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聚丙烯酰胺聚合物作为油田驱油剂所存在的问题。聚丙烯酰胺聚合物作为油田驱油剂在运用中,虽然聚合物驱已形成了较为完善的配套工艺技术,但遇到的问题也逐渐增多。聚丙烯酰胺高温易水解,高温高盐情况下易从溶液中沉淀出来,溶液粘度对温度和盐度非常敏感,在高温高盐环境中溶液的保留粘度很低,受地层的剪切作用粘度下降也很大。所以,聚丙烯酰胺聚合物溶液粘度的稳定性一直是影响聚合物驱的关键问题。
另外,这种方法需要的地面设施复杂,要建注聚站;微量污染和凝胶会引起地层堵塞;聚丙烯酰胺聚合物驱后油藏的渗透率降低;注入的聚合物质量要求高,与地层水及其添加剂配伍性好,要有长期的热稳定性、化学稳定性和生物稳定性;对于高温高盐油田,实施聚合物驱困难和风险较大。
同时,在聚丙烯酰胺聚合物驱油大力推广时,也有些矿场试验没成功,其原因很多,可动油饱和度低、原油粘度高以及地面处理问题等,其中水质不达标也是造成矿场试验失败的一个重要因素。
聚丙烯酰胺在为油田生产提高采收率的同时,对其采出液的处理遇到很大问题。注入地层的聚丙烯酰胺随原油/水混合液进入地面油水分离与水处理终端,大幅提高了混合液的粘度和乳化性,使油水分离难度加大,造成采出水含油量严重超标。聚丙烯酰胺对环境的直接影响是油田生产过程中部分污水外排。由于油田配制聚丙烯酰胺需要新鲜水和以及部分低渗透地层,使部分含有较高浓度的聚丙烯酰胺采出水外排。绝大多数的聚丙烯酰胺进入地下油层,由于地层结构原因,很难避免其渗透到地下水层。聚丙烯酰胺在地面水体和地下水中的长期滞留,必将对当地水环境造成潜在的危害。
聚丙烯酰胺本身是安全无毒的,但是其单体丙烯酰胺是一种有毒化学物质,对其毒性国内外已经进行了大量的研究。对于环境中的丙烯酰胺浓度各国都有相应的法律法规:美国职业安全与卫生法(OSHA) 规定职业接触标准是空气中丙烯酰胺的阈值-时间加权平均(TLA-TWA) 为0.3mg·m-3,英国规定饮料中丙烯酰胺含量<0.25×10-6g·L-1,日本规定向河水中排放丙烯酰胺含量<10×10-6g·L-1;我国费渭泉等提出,丙烯酰胺在水中的剩余浓度<10x10-6g·L-1.由于其良好的水溶性,排入环境的丙烯酰胺基本上进入地面水体和地下水中。
丙烯酰胺长期与皮肤接触可引起皮炎,直接接触可引起眼睛发炎;过分曝露于高浓度蒸汽700mg·kg-1中导致眼睛和呼吸道感染,会引起头痛、头昏、嗜睡和对其他中枢神经系统造成影响甚至死亡,吸入微量丙烯酰胺会引起严重的肺部伤害甚至死亡。动物试验结果显示,丙烯酰胺是一种可能致癌物。职业接触人群的流行病学观察表明,长期低剂量接触丙烯酰胺会出现嗜睡、情绪和记忆改变、幻觉和震颤等症状,伴随末梢神经病(手套样感觉、出汗和肌肉无力)。
残留在环境中的聚丙烯酰胺会发生缓慢降解,包括物理降解(热降解、机械剪切作用)、化学降解(水解、氧化以及催化氧化)和生物降解(微生物酶解),释放出有毒的丙烯酰胺单体,这将给当地环境带来巨大的长期的影响。
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