摘 要：本文介绍了聚丙烯酰胺在胜利油田三次采油中的应用情况，对聚丙烯酰胺的驱油机理、聚合物应用现状及存在问题进行了阐述，提出了三次采油用聚丙烯酰胺的发展方向。
关键词：三次采油、聚合物驱、聚丙烯酰胺、耐温抗盐
聚丙烯酰胺作为三次采油用驱油剂,，目前已经在大庆油田、胜利油田、大港油田，长庆油田、新疆油田、河南油田等投入使用，其中胜利油田每年投入干粉５万吨左右，大庆油田每年投入�保巴蚨忠陨系木酆衔铮礁鲇吞锶尾捎偷脑鲇土糠直鸫锏剑保罚巴蚝停保埃埃巴蚨忠陨希坷嫌吞镌霾炔峁┝吮Ｖぃ悄壳肮诰郾０肥褂昧孔畲蟮挠τ昧煊颉Ｏ喽杂谄渌尾捎图际酢＞酆衔锴际醭墒臁⒊杀镜土⑼度氩霰鹊停冉鲜屎瞎谟筒靥氐恪Ｏ旅娼樯苋尾捎头⒄估獭⒕酆衔锴恚陀镁郾０废肿醇按嬖谖侍狻⒁约扒陀镁郾０贩⒄狗较颉�
1、三次采油发展历程
1986 年，我国完成了“中国陆上注水开发油田提高采收率潜力评价及发展战略研究”，制定了“化学驱是我国东部油田提高采收率技术研究主攻方向”的方针，安排部署了聚合物驱工业化应用试验和多层次化学复合驱先导试验。自1996 年起，聚合物驱油技术相继在我国大庆、胜利、大港、中原、新疆等油田实现了工业化生产，1996 年为 359 万吨，到 2000 年首次突破1,000 万吨，2008 年已超过 1,500 万吨，约占我国当年产油量的 8%。
胜利油田上世纪60年代年开始聚合物驱室内研究，1992年开展先导性矿场试验，1994年开展扩大性矿场试验，199７年开始工业化推广应用，上世纪80年代到1997年进行聚合物-表面活性剂-碱三元复合驱的应用试验；二十一世纪开始进行聚合物-表面活性剂二元复合驱的室内研究，2003年开始进行先导性试验(1)，2006年进行扩大试验。
“十一五”期间，根据 2008 年 1 月胜利油田“十一五”油气硬稳定工作计划对原“十一五”规划做出的调整，为了确保三次采油增油效果，减缓产量递减，一方面要加快覆盖剩余一、二类储量；另一方面要利用高油价有利条件，优化方案实施，延长注聚单元注聚段塞，扩大二元驱规模并优选油藏条件相对较好的三类油藏注聚。“十一五”三次采油覆盖地质储量 1.38 亿吨、使用聚合物干粉 22.9万吨。同时，要开展三次采油新区先导试验，为“十二五”做好技术储备。EOR资源评价结果表明，胜利油田适用化学驱总资源占已注水单元地质储量的45.4%，进行化学驱有丰富的物质基础，潜力巨大。截至 2009 年，胜利油田共动用地质储量 3.71 亿吨，占适用化学驱地质储量的 33%，占胜利油田地质储量的 9.3%。
2、聚合物驱油机理
聚合物的驱油机理主要是利用水溶性聚丙烯酰胺分子链的粘度，改善驱替液的流度比，提高驱替效率和波及体积，从而达到提高采收率的目的。
(1) 降低油水流度比，能够改变分流量曲线。聚合物驱的前沿含油饱和度和突破时的含油饱和度都明显高于水驱，这表明聚驱能降低产出液含水率，提高采油速度，具有更好的驱替效果。
(2) 聚合物驱通过改善水驱流度比，可以改善水驱在非均质平面的粘性指进现象，提高平面波及效率;在垂向非均质地层，聚合物段塞首先进入高渗层，利用高粘度特性“堵”住高渗层，使后续水驱转向进入低渗层.增加了吸水厚度，扩大了垂向波及效率。
