自1964年帕依(pye)和桑迪福德(Sandiford)提出了在生水中加入少量PAM能極大地降低水的流速后，這種方法在油田中應(yīng)用已有30多年歷史。使PAM和用醛，亞硫酸氫鈉等水溶液，在相應(yīng)溫度下反應(yīng)，可生成有磺甲基的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明，在PAM鏈上引入磺酸鹽可改善熱穩(wěn)定性，兩性離子聚丙烯酰胺耐剪切性和低吸附性，超高分子量聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)使高分子的親水性和抗鹽性大有提高，并提高了產(chǎn)物的耐高價(jià)離子污染的能力。
PAM作為一種多功能添加劑，在鉆井工藝中用于鉆井液的增稠劑，穩(wěn)定劑和沉降絮凝劑，用于改進(jìn)鉆井液的流變性；改進(jìn)懸浮顆拉的大小，提高懸浮力，加速原油的過(guò)濾，分離。作為土壤結(jié)構(gòu)成型劑，使井壁表面杭沖擊性能提高；鉆井通過(guò)啟層時(shí)使不易分散的鉆井液獲得高效的分離效果。使部分水解均聚丙烯酰胺與甲醛，兩性離子聚丙烯酰胺乙二醛等發(fā)生羥甲基化反應(yīng)而生成側(cè)鏈含甲基的產(chǎn)物，在原油生產(chǎn)中可獲得滿意的效果。
在二次采油時(shí)將PAM注入鹽水中，可提高鹽水的噴射能力，從多孔的巖石表面有效地將原油萃取下來(lái)。在水/油(W/O)乳液中加入PAM，可明顯地降低乳液的黏度。在石油開(kāi)采中，可增加注入水的黏度，避免擊穿油層，提高采油率。在三次采油中用作增稠劑，增加驅(qū)油能力，提高油床開(kāi)采效果。大慶油田經(jīng)大面積注入試驗(yàn)后，兩性離子聚丙烯酰胺效果十分理想。每噸PAM可增產(chǎn)179.7t原油。在油田領(lǐng)域內(nèi)，更新的陰，超高分子量聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)陽(yáng)離子PAM可用于保護(hù)注入的地下水從巖心孔滲透并凝集回收原油，提高油井生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，控制水分向油層摻入。
另外，PAM還可用于壓裂液添加劑，潤(rùn)滑劑，降阻劑等。在油田化學(xué)中，PAM是多用途的添加劑，如對(duì)鉆井液，聚丙烯酰胺,pam,陰離子聚丙烯酰胺,非離子聚丙烯酰胺,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺--鞏義市泰和水處理材料有限公司洗井液，注水采油及提高采收率都起著重要的作用。利用PAM線型大分子結(jié)構(gòu)在湍流狀態(tài)下很容易按流動(dòng)方向取向成長(zhǎng)線條狀，抑制湍流發(fā)展。PAM可作為降摩劑的理想材料，在原油的長(zhǎng)距離管道輸送中，加入0.1mg/L(原油量)的相對(duì)分子質(zhì)量為1000*10^4以上的PAM，就能大大地降低原油輸送阻力，從而降低能耗。
我國(guó)聚丙烯酰胺的應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，最早應(yīng)用于礦物精選，20世紀(jì)90年代后隨著國(guó)內(nèi)油田三次采油技術(shù)的大范圍推廣，我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)聚丙烯酰胺作為驅(qū)油劑的研究和生產(chǎn)。目前我國(guó)三次采油用聚丙烯酰胺產(chǎn)能位居世界首位，油田開(kāi)采也成為目前國(guó)內(nèi)聚丙烯酰胺的最大消費(fèi)領(lǐng)域，而以聚合物驅(qū)油技術(shù)為主導(dǎo)的化學(xué)驅(qū)三次采油技術(shù)是我國(guó)最為重要的提高石油采收率的技術(shù)之一。2007年我國(guó)油田領(lǐng)域聚丙烯酰胺消費(fèi)量達(dá)到了23.6*10^4；2008年達(dá)到27.1*10^4t，占到消費(fèi)總量81%，增幅近15%。

