Paggamit sa Polyacrylamide sa Oilfield Industry

Ang Polyacrylamide (PAM), usa ka daghang gamit nga polimer, lig-on nga nagtukod sa kamahinungdanon niini sa industriya sa lana. Ang taas nga gibug-aton sa molekula niini, inubanan sa abilidad nga ipahiangay sa anionic, cationic, ug non-ionic nga mga variant, naghatag niini og talagsaon nga mga kabtangan. Kini nga mga kinaiya naghimo sa PAM nga kinahanglanon sa usa ka spectrum sa mga operasyon sa oilfield, nga hinungdanon nga nakatampo sa gipaayo nga pagbawi sa lana, na-optimize nga pasundayag sa fluid sa drill, ug epektibo nga pagtambal sa tubig.

1. Enhanced Oil Recovery (EOR)​

1.1 Mekanismo sa Polymer Flooding​

Sa pagtinguha sa pag-maximize sa pagkuha sa lana, ang pagbaha sa polymer nga adunay polyacrylamide mitumaw isip usa ka kaylap nga gisagop nga teknik. Ang nag-unang gimbuhaton sa PAM niini nga proseso mao ang pagdugang sa viscosity sa gi-injected nga tubig. Sa usa ka tipikal nga senaryo sa reservoir, kung ang tubig nga wala’y PAM gi-injected, ang medyo ubos nga viscosity hinungdan nga kini paspas nga modagayday sa mga high-permeability zone. Gipakita sa panukiduki nga hangtod sa 70% sa na-injected nga tubig mahimong maka-bypass sa mga low-permeability nga mga rehiyon diin nagpabilin nga natanggong ang daghang lana. Bisan pa, kung gipaila ang PAM, kini nagporma usa ka viscous nga solusyon. Ang tag-as nga kadena nga mga molekula sa polimer nalambigit, nga nagdugang sa pagsukol sa pag-agos. Gipugos niini ang gi-injected nga tubig sa pag-divert sa mga low-permeability zone. Gipakita sa mga pagtuon sa laboratoryo nga kini nga diversion mahimong mosangput sa pagtaas sa pagbawi sa lana hangtod sa 15 - 20% kung itandi sa pagbaha sa tubig nga wala ang PAM.​

[Isulod ang Figure 1 dinhi: Usa ka schematic diagram nga nagpakita sa agos sa tubig nga adunay ug walay PAM sa usa ka reservoir. Ang wala nga bahin nagpakita sa tubig nga nag-una nga nagdagayday pinaagi sa high-permeability channels nga walay PAM, ug ang tuo nga bahin nagpakita sa mas uniporme nga pag-apod-apod sa tubig nga adunay PAM sa taas ug ubos nga permeability zones.]​

1.2 Pagkontrol sa Kalihokan

Ang PAM adunay hinungdanon nga papel sa pagkontrol sa paglihok, nga hinungdanon alang sa episyente nga pagbalhin sa lana. Ang mobility ratio (M), nga gihubit ingon ang ratio sa paglihok sa nagbalhinbalhin nga pluwido (gi-injected nga tubig) ngadto sa paglihok sa nabalhin nga pluwido (lana), usa ka yawe nga parameter. Ang usa ka taas nga ratio sa paglihok sagad nga moresulta sa pag-finger, diin ang gi-injected nga tubig naporma nga sama sa tudlo nga mga agianan pinaagi sa lana, nga nagdala sa dili maayo nga pagkaayo sa pagbalhin. Pinaagi sa pagdugang sa viscosity sa gi-injected nga tubig, ang PAM epektibo nga makunhuran ang ratio sa paglihok. Pananglitan, kung ang paglihok sa lana mao ang μo/ko (diin ang μo mao ang viscosity sa lana ug ang ko mao ang permeability sa lana) ug ang paglihok sa gi-injected nga tubig kay μw/kw (diin ang μw mao ang viscosity sa tubig ug ang kw mao ang permeability sa tubig), ang pagdugang sa PAM mahimong motaas sa μw sa daghang pilo. Gipakita sa mga aplikasyon sa kapatagan nga ang pagkunhod sa ratio sa paglihok makapauswag sa kahusayan sa pagsilhig sa 25 - 30%, pagsiguro sa usa ka labi ka lig-on ug episyente nga pagbalhin sa lana.​

