基于超支化聚酰胺胺共聚物用作海上重油降粘剂

根据国际能源署的数据，随着全球疫情的消退，全球石油需求将从2021年开始大幅增加，预计到2026年将增加1310万桶/天。然而，单纯依靠常规轻质原油难以满足日益增长的需求，因此提高稠油采收率是满足需求的必经之路。重油资源广泛分布在委内瑞拉、加拿大、美国、中国、巴西等国，总储量超过1万亿吨，是常规原油储量的两倍多中国渤海油田是海上稠油储量最丰富的油田，粘度大于350 cP的稠油已探明储量占27%。目前，采用热采技术的采收率仅为18%。而对于稠油粘度在50 ~ 10000 cP之间的渤海稠油油藏，冷采技术是较为常用的开发方式，占稠油产量的84%。

聚合物驱是一种低成本的稠油冷采技术。经过多年的室内测试和现场应用在提高稠油采收率方面的有效性已得到认可。显然，聚合物驱的机理比较简单，主要是通过提高驱替相的粘度，降低水相的渗透率来改善不利流度比，从而提高原油的开采效果一般认为聚合物驱技术适用于地下原油粘度在200cp以下的稠油油藏，但随着技术和工艺的进步，冷采技术的应用范围逐渐扩大到稠油粘度在500 ~ 1000cp，甚至超过1000cp的稠油油藏。研究表明，具有较高残余阻力系数(RRF)的聚合物可以获得更高的采收率。在一定粘度下，无论是在均质岩心还是非均质岩心中然而，一味提高聚合物粘度和RRF来应对原油粘度的增加，可能会导致注入压力增加、经济效益降低等问题。因此，在将聚合物粘度和RRF保持在合理范围内的同时，如何进一步改善聚合物的性能成为其在高粘度原油驱油中应用的关键。

西南石油大学施雷庭教授团队探讨了用于提高海上稠油采收率的新型聚合物驱剂-超支化共聚物HVR的功能单体选择和最佳合成条件。最后对HVR作为聚合物驱油的应用前景进行了评价。通过实验和分子模拟，筛选出渤海稠油功能单体AOS和OP-10，二者降粘率均在90%以上。此外，相互作用能计算结果表明，AOS和OP-10更容易自发分散沥青质聚集。采用正交设计法探讨了各种因素对HVR合成的影响，确定了最佳合成条件。合成HVR的最佳条件为：聚合浓度为30 wt %，引发剂用量为1 wt %，引发温度为50℃，体系pH为7；OP-10与AOS的摩尔比为1:1，总质量分数为29.9 wt %；AM和AA的总量占79.9 wt %，摩尔比为6.5:3.5；3.0 G PAMAM占0.2% wt %。此外，在岩心驱油试验中，HVR表现出良好的流动性控制能力，显著提高了稠油采收率。当原油粘度为350和500 cP时，注入0.3 PV的HVR可以分别提高21.96%和16.04%的采收率。值得注意的是，HVR的额外采收率比常规疏水缔合聚合物高出7%以上。这些发现凸显了HVR作为一种新型聚合物提高稠油采收率的潜力。

文献来源：Mao Chen, Leiting Shi,* Zhongbin Ye, Shanshan Zhu, Xiao Wang, Xuwei Liang, Zheng Shu, and Hong Chen. Hyperbranched Copolymer as a Viscosity Reducer for Off shore Heavy Oil:From Optimization to Application. Energy Fuels 2023, 37, 11807-11819.