一，聚丙烯酰胺在三次采油中的應(yīng)用

PAM的增稠，絮凝和對(duì)流體的流變性調(diào)節(jié)的作用所具備的性能使得它在石油開(kāi)采中充當(dāng)了重要的角色。它廣泛地被用于鉆井，堵水，酸化水，壓裂，洗井，完井，減阻，防垢和驅(qū)油等方面。總的來(lái)說(shuō)，使用PAM是為了提高石油的開(kāi)采率(EOR)，特別是許多油田已進(jìn)入二次，三次開(kāi)采，油藏深度一般都在1000m以上，有的油藏深度達(dá)7000m，地層的非均質(zhì)性以及海上油田給采油作業(yè)提出了更加苛刻的條件，深層采油和海上采油相應(yīng)地也給PAM提出了新的要求，要求它耐剪力，耐高溫(100℃以上直至200℃)，耐Ca2+，Mg2+離子，耐海水降解。
自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)外對(duì)適用于采油的PAM的基礎(chǔ)研究和制備，應(yīng)用研究以及品種開(kāi)發(fā)各方面均取得了很大進(jìn)展。
美國(guó)菲利浦石油公司(Phillips Peteoleum Co.)專(zhuān)家阿罕默德M.A.和彼得H.DD，對(duì)PAM在高溫高鹽礦化水中的研究結(jié)果表明：
(1)在礦化度很低(<20*10^-6)時(shí)，無(wú)論濃度，水解度及相對(duì)分子質(zhì)量大小如何，PAM水溶液的濁點(diǎn)均在204℃以上；
(2)水礦化度超過(guò)20*10^-6(其中Cat'2+，Mg2+各1O*10^-6)，但低于800*10^-6(其中Ca2+，Mg2+各為400*10^-6)時(shí)，二價(jià)陽(yáng)離子濃度稍有增加，濁點(diǎn)即大大降低，水解度越高，濁點(diǎn)降低越明顯；
(3)在等摩爾水平上比較，Ca2+降低濁點(diǎn)的作用大于Mg2+，Sr2+和Ba72+；
(4)二價(jià)陽(yáng)離子濃度大于等于100*10^-6時(shí)，水解度是決定PAM溶液濁點(diǎn)的關(guān)鍵參數(shù)；
(5)相對(duì)分子質(zhì)量和濃度也影響溶液濁點(diǎn)，但相對(duì)于水解度而言是次要因素；
(6)PAM水解后溶液濁點(diǎn)降低，水解是一平衡過(guò)程，水解平衡值隨溫度而不同；
(7)在溫度小于75℃時(shí)。PAM在任何礦化度的水溶液中均穩(wěn)定，超過(guò)75℃后，隨溫度升高，沉淀物形成加快，降低水的礦化度可延長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)間，但要求的礦化度往往低于油田水實(shí)際礦化度。
為適應(yīng)EOR的要求，PAM除做成更高的相對(duì)分子質(zhì)量外，如相對(duì)分子質(zhì)量為(1000-2000)*104^4，主要開(kāi)發(fā)AM與其他耐高溫，耐水解單體的共聚物，如聚電解質(zhì)和聚兩性離子，它們被稱(chēng)為EOR用第二代聚合物。在使用耐高溫鹽水的單體方面，據(jù)報(bào)，菲利浦公司研制的AM與乙烯基吡咯烷酮(VP)共聚物，在升高溫度和有二價(jià)陽(yáng)離子存在時(shí)的穩(wěn)定性超過(guò)PAM，AM-VP共聚物，在121℃的海水中可穩(wěn)定存在較長(zhǎng)時(shí)間，當(dāng)AM與VP比例為1:1時(shí)，放置74個(gè)月無(wú)沉淀。美國(guó)菲利浦石油公司的鉆井專(zhuān)用品公司生產(chǎn)了專(zhuān)用于北海油田(英)的牌號(hào)為HE的聚合物，可在高溫高鹽惡劣環(huán)境下用做驅(qū)油劑，性能優(yōu)異。日本第二制藥(株)生產(chǎn)的ORP-F分列共8個(gè)品種是為高溫油藏用的聚合物，其水解度一般為30%，其中5個(gè)品種相對(duì)分子質(zhì)量為(1500-2400) *10^4。
在聚合物提高采收率(EOR)作業(yè)中，目前均采用水溶性聚丙烯酰胺。多年研究工作表明，聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物存在如下缺點(diǎn)：剪切安定性差，經(jīng)泵輸送時(shí)機(jī)械降解嚴(yán)重，耐鹽性差，對(duì)礦化水尤其多價(jià)金屬離子敏感，導(dǎo)致在鹽水溶液中黏度銳減，甚至發(fā)生沉淀，耐酸及耐溫性差。近20年來(lái)，國(guó)內(nèi)廣泛開(kāi)展了聚丙烯酰胺的改性工作。美國(guó)菲利浦石油公司開(kāi)發(fā)了AMPS與丙烯酰胺的共聚物用于二次采油，大大提高了聚丙烯酰胺的耐鹽和耐溫性能。
