综述:聚合物及其衍生物在提高原油采收率中的综合评述

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Journal of Environmental Chemical Engineering 7.4

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  这篇综述系统探讨了生物聚合物(如黄原胶Xanthan gum、瓜尔胶Guar gum)和合成聚合物在提高原油采收率(EOR)中的应用,重点分析了其改性策略(如接枝共聚、纳米复合功能化)对高温高盐油藏的适应性,并对比了两者的环境与经济性差异。文章为平衡全球能源供需提供了聚合物筛选标准(温度<90°C、盐度<100,000 ppm)和技术优化方向。

  

ABSTRACT
全球能源需求激增推动原油增产技术发展,提高采收率(EOR)技术成为关键解决方案。传统方法仅能开采约50%的原油储量,而聚合物驱油通过增加驱替液粘度、改善波及效率,成为经济可行的选择。生物聚合物因其环境友好性和成本优势崭露头角,但面临微生物降解和剪切稳定性挑战。

Introduction
原油仍占全球能源结构的85%,但供需失衡(2023年日产量95百万桶vs消费101百万桶)亟需高效EOR技术。聚合物驱通过调节流变特性(如黄原胶的假塑性)控制水窜,其效果受油藏温度、盐度(尤其Ca2+
浓度<500 ppm)、渗透率(>50 mD)等参数制约。

Improved oil recovery using polymers

  • 生物聚合物:源自微生物/植物的多糖(如纤维素、韦兰胶Welan gum),具有生物降解性但易受热氧化破坏。
  • 合成聚合物:含羧酸/酰胺基团(如部分水解聚丙烯酰胺HPAM),耐极端条件但成本高且难降解。
    改性技术如酯化反应和交联水凝胶可增强性能——例如热增粘生物聚合物在93°C油藏中粘度提升300%。

Cost & Environmental impact
每吨改性生物聚合物成本比合成品低15-20%,但纳米复合功能化工艺仍昂贵。不可降解合成聚合物可能造成水生毒性,而黄原胶衍生物在28天内降解率达90%。

Future prospects
前沿研究聚焦 chemo-selective 改性聚合物,通过乳化作用(IFT降至10-2
mN/m级)和润湿性改变(接触角>120°)协同提高采收率。印度ONGC等机构正测试新型接枝共聚物在海上油田的应用。

Conclusion
生物聚合物改性技术突破将推动EOR向绿色化发展,但需解决规模化生产的成本瓶颈。未来5年,智能响应型聚合物(如pH/温度双敏感材料)可能成为研究热点。

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