三次采油技术已成为我国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，聚丙烯酰胺耐温抗盐性能较差。通过广泛的分 析研究，认为梳形聚合物最具有发展潜力[1〜3]。根据 这一思路，研制了具有梳形分子结构的抗盐聚合物 (RSP)[1〜4]。该聚合物为丙烯酰胺与新型抗盐单体 (AHPE)的共聚物(梳形聚丙烯酰胺），工业产品代号 为KYPAM[5]。文中对其特性及应用效果进行分析和 研究，以促进更广泛的应用。

1梳形聚丙烯酰胺的特性

1. 1基本理化指标

参照大庆石油管理局企业标准:Q/DQ 0977-1996《驱油用聚丙烯酰胺》，分别测定了普通超高分子量聚丙烯酰胺及梳形聚丙烯酰胺进行聚合物的基本理化指 标,所得结果见表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标

Table 1 General specification of polymer

参 数聚 合 物勿

KYPAM大庆2B838日本 MO〇4000

夕卜观白色颗粒状白色颗粒状白色颗粒状

固含量/ %90.090.292. 4

相对分子质量/104251417002088

水解度/ %。26.426. 831. 0

不溶物含量/ %0. 1150. 1900. 140

残余单体/ %0. 00960.02100. 0430

筛网系数102.641 . 352. 5

水溶液粘度/(mPa •)76.648.262. 6

溶解速度/h<2<2<2

过滤因子1. 121. 221.13

 

本理化指标全部超过普通超高分子量聚丙烯酰胺(配 液用水为模拟大庆清水，主要水质数据见表2)。

1.2不同水质下的粘度

利用布氏粘度计(LVT ,UL ,7. 34s- 4在相关油藏 温度条件下，梳形聚丙稀酰胺的特性及应用，分别测定了两种超高分子量聚丙烯酰胺 及KYPAM在不同模拟水样(水质数据见表2)中的溶 液粘度(样品浓度为1g/L),测试结果见表3。从测试 数据可以看出，KYPAM在各种条件下的粘度均高于 超高分子量聚丙烯酰胺,超幅达22 %〜81 %,且其矿 化度越高，粘度超幅度越大。

表2几种模拟水的主要水质数据

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

模拟水样矿化度

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

大庆清水100015

大庆污水400060

胜利孤东(孤岛)污水5700105

胜利胜坨污水19334514

大港港东污水502425

大港关195污水21636476

模拟海水330003000

大庆复合驱水大庆清水中加入1. 2%NaOH

表3不同水质下聚合物的粘度

值远大于超高分子量聚丙烯酰胺，说明KYPAM在盐 水中的增稠能力高于超高分子量聚丙烯酰胺。

表4聚合物在模拟大庆污水中的流变参数

Table 4 Rheologica parameters of polymer in simulated

Daqing'waste water

流变参数大庆2B838日本 MO〇4000KYPAM

n0.38840. 46930. 3869

k0.22510. 16190. 3115

1.4剪切稳定性

聚合物注入地层要经受混调、泵送等多种剪切作 用，致使聚合物分子降解和粘度下降而影响驱油效果。 因此，聚合物的剪切稳定性是检验聚合物质量的一个 重要指标。为此，梳形聚丙稀酰胺的特性及应用，采用浓度为1 g/L的聚合物溶液在 无菌搅拌器中及40V的电压下,低档搅拌剪切30min, 分别对日本生产的聚丙烯酰胺MO〇4000、大庆2B838 及KYPAM进行了模拟大庆油田条件下的聚合物剪 切稳定性测试，测试方法参照大庆石油管理局企业标 准:Q/DQ 0977-1996《驱油用聚丙烯酰胺》，结果见表 5。从中看出KYPAM的抗剪切性能高于普通聚丙烯 酰胺(2B838 和 MO-4000)。 

表5聚合物溶液的剪切稳定性 

大港关 195 污水(73 t) —8. 713. 1—/ 50

胜利孤东污水(70 t) —14. 524. 4—/ 68

胜利胜坨污水(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/ %

水质类型大庆

2B838日本MO- 4000KYPAM(大庆/

曰本）

大庆清水(4548. 262. 676. 658/22

大庆污水(45 〇26.227. 847. 581/70

大庆复合驱水(4515.716. 226. 669/64

大港港东污水(58—23. 834. 2—/ 43

Table 5 Shear stablility of polymer solution

模拟采油六厂污水中的模拟大庆清水中的

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

/%

大庆 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流变性

用德国哈克公司的RS150可控应力流变仪分别 测定了两种超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在模拟 大庆污水条件下的流变性参数（见表4)。由表4可 知，KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺的《值均小于 1,说明KYPAM和超高分子量聚丙烯酰胺同属假塑 性流体。《值越小,聚合物的假塑性越强，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，说明KYPAM在盐水中比超高分子量聚 丙烯酰胺更不易卷曲，其抗盐能力强。KYPAM的左

1.5热稳定性

分别测定了超高分子量聚丙烯酰胺及KYPAM在 不同矿化度条件下聚合物的热稳定性。从图1和图2 的结果看到,KYPAM在不同矿化度条件下的溶液粘度 稳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应用，KYPAM 具有抗盐特性，用于聚合物驱时可以节约大量宝贵的淡 水资源，可直接使用污水配制聚合物;用于复合驱时，可 以大大降低驱油成本，提高复合驱的经济效益。