此外，AMPS合成的共聚物在高濃度質(zhì)子酸中穩(wěn)定并具有潤(rùn)滑作用，可用于石油和天然氣井的酸化壓裂激產(chǎn)過(guò)程。同時(shí)，AMPS的共聚物用于壓裂液的稠化劑，其性能優(yōu)于目前使用的孤膠類(lèi)產(chǎn)品，具有使用方便，黏度適宜，耐高溫，高剪切率等優(yōu)點(diǎn)。
在提高石油采收率的三次采油方法中，用聚丙烯酰胺作驅(qū)油劑占有重要地位。聚合物的作用是調(diào)節(jié)注入水的流變性，增加驅(qū)動(dòng)液的黏度，改善水驅(qū)波及效率。降低地層中水相滲透率，使水與油能勻速地向前流動(dòng)，采用膠束與聚合物驅(qū)油時(shí)，先將表面活性劑與助劑配成具有超低界面張力的微乳液注入注水井中，再注聚合物溶液，最后注水。水呈柱塞流動(dòng)向前推進(jìn)，驅(qū)替分散在孔隙內(nèi)的殘余油，提高原油的采收率。用于三次采油的聚丙烯酰胺一般濃度為10%-50%，相對(duì)分子質(zhì)量從幾十萬(wàn)到千余萬(wàn)。我國(guó)大型油田包括大慶，勝利，遼河，大港等已進(jìn)入開(kāi)采中后期，采出油的綜合含水率日趨提高。為穩(wěn)定我國(guó)東部油田產(chǎn)量，采用三次采油技術(shù)，提高采油率，保證油田穩(wěn)產(chǎn)勢(shì)在必行。大慶油田已工業(yè)化推廣應(yīng)用聚丙烯酰胺驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，并取得較好的增油效果?？死斠烙吞锲邧|1區(qū)克下組試驗(yàn)區(qū)在水驅(qū)開(kāi)發(fā)極限含水95%的情況下，通過(guò)聚合物驅(qū)綜合含水下降15%，日產(chǎn)油增加100t，提高采出程度近4%，效果顯著，預(yù)計(jì)區(qū)塊最終提高采收率達(dá)8%以上。
目前，克拉瑪依油藏水驅(qū)開(kāi)發(fā)進(jìn)入高含水期，聚合物驅(qū)，復(fù)合驅(qū)等二次采油技術(shù)作為水驅(qū)后接替技術(shù)，在油田占據(jù)了越來(lái)越重要的位置。
“七五”，“八五”期間，我國(guó)先后開(kāi)展了多次聚合物驅(qū)油提高石油采收率的先導(dǎo)性工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，效果良好。聚合物驅(qū)油已成為我國(guó)東部油田保持穩(wěn)產(chǎn)的重大技術(shù)措施之一。
1995年底，大慶油田從法國(guó)SNF公司引進(jìn)的5*10^4t/a聚丙烯酰胺生產(chǎn)裝置投產(chǎn)，生產(chǎn)出相對(duì)分子質(zhì)量接近1500*10^4的產(chǎn)品，使國(guó)內(nèi)聚丙烯酰胺的生產(chǎn)能力有了大幅度提高，生產(chǎn)技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)品質(zhì)量符合油田聚合物驅(qū)油的要求。
為了延長(zhǎng)油田穩(wěn)產(chǎn)期，大慶，勝利等油田在未來(lái)技術(shù)改造中將實(shí)施聚合物驅(qū)油或三元復(fù)合驅(qū)油等技術(shù)，每年需要聚丙烯酰胺十多萬(wàn)多噸。其中大慶需大量超高相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)品，如相對(duì)分子質(zhì)量為(1700-2200)*10^4。作為流度控制劑要求產(chǎn)品具有高相對(duì)分子質(zhì)量，低水不溶物，低過(guò)濾因子特性。超高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的相對(duì)分子質(zhì)量和溶解性能都要求很高。
聚合物驅(qū)油是通過(guò)在注入水中加人一定量的高分子聚丙烯酰胺，來(lái)增加注入水的黏度，改善油水流度比。由于油層對(duì)聚丙烯酰胺分子的吸附，捕集作用，而降低了高，中滲透層或高，中水淹層的滲透性，增加了注入水的滲流阻力，使低滲透層或低而未水淹層的吸水量增加，擴(kuò)大了注入水在油層平面上的波及范圍和油層縱向上的水淹厚度，從而擴(kuò)大水淹體積，將水驅(qū)時(shí)未動(dòng)用的原油驅(qū)替出來(lái)，達(dá)到提高原油采收率的目的。
