С непрерывным развитием нетрадиционной разведки нефти и газа, сланцевая нефть и газ становятся все более важными компонентами мирового энергоснабжения. По сравнению с традиционными месторождениями, сланцевые формации характеризуются низкой пористостью, сверхнизкой проницаемостью и сложными геологическими структурами, что предъявляет более высокие требования к процессам бурения, гидравлического разрыва пласта и очистки добытой воды. В этом контексте высокоэффективные нефтепромысловые химикаты играют решающую роль, среди которых полиакриламид (ПАА) является одним из наиболее широко используемых функциональных полимеров при разработке сланцевой нефти и газа.

Во время буровых работ сланцевые формации часто очень чувствительны к воде и подвержены гидратации, дисперсии и нестабильности ствола скважины. ПАА обычно используется в системах буровых растворов на водной основе для улучшения реологических свойств за счет увеличения вязкости и усиления эффекта разжижения при сдвиге. Это помогает более эффективно суспендировать и транспортировать буровой шлам, уменьшая осаждение твердых частиц. Кроме того, ПАА способствует контролю потерь жидкости и образованию фильтрационной корки, минимизируя проникновение фильтрата в пласт и улучшая устойчивость ствола скважины.

В операциях гидравлического разрыва пласта ПАА широко применяется в системах slickwater и некоторых системах жидкостей для разрыва пласта. ПАА с подходящей молекулярной массой может значительно снизить сопротивление трению в трубах и трещинах, обеспечивая высокие скорости закачки при относительно низком давлении насоса. Это способствует эффективному распространению трещин. Кроме того, ПАА может поддерживать приемлемые вязкоупругие свойства в условиях высоких сдвиговых нагрузок, обеспечивая эффективную суспензию и транспортировку проппанта, что необходимо для улучшения проводимости трещин.

По мере расширения разработки сланцевой нефти и газа, обработка обратной и добытой воды стала серьезной операционной проблемой. Эти потоки сточных вод обычно содержат высокие уровни взвешенных твердых веществ, высокую соленость и сложные химические составы. ПАА обычно используется в качестве флокулянта в процессах очистки воды, где он способствует быстрой агрегации и осаждению мелких частиц посредством механизмов мостикообразования и нейтрализации заряда. Выбирая подходящую молекулярную массу и ионные типы, ПАА может значительно повысить эффективность разделения твердой и жидкой фаз, обеспечивая повторное использование воды или ее соответствие требованиям сброса.

В целом, полиакриламид играет жизненно важную роль на нескольких этапах разработки сланцевой нефти и газа, включая бурение, гидроразрыв пласта и очистку сточных вод. Его применение способствует повышению операционной эффективности, снижению затрат и более устойчивому освоению ресурсов. По мере того, как сланцевые пласты становятся более сложными, требования к производительности продуктов ПАА будут продолжать расти, подчеркивая его долгосрочную важность в секторе нефтепромысловой химии.