地层伤害、并且能保证压裂施工的正常进行。在压裂用粘土稳定剂中，目前最主要的研究方向是阳离子聚合物粘土稳定剂，这种粘土稳定剂具有适用范围广，稳定效果好， 有效时间长， 既能抑制粘土的水化膨胀又能控制微粒的分散运移。且抗酸、碱、油、水的冲洗能力都较强［12］。有机阳离子聚合物的种类较多， 按其所含阳离子的不同又可分为聚季按盐、聚季磷盐和聚叔硫盐［13］三类。其作用机理如下： 一方面，有机阳离子聚合物可以通过分子的作用力吸附在粘土颗粒的表面上，形成一层有机阳离子聚合物保护膜，既可以中和粘土颗粒表面上的正电荷，使粘土颗粒的晶层间斥力减少，又使粘土颗粒与水分子之间隔开，从而抑制粘土颗粒的水化膨胀；另一方面，由于有机阳离子聚合物的链比较长，而且链上有许多正电荷，可以同时与几个粘土颗粒相吸附，从而限制粘土颗粒的水化分散和运移，起到稳定粘土和微粒的作用;此外，有机阳离子聚合物与粘土颗粒的吸附是多点吸附，吸附能力很强，其他阳离子不易把有机阳离子聚合物从粘土颗粒上交换下来，从而可以有效抑制粘土的水化膨胀和分。 油气集输用高分子化学剂。 在油田采发后期，为了单井产量，采用电潜泵提液，导致油井采出液中含有大量粘土，粘土含量高达4253. lmg/L，同时粘土粒度小，粘土颗粒表面积大，吸附能力强，表面包裹一层油，导致油水界面不清，三相分离器污水含油高，机杂高，污水过滤器负荷加重，严重时导致过滤器瘫痪。解决这种问题常规的方法是投加净水剂等，使大部分粘土矿物发生絮凝。实际应用中，常采用聚铝、聚丙烯酞胺等高分子絮凝剂。对状态较为单一的乳状液，传统的聚醚型破乳剂是十分有效的，依靠其表面活性作用，即通过降低油水界面张力实现破乳。针对高含水稠油常用油溶性高分子量破乳剂如AP-05［14］(采用了甲苯二异氰酸酯扩链剂)、MT-41(以合成咪唑啉为起始剂的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚经扩链而成)、水溶性破乳剂PR-23(以直链亚烷基二醇为起始剂的多嵌段聚醚)以及高含硫重质稠油脱水用破乳剂SHD。在保证破乳效果、脱水水质和不产生中间乳化层的情况下，应选用破乳温度较低的破乳剂，由APE型两嵌段聚醚和BP三段聚醚复配，通过少量醋酸调节pH值，并以乙醇为溶剂而制得的低温破乳剂XJ-720能保证一段脱水温度为32℃下正常破乳脱水［15］。以多乙烯多胺为起始剂合成的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物用高活性特殊碱性液体酚醛树脂制得的非离子-阳离子两性表面活性剂BA-2具有降粘、防蜡性能的低温破乳剂［16］。另外最近新研制了一种低温高效稠油破乳剂LTB，可在50℃下对稠油进行破乳脱水针对高含水期采出液处