聚合物驅(qū)油提高石油采收率的概念和技術(shù)方法從提出到初步形成經(jīng)歷了約15年時(shí)間(1949-1964)。1964年美閏開(kāi)始了聚合物驅(qū)油的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工業(yè)規(guī)模的使用試驗(yàn)。美國(guó)國(guó)家石油與能源研究中心(NIPER)認(rèn)為：最終采收率ET決定于驅(qū)油效率Ed，波及效率Es和經(jīng)濟(jì)因素Ee，ET=Ed*Es*Ee。聚合物的主要貢獻(xiàn)是提高驅(qū)替工作液的黏度，降低油水流度比及調(diào)整滲透率剖面，通過(guò)提高波及效率而提高最終采收率。美國(guó)菲利浦石油公司對(duì)聚合物的作用作了進(jìn)一步說(shuō)明：①高分子使水相黏度增高，有些聚合物流經(jīng)孔隙介質(zhì)后尚可降低水相的相對(duì)滲透率；②降低水油流度比，水油流度比的降低可減少指進(jìn)現(xiàn)象；③水相黏度增高和水相的相對(duì)滲透率下降使以后注入的流體可轉(zhuǎn)入未波及的條帶，從而提高波及系數(shù)。
研究表明，驅(qū)油體系的驅(qū)油效率可由毛管數(shù)來(lái)確定，毛管數(shù)(Nc)越大，殘余油飽和度越低，則驅(qū)油效率越高。而Nc的大小與油和注入流體之間界面張力(δo-w)成反比，與驅(qū)油體系的黏度(ηw)成正比，即 Nc=Vwη/δo-w
式中Vw-驅(qū)油體系的滲流速度。
我們的研究結(jié)果表明，不同水解度和不同相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺溶液均無(wú)界面活性，即聚丙烯酰胺水溶液不具有降低水/油界而張力的能力。所以聚合物驅(qū)油過(guò)程δo-w基本保持不變，驅(qū)油體系的滲流速度也保持不變。因此控制聚丙烯酰胺黏度成為聚合物驅(qū)油能否成功的關(guān)鍵。聚合物溶液黏度增大，Nc增加，則聚合物驅(qū)油效率提高。
聚丙烯酰胺是一種線型極性聚合物，溶于水后其分子的極性基團(tuán)與水分子之間發(fā)生氫鍵締合，使大分子鏈?zhǔn)嬲梗瑑?nèi)摩擦增加，導(dǎo)致溶液黏度升高。較高黏度的聚合物溶液在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)，比單純注入水具有更大的滲流阻力。當(dāng)聚合物溶液進(jìn)入高滲透層之后，會(huì)降低其中的水相滲透率。而對(duì)油相滲透率影響不大，如Nuron等人用相對(duì)分子質(zhì)量為(3-8)*10^7，水解度為1%-30%的4種不同聚丙烯酰胺處理灰?guī)r和砂巖兩種巖心，結(jié)果表明，水相滲透率下降90%，而油相滲透率僅降低10%。因而聚合物溶液的注入可有效地抑制注入水沿高滲透層的指進(jìn)現(xiàn)象，迫使注入水進(jìn)入滲透率低的孔隙中，導(dǎo)致中，低滲透層的吸水能力提高。這不僅使剖面得以調(diào)整，而且可以改善水/油流度比，擴(kuò)大水驅(qū)波及體積。聚丙烯酰胺的相對(duì)分子質(zhì)量越大或其濃度超高，其水溶液黏度越高，則波及能力越強(qiáng)，驅(qū)油效果越好。
聚丙烯酰胺分子其有一定撓曲性和一定數(shù)量的活性基團(tuán)，當(dāng)溶液流經(jīng)多孔介質(zhì)時(shí)，由于大分子上的活性基團(tuán)可能與巖石表面發(fā)生相互作用，而導(dǎo)致大分子在巖石表面上吸附。被吸附分子的構(gòu)型取決于與固體表面相互作用的性質(zhì)，吸附點(diǎn)的數(shù)目，大分子的鏈長(zhǎng)，活性基團(tuán)的數(shù)目，位置及大分子在水中的溶解度等。
當(dāng)大分子的某一端基吸附于巖石表面，分子的其余部分伸展于溶液中，則形成a種；若大分子以?xún)蓚€(gè)或二個(gè)活性基團(tuán)吸附于固體表面上，即形成環(huán)狀吸附b種；當(dāng)大分子的所有基團(tuán)均與固體表面發(fā)生吸附，則整個(gè)大分子平躺在固體表面上，形成c種；若聚合物相對(duì)分子質(zhì)量太大，在水中溶解性降低，大分子在溶液中呈球形線團(tuán)狀，則僅能以最小活性點(diǎn)吸附在固體表面上，從而形成d種，此種構(gòu)型吸附分子保持它在溶液中的形狀，吸附層的厚度就等于線團(tuán)的直徑，此值可以從分子的旋轉(zhuǎn)半徑求得；e種吸附構(gòu)型的特點(diǎn)是分子鏈節(jié)的密度隨距離固體表面距離而有一定分布，在固體表面上鏈節(jié)密度大，隨著與固體表面距離增大而減小。以上都是單分子層吸附。但也有許多體系出現(xiàn)多分子層吸附，形成f種吸附構(gòu)型。對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍較廣的聚合物溶液體系，往往以混合形式出現(xiàn)。