(3) 聚合物在通过孔隙介质时发生吸附、机械捕集等作用而滞留，改变了聚合物所在孔隙处的渗透率。被吸附的聚合物分子链朝向流体的部分具有亲水性，能降低水相相对渗透率而不降低油相相对渗透率，即堵水不堵油;同时聚合物滞留能增加阻力系数和残余阻力系数，渗流阻力增加，引起驱动压差增大，有利于驱动原来不曾流动的油层，提高油层波及体积。
(4)由于聚合物溶液粘滞力的作用，使得其很难沿孔隙夹缝和水膜窜进，在孔道中以活塞式推进，克服了水驱过程中产生的“海恩斯跳跃”现象，避免了孔隙对油滴的捕集和滞留
另外，聚合物溶液具有改善油水接口粘弹性的作用，使得油滴或油膜易于拉伸变形，更容易通过狭窄的喉道，提高微观驱油效果，提高原油采收率（2）（3）。
3、驱油聚丙烯酰胺现状及存在问题
胜利油田适合化学驱的油藏资源丰富，经评价大约有10.76亿吨，同时胜利油田的地质条件复杂，不同油藏条件差别很大，相对与大庆油田，存在地层矿化水矿化度高，地层温度高，渗透率高，淡水资源紧张等突出。以下是胜利油田不同油藏的地质条件及地质储量分布。
目前胜利油田在用驱油用聚丙烯酰胺产品主要围绕提高分子量，利用分子间作用力，提高分子链刚性和提高分子链对钙镁等离子的耐受力几方面进行的。主要的技术有：
3.1，提高产品分子量（4）
利用高分子量提高聚丙烯酰胺的水动力学半径，从而提高产品的增粘能力，此类产品胜利油田于2002年开始在胜利采油厂二类油藏中使用,目前已经广泛应用在孤东、孤岛、河口等各大采油厂，是胜利油田用量最大的聚合物产品。但是随着胜利油田开发难度不断加大，对于地层温度和矿化度比较高的油藏，此类产品具有比较大的局限性，而且分子量的提高具有极限，不可能在工业化生产中无限提高产品分子量。
3.2，疏水缔合类的聚丙烯酰胺产品
通过疏水单体(一般含有长支链)和非离子、阳、阴单体共聚得到疏水缔合类的聚丙烯酰胺,此类产品具有很高的增粘能力，尤其是在高温高盐的条件下粘度高达30ｍｐａ．ｓ以上，被认为是提高产品耐温抗盐性能最重要的技术手段，胜利油田自２０００年以来联合西南石油大学等科研院所进行产品合成、实验评价等。但是在使用过程中低于临界浓度表观粘度很低,同时由于技术的问题，存在分子量低，溶解性不好，表观粘度不可控，在地层中的稳定性不好、运移传导能力差等。此类产品目前没有大规模推广应用。
3.3，梳形聚合物(5)
在高分子侧链同时引入不同亲水和亲油基团，利用亲油基团和亲水基团的互相排斥，使分子链的卷曲和分子间的缠绕减少，高分子链在水溶液中排列成梳子形状，分子链刚性提高，水力学半径增大，增粘抗盐能力提高。此类产品２００３年开始在胜利油田进行使用，主要的特点产品的粘度相对较高，但是随着胜利油田开发难度不断提高，其产品的耐温抗盐性能越来越不满足油田的要求。
3.4，模板聚合合成具有微嵌段结构的新型聚合物
此工艺通过聚合前引入摸板，在低温条件下合成的聚合物分子主链上存在丙烯酸链段，利用丙烯酸链段的负电荷互相排斥以及在水溶液中形成自缔合作用，减少分子主链的卷曲，提高产品的增粘性能（6）。胜利油田在２００５年开始使用此技术的二型产品，实际生产表明产品的溶解性好，增粘性能显著。具有良好的驱油效果。２００９年山东宝莫在此技术基础上合成开发出分子量在２５００万以上，溶解时间小于１.５小时，表观粘度在胜利三型产品标准下在１５ｍｐａ．ｓ以上的产品，满足了胜利油田三类油藏要求，现在胜利油田开始推广应用。为胜利油田动用三类油藏地质储量，稳定胜利油田产量提供了产品保证。同时也可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
