Полимерное заводнение в условиях высокой температуры и высокой минерализации: выбор типа и химического состава полимера, термическая стабильность

После 50 лет исследований и многочисленных коммерческих промысловых применений во всем мире полимерное заводнение считается проверенной технологией повышения нефтеотдачи (EOR). Однако до недавнего времени его применение ограничивалось месторождениями с температурой не выше 100 °C. Разработка полимеров, способных выдерживать жесткие условия, характерные, например, для карбонатных коллекторов Ближнего Востока — температуру выше 100 °C и минерализацию до 280 г/л, — позволила бы вовлечь в разработку значительные запасы. В статье рассматриваются термическая стабильность, ограничения и области применения биополимеров и полимеров на основе акриламида. По-видимому, новый класс сополимеров на основе акриламида с высоким содержанием 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната (AMPS) отвечает основным критериям для широкомасштабной закачки на промысле: промышленной доступности, умеренной стоимости, термической стабильности (представлены результаты испытаний на старение, показывающие сохранение 80% вязкости после 3 лет при 120 °C в жесткой пластовой воде) и способности распространяться в широком диапазоне проницаемостей за счет подбора молекулярной массы. Разработанная авторами ранее модель вязкости применена для сравнения загущающей способности частично гидролизованных полиакриламидов (HPAM) и полимера с высоким содержанием AMPS (SAV10). Последний обладает большей устойчивостью к минерализации, особенно в присутствии двухвалентных катионов, и лучшей загущающей способностью при повышенной температуре. Модель успешно применяется для прогнозирования вязкости при высокой температуре по измерению вязкости при температуре окружающей среды. После рассмотрения влияния CO2 и H2S на вязкость и деградацию показано, что вязкость SAV10 не чувствительна к pH и должна оставаться постоянной независимо от содержания CO2. Эта нечувствительность к pH рассматривается как преимущество: предложен метод минимизации окислительной деградации растворов, отбираемых вручную на промысле.