如有些聚合物在固體表面上的吸附，往往是以多重氫鍵吸附為主，靜電吸附為輔的過(guò)程，此時(shí)吸附構(gòu)型難以用簡(jiǎn)單的圖形來(lái)說(shuō)明。而且聚丙烯酰胺大分子在流經(jīng)孔隙介質(zhì)時(shí)，還會(huì)在小孔隙入口處產(chǎn)生機(jī)械捕集；多孔介質(zhì)孔道的不規(guī)則造成的渦流作用還將導(dǎo)致水力滯留，使大分子被捕集到多孔介質(zhì)的縫隙中。所有滯留在地層中的這些大分子，遇到水環(huán)境時(shí)大量水分子會(huì)圍繞著具有多個(gè)親水基團(tuán)的聚合物分子，使大分子尺寸增加，支撐于孔道中，并牢牢地吸附于孔壁上，阻礙水通過(guò)，從而增加水相的流動(dòng)阻力，降低水的滲透率。而遇油時(shí)，大分子則會(huì)收縮，因而對(duì)油相的流動(dòng)能力影響較小。在相同的含油飽和度條件下，水相相對(duì)滲透率下降的同時(shí)，油相相對(duì)滲透率有所上升。而且，滯留在孔壁上的聚丙烯酰胺分子吸引水分子，在油相和孔壁之間形成聚合物水膜，可降低油相在孔道中流動(dòng)時(shí)與孔壁的摩擦阻力，因而可提高油相的流動(dòng)能力。在一定濃度范圍內(nèi)，聚合物濃度越大，滯留在地層中的大分子越多，提高油相流動(dòng)的能力越強(qiáng)。
“七五”期間，大慶油田和大港油田的兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)均取得了成功。大慶油田工業(yè)化推廣應(yīng)用聚丙烯酰胺驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。已取得較好增油效果，每投入1t聚丙烯酰胺可增產(chǎn)178.7t原油。大慶油田去年消費(fèi)的聚丙烯酰胺超過(guò)10*10^4t。我國(guó)大型油田包括大慶，勝利，遼河，大港等都已進(jìn)入開(kāi)采中后期，為了提高采油率，都在廣泛使用這種高效的驅(qū)油劑。2010年后我國(guó)油田領(lǐng)域用量將超過(guò)30*10^4t。研究工作表明，該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)有良好的應(yīng)用前景。在今后高分子驅(qū)油高分子等化學(xué)劑的復(fù)合驅(qū)在我國(guó)將有更大的發(fā)展。
復(fù)合驅(qū)油成套技術(shù)及礦場(chǎng)試驗(yàn)研究將越來(lái)越深入。通過(guò)科技攻關(guān)，減少了復(fù)合驅(qū)油的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，這項(xiàng)技術(shù)已在部分油田逐步成為主體接替技術(shù)，為中國(guó)發(fā)展低成本的三次采油技提供了重要的技術(shù)支持。
(1)國(guó)產(chǎn)驅(qū)油劑研制取得重大進(jìn)展，具備工業(yè)放大和工業(yè)性生產(chǎn)條件。
超高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的研制?，F(xiàn)已開(kāi)發(fā)出均聚共水解引發(fā)體系，均聚后水解引發(fā)體和共聚引發(fā)體系，室內(nèi)研制聚丙烯酰胺樣品的相對(duì)分子質(zhì)量在2200*10^4以上，中試放大產(chǎn)品相對(duì)分了質(zhì)量穩(wěn)定在1800*10^4以上。
新型締合聚合物現(xiàn)已研制成功。這種聚合物具有高效增黏，分子結(jié)構(gòu)可調(diào)，抗剪切等特點(diǎn)。高溫耐鹽聚合物驅(qū)油劑等研制都取得了承要突破。
(2)三元復(fù)合驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)增效顯著，注采系統(tǒng)和工藝基本配套。
大慶油田開(kāi)展的三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)性試驗(yàn)，在井距為200-250m的條件下，三元復(fù)合驅(qū)比水驅(qū)提高采收率達(dá)17%，預(yù)計(jì)可達(dá)20%以上；新擬克拉瑪依三元復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)下，利用國(guó)產(chǎn)驅(qū)油劑在綜合含水99%的條件下，提高采收率24%，中心井提高采收率25%，是砂礫巖油藏三元復(fù)合驅(qū)成功的典范。目前，三元復(fù)合驅(qū)油已實(shí)現(xiàn)了技術(shù)配套，為擴(kuò)大工業(yè)化試驗(yàn)創(chuàng)造了條件。

