高分子量聚丙烯酰胺(HPAM)作为三次采油的核心驱油剂,其分子量衰减直接影响驱油效率。剪切作用是导致HPAM分子量下降的关键因素之一,尤其在油藏复杂流动环境中,机械降
解会显著削弱其增黏和吸附能力,进而减少驱油xiao果。
研究表明,在高速剪切或机械搅拌条件下,HPAM的长链分子易发生断裂。例如,将HPAM溶液置于离心泵中搅拌数秒,其分子量可骤降75%;在岩心驱替实验中,当注入流量超过1
mL/min(剪切速率约137 s⁻¹)时,HPAM的黏度迅速下降,分子量在流量达20 mL/min(剪切速率2747 s⁻¹)时降到初始值的20.8%。这种衰减与剪切速率和时间呈正相关,且在低渗
透岩心(如0.25 μm²)中更为剧烈,因孔喉结构加剧了分子链的拉伸与断裂。
HPAM的驱油效能高度依赖其分子量和黏度。分子量衰减直接导致溶液黏度损失,削弱其在油藏中的流度控制能力。实验数据显示,当HPAM分子量从4.67×10⁶降到原值的12.6%(约
590 kDa)时,黏度同步下降到初始值的20%以下。黏度损失会减少聚合物溶液与原油的黏度差,减少驱替效率,zui终影响采收率。此外,分子链断裂后,HPAM的吸附行为可能从线
性伸展状态转为卷曲球状,进一步减少其在岩石表面的有效覆盖面积,削弱吸附滞留作用。
实际油藏中,剪切作用常与高温、矿化度及铁离子等协同加速HPAM降解。例如,在45℃下,HPAM溶液流经2.0 μm²岩心时,分子量在流量5 mL/min(687 s⁻¹)时已降到初始值的1/3
以下;若地层水中含铁离子(如2 mg/L FeCl₃),黏度可在4小时内骤降78%。高温(如80℃)会进一步促进游离基链式反应,使分子量在数小时内从2100万降到760万。这种复合降解
效应在高温高盐油藏中尤为显著,导致驱油剂性能快速失效。
为缓解剪切降解的影响,需优化注入工艺,如采用低剪切泵和缓速注入技术,减少流动过程中的机械能输入。同时,河南博源研发的抗剪切型HPAM(如交联聚合物或支化结构)可提高
分子链稳定性。此外,实时监测采出液中HPAM的分子量和黏度变化,结合数值模拟预测降解规律,有助于动态调整驱油方案。
综上,剪切作用引发的分子量衰减是HPAM驱油效能下降的核心原因之一。河南博源通过工艺改进与材料创新,可有效延长驱油剂的使用寿ming,提高三次采油的经济效益。
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