Роль промышленного полиакриламида в добыче нефти
Свойства промышленного полиакриламида, такие как загущение, флокуляция и реологическое регулирование жидкостей, делают его важным инструментом в нефтедобыче. Он широко используется в бурении, закупорке водоемов, кислотной обработке воды, гидроразрыве пласта, промывке скважин, завершении скважин, снижении сопротивления, предотвращении образования накипи и вытеснении нефти.
В целом, использование полиакриламида направлено на повышение коэффициента извлечения нефти. В частности, многие нефтяные месторождения перешли на вторичную и третичную добычу, глубина залегания пластов обычно превышает 1000 м, а в некоторых случаях достигает 7000 м. Неоднородность пластов и особенности морских нефтяных месторождений предъявляют более жесткие требования к нефтедобывающим операциям.
В частности, глубоководная и морская нефтедобыча предъявляют новые требования к полиакриламиду (ПАМ), требуя от него устойчивости к сдвигу, высоким температурам (от 100 до 200 °C), ионам кальция и магния, а также к деградации в морской воде. С 1980-х годов достигнут значительный прогресс в фундаментальных исследованиях, подготовке, прикладных исследованиях и разработке разновидностей ПАМ, пригодных для нефтедобычи за рубежом.
Промышленный полиакриламид используется в качестве регулятора бурового раствора и добавки к жидкости для гидроразрыва пласта:
Частично гидролизованный полиакриламид (ГПАМ), получаемый в результате гидролиза полиакриламида, часто используется в качестве модификатора бурового раствора. Его роль заключается в регулировании реологии бурового раствора, транспортировке шлама, смазке бурового долота, снижении потерь жидкости и т. д. Буровой раствор, модифицированный полиакриламидом, имеет низкую удельную плотность, что позволяет снизить давление и предотвратить закупорку нефтегазовых месторождений, облегчает поиск нефтегазовых залежей и способствует бурению. Скорость бурения на 19% выше, чем при использовании обычного бурового раствора, и примерно на 45% выше, чем при механическом бурении.
Кроме того, это позволяет значительно сократить количество аварий, связанных с застреванием бурового оборудования, уменьшить износ оборудования и предотвратить потери и обрушения. Технология гидроразрыва пласта является важной мерой стимуляции при разработке плотных пластов на нефтяных месторождениях. Полиакриламидный сшитый гидроразрывный раствор широко используется благодаря своей высокой вязкости, низкому трению, хорошей способности удерживать взвешенный песок, низкой фильтрационной способности, хорошей стабильности вязкости, малому остатку, широкому ассортименту, удобству приготовления и низкой стоимости.
При гидроразрыве пласта и кислотной обработке полиакриламид готовят в виде водного раствора с концентрацией от 0,01% до 4% и закачивают в подземный пласт для его гидроразрыва. Промышленный раствор полиакриламида обладает функцией загущения и выноса песка, а также снижает потери жидкости для гидроразрыва. Кроме того, полиакриламид снижает сопротивление, что позволяет уменьшить потери при передаче давления.