二，用作堵水調(diào)整劑

在油田生產(chǎn)過(guò)程中，由于地層的非均質(zhì)性，常產(chǎn)生水浸問(wèn)題，需要進(jìn)行堵水，其實(shí)質(zhì)是改變水在地層中的滲流狀態(tài)，以達(dá)到減少油田產(chǎn)水，保持地層能量，提高油田最終采收率的目的。聚丙烯酰胺類(lèi)化學(xué)堵水劑具有對(duì)油和水的滲透能力的選擇性，對(duì)油的滲透性降低最高可超過(guò)10%，而對(duì)水的滲透性減少可超過(guò)90%。選擇性堵水這一特點(diǎn)是其他堵水劑所沒(méi)有的，通常按地層類(lèi)型選擇合適的聚丙烯酰胺相對(duì)分子質(zhì)量。均質(zhì)性好，平均滲透率高的油層，可選用中相對(duì)分子質(zhì)量((500-700)*10^4)的聚丙烯酰胺；基巖滲透率低的裂縫性油層或滲透率變化大的油層，可選用高相對(duì)分子質(zhì)量(1000*10^4以上)的聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在使用時(shí)可不交聯(lián)使用，但可與鋁鹽，鉻鹽，鋯鹽等交聯(lián)生成凝膠使用，還可添加某些樹(shù)脂以形成互容聚合物網(wǎng)絡(luò)，使之具有更高的耐溫性。該方法已在國(guó)內(nèi)碳酸鹽底水油藏高含水油田堵水中應(yīng)用，取得明顯效果。采用聚丙烯酰胺還可調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道，實(shí)踐中已取得良好效果。
我國(guó)各油田在使用聚丙烯酰胺方面都做了大量試驗(yàn)。油田用平均相對(duì)分子質(zhì)量為(300-350)*10^4，水解度為10%-15%的聚丙烯酰胺，在油井堵水上獲得良好效果。采用水解度為30%，相對(duì)分子質(zhì)量為400*10^4的聚丙烯酰胺在地質(zhì)鉆探上，起到了維護(hù)孔壁穩(wěn)定，防止鉆孔滲漏的作用。采用水解度為30%的聚丙烯酰胺作鉆井液處理劑，降低了鉆井液的滲透速度，提高了鉆孔速度，縮短了鉆井液的攪拌時(shí)間，因而減少鉆井液攪拌和臺(tái)數(shù)，提高黏土造漿率達(dá)30%-50%。有時(shí)，在堵水中需使用部分交聯(lián)的聚丙烯酰胺。為了提高堵水出油的選擇性，交聯(lián)度要盡量低些。聚丙烯酰胺的相對(duì)分子量雖通常在(300-500)*10^4之間，相對(duì)分子質(zhì)量的選擇以孔隙結(jié)構(gòu)的滲透率為依據(jù)。滲透率大于1D的堵層，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量以300*10^4左右為宜。滲透率更高時(shí)，可用(500-800)*10^4的聚丙烯酰胺。水解度也和堵層巖石的性質(zhì)有關(guān)，灰?guī)r吸附能力強(qiáng)，水解度應(yīng)高些，約為20%-30%，砂巖吸附能力低，水解度為5%-20%。