4、驱油聚丙烯酰胺发展方向
4.1 提高产品的耐温抗盐性能
随着我国东部油田油田的开发的难度加大，动用的油藏地质条件越来越复杂，主要表现为地层温度高，地层矿化度高，通过统计胜利油田高温高盐的油藏地质储量达到胜利油田４３％，而且由于技术的限制目前没有得到有效开发，同时中石化、中海油以及中国石油等公司积极开展海上采油，对聚丙烯酰胺的耐盐能力提出了更高的要求。因此进一步提高产品的耐温抗盐能力，对稳定东部老油田特别是胜利油田产量，降低开发的成本具有十分迫切的需求。
4.2 提高产品溶解速度特别是盐水中的溶解速度
目前油田注聚工艺普遍采用清水溶解，污水配注的工艺，通过提高产品的溶解速度，可以减少注聚设备的投入，减少油田对清水的需求，降低生产成本；减少采出液的排放，减少环境污染；同时海上油田用聚合物由于海上淡水的缺乏和平台相对有限，更加需要提高在高浓度盐水中的溶解速度。
| 地层温度 | 地层水矿化度 | 地质储量 | 备注 | |
| <70 | <10000 | 2.72 | 常规 | |
| 70-80 | 10000-30000 | 2.68 | 高温高盐 | |
| 80-93 | >30000 | 4.57 | ||
| 边底水、大孔道、井矿不好，油层连通性差 | 0.79 | 特殊类型 | ||
4.3 粘弹性聚合物的合成研究
通过胜利油田多年的聚合物驱经验积累认为：１、片面的追求高粘度和高分子量在采油过程中不一定适应油藏条件；２、聚合物驱替液的驱油效果主要表现在提高波及体积，但是同时也具有微观驱油的效果，因此研究和改进聚合物溶液的流变特性，改善聚合物的粘弹性，提高聚合物的驱油效果，是今后聚合物合成研究的主要方向之一。
4.4 加强对产品和其他驱油剂的配伍性能研究
随着聚合物驱的进展，二元复合驱、三元复合驱等技术陆续采用，聚合物和表面活性剂以及其他驱油越来越多的进行复合使用，深化驱油剂加合增效的研究，提高产品之间的配伍性能，对产品的性能提出更高的要求。
5、总结和展望
随着国内各大油田纷纷进入开发后期，采出液含水不断上升，对国家的能源安全来说三次采油越来越重要，作为我国三次采油主要的助剂――聚丙烯酰胺的需求量越来越大，同时对产品的性能指标要求也越来越高。进一步提高产品的耐温抗盐性能，提高产品的溶解速度，特别是在盐水中的溶解速度，满足不同油藏条件下的使用要求，是今后聚丙烯酰胺发展一个重要的方向。
参考文献
(1) 胜利油田化学驱开发现状技术攻关方向 李振泉等（中石化胜利油田有限公司开发技术座谈会，２００５年）
(2) 粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效果的机理研究 夏惠芬等 石油学报 ２００１年２２期 ６０－６５
(3) 粘弹性聚合物溶液提高驱油效率机理研究 刘洋、刘春泽 中国石油大学学报（自然科学版） ２００７年第３１卷 第２期 ９１－９４
(4) 超高分子量聚丙烯酰胺的研究 张旭红 大庆石油学院硕士研究生论文 ２００２年
(5) 丙烯酰胺聚合物 方道斌等编 ２００６年４月第一版 ３７２－３７４
(6) 模板聚合法合成P(AM/AA)多嵌段共聚物的溶液性质和自缔合作用 张玉玺等 高分子学报 ２００６年第５期 ６６６－６７０