1.1 Polimer nga Pagbaha

Ang pagbaha sa polimer kay usa ka kaylap nga gisagop nga teknik sa EOR, ug ang mga acrylamide polymers anaa sa kasingkasing niini nga proseso. Sa pagbaha sa polimer, ang mga polymer nga acrylamide nga matunaw sa tubig gi-inject sa oil reservoir kauban ang tubig. Kini nga mga polimer nagdugang sa viscosity sa gi-injected nga tubig, sa ingon nagpauswag sa kahusayan sa pagsilhig. Samtang ang labi ka lapot nga tubig nagbaha sa reservoir, mas maayo nga mabalhin ang lana nga natanggong sa porous nga mga pormasyon sa bato. Ang tag-as nga kadena nga kinaiya sa mga acrylamide polymers nagtugot kanila sa pagsal-ot sa mga molekula sa tubig, pagpauswag sa katakus sa tubig sa pagduso sa lana padulong sa mga atabay sa produksiyon. Nagresulta kini sa pagtaas sa rate sa pagbawi sa lana, nga naghimo sa acrylamide polymers nga usa ka bililhon nga asset sa mga operasyon sa EOR

1.2 Pagkontrol sa Kalihokan

Ang mga polymer nga nakabase sa Acrylamide adunay hinungdanon usab nga papel sa pagkontrol sa paglihok sa panahon sa EOR. Sa mga heterogenous nga mga reservoir, adunay kalagmitan nga ang gi-injected nga pluwido moagi sa mga high-permeability zones, nga magbilin sa usa ka mahinungdanong kantidad sa lana sa mga low-permeability nga mga rehiyon. Pinaagi sa pag-adjust sa viscosity sa injected fluid gamit ang acrylamide polymers, ang mobility ratio tali sa injected fluid ug sa oil mahimong ma-optimize. Kini nagsiguro sa usa ka labaw nga uniporme nga pag-apod-apod sa gi-injected fluid sa tibuok reservoir, pagpalambo sa kinatibuk-ang oil displacement efficiency. Pananglitan, ang mga crosslinked nga acrylamide polymers mahimong gidisenyo nga adunay usa ka piho nga rheological nga pamatasan, nga makatabang sa pagbalhin sa agos sa gi-inject nga pluwido ngadto sa dili kaayo maabut nga mga lugar sa reservoir.

2.Drilling Fluid Additive

​

2.1 Pagkontrol sa Viscosity ug Rheology

Atol sa mga operasyon sa drilling, ang pagmintinar sa tukma nga viscosity ug rheology sa drilling fluid mao ang labing importante. Ang polyacrylamide nagsilbing usa ka epektibo nga viscosifier. Sa usa ka drilling fluid system, ang mga molekula sa PAM nakig-interact sa mga solidong partikulo, sama sa mga lapok. Ang taas nga kadena nga istruktura sa PAM nag-adsorb sa ibabaw sa yuta nga mga partikulo, nga nagdugtong sa taliwala nila. Kini nga pagtipon sa mga partikulo pinaagi sa mga kadena sa PAM labi nga nagdugang sa viscosity sa drilling fluid. Ang usa ka tukma nga viscosity, kasagaran sa han-ay sa 30 - 60 centipoise alang sa kadaghanan sa mga operasyon sa drilling, gikinahanglan aron epektibong madala ang mga cuttings sa ibabaw. Makatabang usab kini nga malikayan ang pagkahugno sa wellbore pinaagi sa paghatag og igong presyur sa hydrostatic ug pagkontrol sa pagkawala sa fluid

[Isulud ang Figure 2 dinhi: Usa ka mikroskopiko nga pagtan-aw sa PAM nga nakig-uban sa mga partikulo sa yutang kulonon sa likido sa pag-drill. Ang mga kadena sa PAM gipakita nga nagkonektar sa daghang mga partikulo sa yuta nga kolonon, nga nagdugang sa kinatibuk-ang viscosity sa pluwido.]

