استخدام البولي أكريلاميد في صناعة البترول

بولي أكريلاميد هو مركب بوليمر خطي قابل للذوبان في الماء ذو وزن جزيئي نسبي مرتفع وقابلية جيدة للذوبان في الماء. وهو مركب البوليمر القابل للذوبان في الماء الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. في البتروكيماويات، يعد البولي أكريلاميد (PAM) مادة مضافة متعددة الوظائف تلعب دورًا مهمًا في سائل الحفر وسائل غسل الآبار وحقن المياه واستخلاص النفط.

ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في التطبيقات الخمسة التالية:

1. استخدام البولي أكريلاميد في استخلاص النفط الثلاثي
تلعب خصائص PAM للتكثيف والتلبد والريولوجية للسوائل دورًا مهمًا في استخلاص النفط. يتم استخدامه على نطاق واسع في الحفر، وسد المياه، والتحمض، والتكسير، وغسل الآبار، والإكمال، وتقليل السحب، ومنع الترسبات، واستعادة النفط. بشكل عام، يهدف استخدام PAM إلى تحسين معدل استخلاص النفط.

في طريقة استخلاص النفط الثالث لتحسين استخلاص النفط، يتمثل دور البولي أكريلاميد في ضبط ريولوجيا الماء المحقون، وزيادة لزوجة سائل الدفع، وتحسين وتيرة مسح دفع الماء، وتقليل نفاذية الطور المائي في التكوين، وتمكين الماء والزيت من التدفق للأمام بسرعة موحدة. يهدف غمر البوليمر إلى زيادة لزوجة الماء المحقون وتحسين نسبة حركة الزيت إلى الماء عن طريق إضافة كمية معينة من بولي أكريلاميد عالي الوزن الجزيئي إلى الماء المحقون. بسبب امتصاص وتكامل جزيئات البولي أكريلاميد بواسطة طبقة الزيت، يتم تقليل نفاذية الطبقات ذات النفاذية العالية والمتوسطة أو الطبقات المغمورة بالمياه العالية والمتوسطة، وتزداد مقاومة اختراق الماء المحقون، ويزداد امتصاص الماء للطبقات ذات النفاذية المنخفضة أو الطبقات المنخفضة ولكن غير المغمورة بالمياه، يتم توسيع نطاق المياه المحقونة على مستوى طبقة النفط وسمك غمر المياه في الاتجاه الرأسي لطبقة النفط، وبالتالي توسيع حجم غمر المياه، وإزاحة النفط الخام غير المستخدم أثناء غمر المياه، وتحقيق غرض تحسين استخلاص النفط الخام. وفي المتوسط، يمكن لكل طن من PAM أن يزيد إنتاج النفط الخام بمقدار 179.7 طنًا.

في مجال حقول النفط، الأنيونات الأحدث و PAM الكاتيوني يمكن استخدامها لحماية المياه الجوفية المحقونة من الاختراق من الحفرة الأساسية وجمع النفط الخام واستعادته، وتحسين الكفاءة الاقتصادية لإنتاج آبار النفط، والسيطرة على تسرب المياه إلى طبقة النفط.

2. بولي أكريلاميد كعامل سد للمياه
أثناء عملية إنتاج حقول النفط، وبسبب تباين الجيولوجيا، تحدث مشاكل غمر المياه في كثير من الأحيان، مما يتطلب انسداد المياه. والجوهر هو تغيير حالة تسرب المياه في التكوين لتحقيق غرض تقليل إنتاج مياه حقول النفط، والحفاظ على طاقة التكوين، وتحسين معدل الاسترداد النهائي لحقل النفط. تتمتع عوامل سد الماء الكيميائية المصنوعة من مادة البولي أكريلاميد بانتقائية نفاذية الزيت والماء. يمكن تقليل نفاذية الزيت بنسبة تصل إلى 10%، في حين يمكن تقليل نفاذية الماء بنسبة تزيد عن 90%. لا تتوفر ميزة سد المياه الانتقائي في عوامل سد المياه الأخرى. عادة، يتم اختيار الوزن الجزيئي النسبي المناسب للبولي أكريلاميد وفقًا لنوع التكوين. بالنسبة لطبقات النفط ذات التجانس الجيد والنفاذية المتوسطة العالية، يمكن اختيار بولي أكريلاميد ذو وزن جزيئي نسبي متوسط (5 مليون إلى 7 ملايين)؛ بالنسبة لطبقات النفط المكسورة ذات نفاذية الصخور الأساسية المنخفضة أو طبقات النفط ذات التغيرات الكبيرة في النفاذية، يمكن اختيار بولي أكريلاميد ذو الوزن الجزيئي النسبي العالي (أكثر من 10 ملايين).