1.6溶液的弹性

采用辽河油田锦16块地层水（含盐度为3770 mg/L、硬度为 218mg/L、NaHCO3 型）配制了 0. 2 %梳 形聚丙烯酰胺溶液和日本产普通超高分子量聚丙烯酰 胺MO-4000溶液。

交联性能

将梳形聚丙烯酰胺与普通超高分子量聚丙烯酰胺 进行相同条件下的交联试验对比，其中50 C下的试验 为模拟长庆油田条件，矿化度为2. 3 %NaCl + 1. 7 % CaCh; 65 CT的试验为模拟海上油田条件，矿化度为 3 %NaCl + 0. 3 %CaCl2。结果见表6。可以看到，达到 相同凝胶强度时，采用梳形聚丙烯酰胺比采用普通超 

表6聚合物的交联性能

Table 6 CTosslinking performance of polymer solution

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

交联剂0.2%KL0. 2 %KL0.2%KL0. 2 %KL

1hDDCC

2hFEEC

凝50 t20hGG(开始析出水）E(晃后韧性下降）D(晃后降为A)

胶7dG析出水为15mLE(析出水1 mL)—

强37dG———

度1hGDDD

代2hGGED

码65 t20hGG(析出水5mL)E(晃后韧性下降）D(晃后降为A)

7dG析出水 15mLC(析出水10mL)—

37dG———

注:表中A为未形成凝胶；B为高度流动凝胶；C为可流动凝胶；D为中等流动凝胶；E为几乎不流动凝胶；F为高度可形变 的不流动凝胶；G为中等可形变的不流动凝胶;H为轻微可形变的不流动凝胶;I为刚性凝胶。

 

高分子量聚丙烯酰胺减少用量1/3 ,这样大幅度地节 约了调剖作业的成本。

2 KYPAM抗盐聚合物的现场应用

2. 1实例1

2001年5月在大庆油田采油六厂北西块的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，累积注入聚合物干粉 4047t ,在注聚合物第3个月开始见效,见效最明显的 采油井综合含水率由93. 3 %下降到26 %,试验区平均 综合含水下降了 38. 9 %,并保持继续下降的趋势。比 同样生产条件下但由清水配制聚合物的矿场效果提高 一倍(平均综合含水率下降了 20%)。比用大庆产聚 丙烯胺节约用量1223t (30 %),节约资金1606万元。 节约清水238万t,节省费用833万元。

2. 2实例2

大庆油田杏二区中部三元复合驱工业性试验区自 2001年5月1日投注以来，梳形聚丙稀酰胺的特性及应用，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，累积注入 聚合物干粉1326t。到2001年底9 口中心采油井全部 见效，与水驱结束时对比,产油由43t/ d上升到134 t/ d, 增油91t/ d,综合含水率由95. 4 %下降到72. 2 %。其 中，综合含水率下降幅度大于30 %以上的油井有4 口， 下降幅度最大的达到了 64.8%。全区有18 口油井见 效，占总井数的66. 7 %。与使用大庆产聚丙烯酰胺相 比，节约用量570t(43 %),节约费用788万元。

2. 3实例3

胜利油田胜坨聚合物驱工业性试验区，总矿化度 为 19.334g/L ,其中 Ca2 +质量浓度为 412mg/L , Mg2 + 质量浓度为102mg/L ,地层温度为80 C,试验区原 采用日本MO〇t000超高分子量聚丙烯酰胺，2001年 开始采用梳形聚丙烯酰胺替代进口产品。在相同条件 下粘度提高了一倍。2002年4月在相同条件下，对 2个注入站（85 Q进行了梳形聚丙烯酰胺与日本 MO〇t000超高分子量聚丙烯酰胺对比试验，日本 MO〇t000超高分子量聚丙烯酰胺用量为11t/d,而 KYPAM用量为7t/d (节约用量36%)。截至2002 年10月，累积注入KYPAM干粉1236. 8t,节约费 用1148万元。现有4 口油井见效，产油量由14. 3t/d 上升到52. 9t/d,上升了 38. 6t/日，综合含水率由 93. 9 %下降到 84. 9 %,下降了 9 %,注 MO-4000 的 1#配制站区，注聚合物后注入压力上升了 2. 25MPa; 注KYPAM的2#配制站区，注聚合物后注入压力上 升了 3.55MPa,比1#配制站区注入压力增幅高出 1. 3MPa。

结论

(1)A油田低阻油层主要由3种因素引起：梳形聚丙稀酰胺的特性及应用，①油 层中富含粘土矿物蒙脱石和伊蒙混层；②油层中存在 大量微孔隙导致了高的束缚水饱和度；③油层中黄铁 矿的存在。3种因素均导致了油层电阻率的降低。

⑵储层的孔隙度为16. 5 %〜28. 2 %,但是渗透 率较低，一般小于0. 03pm2,这主要是由储层岩石的颗 粒较细和粘土含量较高引起的。

(3)CT扫描和SEM分析有助于研究岩石内部的 微观结构、孔隙以及矿物的分布。

(4)地层因素与孔隙度的实验结果表明,低阻油 层的孔隙度指数仅为0. 530 ,而a值则为6. 363。

^电阻增大率与含水饱和度的实验结果表明， 两者在双对数坐标系中存在明显的非线性关系，且《 值较低，为1. 01〜1. 10。经阳离子交换量校正后的《 值明显增大为1.56〜1.65。在储层的饱和度评价过 程中，应选择合理的参数，以达到正确评价的目的。