高分子聚酰胺不僅是一種高效絮凝劑,又因為水溶液的粘度很高,也是一種極其優(yōu)良的增稠劑.PAM因有增稠,絮凝和對流變性的調(diào)節(jié)等作用,在油田石油開采中可作多種用途的添加劑,如用作鉆井液,壓裂液,及聚合物驅(qū)油以提高石油采收率(EOR).在石油開采中,應(yīng)用關(guān)鍵在于結(jié)合使用的條件和要求,合理設(shè)計并選用其組成結(jié)構(gòu),如分子形態(tài),分子量,離子度等,以及正確的施工工藝.
    鉆井液在石油開采中用作鉆井泥漿性能調(diào)整劑.PAM的作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性,攜帶巖屑,潤滑鉆頭,有利鉆進.此外,還可大大減少卡鉆事故,減輕設(shè)備磨損,并能防止發(fā)生井漏和坍塌,使井徑規(guī)則.在這方面經(jīng)常使用的是部分水解聚酰胺。
   PAM用作聚合物驅(qū)油
    在提高石油采收率的諸方法中,聚合物驅(qū)油技術(shù)占有重要地位.聚合物的作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性,增加驅(qū)動液的粘度,改善水驅(qū)波及效率,降低地層中水相滲透率,使水與油能勻速地向前流動.
    聚合物驅(qū)油是通過在注入水中加入一定量的高分子聚酰胺,來增加注入水的粘度,改善油水流度比.由于油層對聚酰胺分子的吸附,捕集作用,而降低了高,中滲透層或高,中水淹層的滲透性,增加了注入水的滲流阻力,使低滲透層或低而未水淹層的吸水量增加,擴大了注入水在油層平面上的波及范圍和油層縱向上的水淹厚度,從而擴大水淹體積,將水驅(qū)時未動用的原油驅(qū)替出來,達到提高原油采收率的目的.
    聚合物驅(qū)油提高石油采收率的概念和技術(shù)方法從提出到初步形成經(jīng)歷了約15年時間(1949一1964).1964年美國開始了聚合物驅(qū)油的現(xiàn)場試驗和工業(yè)規(guī)模的使用試驗.美國國家石油與能源研究中心認(rèn)為:最終采收率ET決定于驅(qū)油效率Ed,波及效率Es和經(jīng)濟因素Ee,ET=Ed×Es×Ee.聚合物的主要貢獻是提高驅(qū)替工作液的粘度,降低油水流度比及調(diào)整滲透率剖面,通過提高波及效率而提高最終采收率.某石油公司對聚合物的作用作了進一步說明:①高分子使水相粘度增高,有些聚合物流經(jīng)孔隙介質(zhì)后尚可降低水相的相對滲透率;②降低水油流度比,水油流度比的降低可減少指進現(xiàn)象;③水相粘度增高和水相的相對滲透率下降使以后注人的流體可轉(zhuǎn)入未波及的條帶,從而提高波及系數(shù).
    我國"七五"期間大慶和大港油田的兩個現(xiàn)場試驗均取得了令人振奮的良好結(jié)果.大慶油田開發(fā)試驗表明:該工藝可大幅度提高采收率,增加原油產(chǎn)量.平均每注人 lt聚合物,可增產(chǎn)原油150t以上,提高采收率 10%.研究工作表明該項技術(shù)在我國有良好的應(yīng)用前景.預(yù)計在今后高分子驅(qū)及利用高分子等化學(xué)劑的復(fù)合驅(qū)在我國將有更大的發(fā)展.
 PAM用作堵水劑
    在油田生產(chǎn)過程中,由于地層的非均質(zhì)性,常產(chǎn)生水浸問題,需要進行堵水.其實質(zhì)是改變水在地層中的滲透狀態(tài),以達到減少油田產(chǎn)水,保持地層能量,提高最終采收率的目的.PAM類化學(xué)堵水劑對油和水的滲透能力的作用具有選擇性,對油的滲透性降低少,對水的滲透性降低多.使用時可不交聯(lián)使用,也可與鋁鹽,鉻鹽,鹽等交聯(lián)生成凝膠使用,還可增加某些樹脂以形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)使之具有更高耐溫性.如采用 W/O型PAM膠乳和改性經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)可以形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)堵水劑,已在油田堵水中應(yīng)用,并取得了明顯的效果.采用 PAM還可調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道,實踐中已見到良好效果.
   PAM用作壓裂液添加劑
    壓裂工藝是油田開發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施,其作用是開通巖石的通道,讓油流過.亞聚酰胺交聯(lián)而成的壓裂液,由于具有高粘度,低摩阻,良好的懸砂能力以及配制方便和成本低等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用.
   礦冶
采礦過程中通常使用大量的水,最后常須從水或水溶液中分離有用固體礦物,并將廢水凈化回收使用.應(yīng)用 PAM絮凝劑,可促使有用的固體物質(zhì)很快的下沉,促進液體的澄清和泥餅的脫水,從而可提高生產(chǎn)效率,減少尾礦流失和水消耗,降低設(shè)備投資和加工成本,并減少環(huán)境污染.
    鈾礦提取是 PAM最早的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一.鈾礦是通過用酸或磺酸鹽溶液浸濾其礦石來提取的.在酸浸液過濾時,用 PAM處理可提高增稠和過濾速率.在提取鈾的濃縮和過濾過程中,添加 PAM進行處理非常有效.PAM還可有效地應(yīng)用于處理堿礦的礦泥,使之分出澄清的鹽水.在拜爾(Bayer)法提煉鋁礦石中,可用 PAM由熱水溶液中分離不溶性氧化鐵(紅泥).
    PAM可用于煤炭工業(yè)的洗煤過程.用于處理煤泥水,既能回收大量煤泥,又能防止黑水污染,并可使煤礦實現(xiàn)用水循環(huán),節(jié)約用水.浮選精煤時在過濾前加 PAM,可以增加過濾速度和濾餅重量,從而提高生產(chǎn)能力.
    在冶金行業(yè)中,PAM可用于如轉(zhuǎn)爐除塵污水處理,軋鋼污水處理,高爐洗滌水處理,礦山粘土采石廢水處理,鋁加工廢水處理等.PAM在改進水質(zhì)和水的重復(fù)應(yīng)用中發(fā)揮獨特的作用.

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