يمكن استخدام بولي أكريلاميد بدون تشابك، ولكن يمكن تشابكه مع أملاح الألومنيوم، وأملاح الكروم، وأملاح الزركونيوم، وما إلى ذلك لتكوين مواد هلامية. يمكن أيضًا إضافة بعض الراتنجات لتشكيل شبكة بوليمرية قابلة للذوبان بشكل متبادل لجعلها أكثر مقاومة لدرجة الحرارة. يمكن أيضًا استخدام PAM لضبط ملف امتصاص الماء في التكوين وسد المسام الكبيرة، وقد تم تحقيق نتائج جيدة في الممارسة العملية.

3. بولي أكريلاميد كمنظم لسائل الحفر
كمنظم لسائل الحفر، غالبًا ما يتم استخدام بولي أكريلاميد المتحلل جزئيًا (HPAM)، والذي يتم الحصول عليه عن طريق التحلل المائي لبولي أكريلاميد. وظيفتها هي ضبط ريولوجيا سائل الحفر، وحمل القطع، وتزييت لقمة الحفر، وتقليل فقدان السوائل، وما إلى ذلك. يتمتع سائل الحفر المحضر باستخدام PAM بثقل نوعي منخفض، مما يمكن أن يقلل الضغط والانسداد على طبقة النفط والغاز، ويجعل من السهل العثور على طبقة النفط والغاز، وهو مناسب للحفر. سرعة الحفر أعلى بنسبة 19% من سرعة سائل الحفر التقليدي وأعلى بحوالي 45% من سرعة الحفر الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يمكن أن يقلل بشكل كبير من حوادث انحشار الحفر، ويقلل من تآكل المعدات، ويمنع تسرب الآبار وانهيارها.

4. بولي أكريلاميد كمادة مضافة لسوائل التكسير
تعد تكنولوجيا التكسير إجراءً مهمًا لزيادة الإنتاج في تطوير الطبقات الكثيفة في حقول النفط. تُستخدم سوائل التكسير المصنوعة من بولي أكريلاميد الميثيلين المتشابك على نطاق واسع نظرًا للزوجة العالية والاحتكاك المنخفض والقدرة الجيدة على تعليق الرمل وفقدان الترشيح المنخفض وثبات اللزوجة الجيد وبقايا أقل وإمدادات واسعة وتكوين مريح وتكلفة منخفضة.

أثناء عملية التكسير والتحمض، يتم تكوين بولي أكريلاميد في محلول مائي بتركيز 0.01%-4%، ويتم ضخه إلى التكوين تحت الأرض لكسر التكوين. ال محلول بولي أكريلاميد له تأثير في تكثيف وحمل الرمال وتقليل فقدان سائل التكسير. وفي الوقت نفسه، يتمتع البولي أكريلاميد أيضًا بتأثير تقليل السحب، وبالتالي تقليل فقدان الضغط أثناء النقل.

5. بولي أكريلاميد كعامل لمعالجة مياه حقول النفط
يعد البولي أكريلاميد ومشتقاته فئة مهمة من المواد المتخثرة البوليمرية العضوية الاصطناعية. بالمقارنة مع المواد المتخثرة غير العضوية التقليدية، يتمتع البولي أكريلاميد بمزايا التنوع الواسع وكفاءة التخثر العالية وبقايا الطين الأقل. يمكن استخدامه كمادة متخثرة وعامل تجفيف الحمأة وعامل مضاد للترسبات لمعالجة مياه الصرف الصحي في حقول النفط.