2.2 Pagkontrol sa Pagkawala sa Fluid

Kung ang drilling pinaagi sa permeable formations, ang drilling fluid mahimong motuhop sa formation, hinungdan sa pagkunhod sa hydrostatic pressure sa wellbore ug potensyal nga pagkaguba sa formation. Ang PAM nagporma og filter nga cake sa bungbong sa wellbore. Anionic PAM, sa partikular, nakig-uban sa mga positibo nga charged ibabaw sa pormasyon. Kini nga filter nga cake naglihok isip usa ka babag, nga nagpamenos sa pagkawala sa fluid. Gipakita sa mga pagtuon nga ang paggamit sa PAM makapakunhod sa pagkawala sa fluid hangtod sa 50 - 60%, nga mapanalipdan ang integridad sa wellbore ug ang pagkaporma.

3.Pagtambal sa Tubig sa mga Oilfield

​

3.1 Flocculation sa Suspended Solids

Ang tubig nga gihimo sa oilfield sagad adunay gisuspinde nga mga solido, lakip ang balas, silt, ug mga tinulo sa lana. Ang polyacrylamide naglihok isip usa ka flocculant. Ang mga kargado nga grupo sa mga molekula sa PAM nakig-uban sa mga singil sa nawong sa mga gisuspinde nga mga partikulo. Ang cationic PAM, pananglitan, nagdani sa negatibo nga gikargahan nga gisuspinde nga mga solido. Ingon sa gipakita sa Figure 3, ang mga polymer nga kadena nagdugtong tali sa daghang mga partikulo, hinungdan nga sila natipon sa mas dagkong mga floc. Kini nga mga floc mahimong dali nga mabulag gikan sa tubig pinaagi sa sedimentation o mga proseso sa pagsala. Ang paggamit sa PAM sa flocculation makadugang sa kahusayan sa pagbulag sa mga gisuspinde nga solid sa 70 - 80%.

[Isulud ang Figure 3 dinhi: Usa ka diagram nga nagpakita sa proseso sa flocculation sa mga gisuspinde nga solido sa oilfield nga gihimo sa tubig sa PAM. Ang gagmay nga gisuspinde nga mga partikulo gipakita nga nagtipon ngadto sa dagkong mga floc ubos sa aksyon sa PAM.]​

3.2 Pag-dewatering sa Lana - Mga Emulsyon sa Tubig​

Ang oil-water emulsion kay kaylap sa mga operasyon sa oilfield. Ang PAM makaguba niini nga mga emulsion ug makapadali sa pag-dewatering. Ang polymer adsorbs sa oil-water interface, nga makabalda sa kalig-on sa emulsion. Pinaagi sa pag-usab sa interfacial tension ug pagpasiugda sa coalescence sa water droplets, ang PAM mitabang sa pagbulag sa water phase gikan sa oil phase. Kini nga pagbulag hinungdanon alang sa husto nga pagtambal ug paglabay sa gihimo nga tubig ug pagbawi sa mga bililhon nga sangkap sa lana.

Panapos

Ang mga aplikasyon sa polyacrylamide sa industriya sa oilfield lainlain ug halayo. Gikan sa pagpauswag sa pagbawi sa lana hangtod sa pagsiguro sa hapsay nga operasyon sa drilling ug epektibo nga pagtambal sa tubig, nahimo kini usa ka hinungdanon nga kemikal. Samtang ang industriya sa lana nagpadayon sa pagsuhid sa labi ka episyente ug malungtaron nga mga pamaagi sa pagkuha, ang pag-uswag ug pag-optimize sa mga aplikasyon sa polyacrylamide sa walay duhaduha magpabilin sa unahan sa panukiduki ug kabag-ohan.