석유 추출에서 산업용 폴리아크릴아미드의 역할

산업용 폴리아크릴아미드는 점도 증가, 응집 및 유체의 유동학적 조절에 탁월한 특성을 지니고 있어 석유 생산에 중요한 역할을 합니다. 시추, 물 차단, 수처리 산성화, 파쇄, 유정 세척, 유정 완공, 마찰 감소, 스케일 방지 및 오일 치환 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

일반적으로 폴리아크릴아미드는 석유 회수율을 향상시키기 위해 사용됩니다. 특히, 많은 유전들이 2차 및 3차 생산 단계에 진입했으며, 저류층 깊이는 대개 1,000m 이상이고, 일부 유전은 7,000m에 달합니다. 지층의 이질성과 해양 유전의 특성으로 인해 석유 회수 작업에 더욱 엄격한 조건이 요구됩니다.

그중에서도 심해 석유 생산과 해양 석유 생산은 PAM에 대한 새로운 요구 사항을 제시했는데, 전단 저항성, 고온(100°C~200°C), 칼슘 이온 및 마그네슘 이온 저항성, 해수 분해 저항성 등이 요구됩니다. 1980년대 이후 해외에서는 석유 회수에 적합한 PAM의 기초 연구, 제조, 응용 연구 및 종류 개발에 있어 큰 진전이 이루어졌습니다.

산업용 폴리아크릴아미드는 시추 유체 조절제 및 파쇄 유체 첨가제로 사용됩니다.

폴리아크릴아미드의 가수분해로 얻어지는 부분 가수분해 폴리아크릴아미드(HPAM)는 시추액 개량제로 널리 사용됩니다. HPAM은 시추액의 유동성을 조절하고, 절삭물을 운반하며, 드릴 비트를 윤활하고, 유체 손실을 줄이는 등의 역할을 합니다. 폴리아크릴아미드로 개량된 시추액은 비중이 낮아 유전 및 가스전의 압력과 막힘을 줄여 유전 및 가스전을 쉽게 찾을 수 있도록 하며, 시추 작업에 유리합니다. 그 결과, 시추 속도는 기존 시추액보다 19%, 기계식 시추보다 약 45% 향상됩니다.

또한, 파쇄액은 시추 중 막힘 사고를 크게 줄이고, 장비 마모를 감소시키며, 손실 및 붕괴를 방지할 수 있습니다. 파쇄 기술은 유전의 저투과성 지층 개발을 위한 중요한 자극 조치입니다. 폴리아크릴아미드 가교 파쇄액은 높은 점도, 낮은 마찰, 우수한 부유 모래 처리 능력, 적은 여과량, 우수한 점도 안정성, 적은 잔류물, 풍부한 공급, 간편한 제조 및 저렴한 비용 등의 장점으로 널리 사용되고 있습니다.

파쇄 및 산처리 공정에서 폴리아크릴아미드는 0.01%~4% 농도의 수용액으로 제조되어 지하 지층에 주입되어 지층을 파쇄합니다. 산업용 폴리아크릴아미드 용액은 점성을 높이고 모래를 운반하며 파쇄액 손실을 줄이는 기능을 합니다. 또한, 폴리아크릴아미드는 저항을 감소시키는 효과가 있어 압력 전달 손실을 줄일 수 있습니다.