三，用作鉆井液調(diào)整劑和壓裂液添加劑

作為鉆井液調(diào)整劑，經(jīng)常使用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，它由聚丙烯酰胺水解而得。其作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性，攜帶巖屑，潤(rùn)滑鉆頭，減少流體損失等。用聚丙烯酰胺調(diào)制的鉆井液比重低，可減輕對(duì)油氣層的壓力和堵塞，容易發(fā)現(xiàn)油氣層，并有利于鉆井，鉆井速度比常規(guī)鉆井液高19%，比機(jī)械鉆速高45%左右。此外，還可大大減少卡鉆事故，減輕設(shè)備磨損，并能防止發(fā)生井漏和坍塌。
壓裂工藝是油田開(kāi)發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施。亞甲基聚丙烯酰胺交聯(lián)而成的壓裂液，因具有高黏度，低摩阻，良好的懸砂能力，濾失性小，黏度穩(wěn)定性好，殘?jiān)?，貨源廣，配制方便和成本低而被廣泛應(yīng)用。
在壓裂和酸化處理中，將聚丙烯酰胺配制成濃度為0.01%-4%的水溶液，泵入井下地層，使地層斷裂。聚丙烯酰胺水溶液具有增稠攜砂，降低壓裂液流失的作用。而且，聚丙烯酰胺有降阻作用，因而能使壓力的傳遞損失下降。

四，油井水泥外加劑

以AMPS與甲基丙烯酸，丙烯酰胺制備的三元共聚物，適用于各種鹽水鉆井液，起到良好的高溫緩凝作用。美國(guó)Halliburton公司推出的AMPS與丙烯酸的共聚物，AMPS與N, N-二甲基丙烯酰胺的共聚物和羧甲基羥乙基纖維素組成的復(fù)合物作為油井水泥外加劑，可有效地降低水鉆井液的高溫濾失量。

五，鉆井液處理劑

AMPS與丙烯酰胺和淀粉的接枝共聚物，AMPS與丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺的共聚物，AMPS與腐殖酸和丙烯酰胺的接枝共聚物在淡水鉆井液，鹽水鉆井液，飽和鹽水鉆井液和海水鉆井液中均共有較好的降濾失和抗溫，抗鹽能力。
黏土分散和其他因素造成的污染往往引起鉆井液的黏度增加，此時(shí)需要用降鉆劑來(lái)控制鉆井液的流變性。常見(jiàn)的，用量最大的鉆井液降黏劑為鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽降黏劑(FCIS)。AMPS與丙烯酸和甲基丙烯酸的三元共聚物用作鉆井液降黏劑取代FCLS，即保留了FCLS良好的抗鹽性能和抗溫性能，又克服了FCLS的毒性。研究表明，三元共聚物比二元共聚物的抗高價(jià)金屬離子的能力更強(qiáng)。

六，完井液和修井液添加劑

AMPS與丙烯酸和衣康酸的共聚物，可用作配制海水，鹽水的增黏劑，使完井液黏度提高4倍以上，并且具有良好的熱穩(wěn)定性，克服了傳統(tǒng)聚合物在鹽水體系中黏度下降的缺點(diǎn)。

七，油田水處理劑

AMPS的均聚物與丙烯酸，丙烯腈，丙烯酰胺等形成的共聚物，可用作油田污水處理的絮凝劑，污泥脫水劑和防垢阻垢劑，F(xiàn).Goodrich公司推出的由AMPS，丙烯酸和苯乙烯磺酸鈉組成的三元共聚物對(duì)硫酸鈣垢和礴酸鈣垢都有很好的抑制作用，其阻垢率均達(dá)到97%以上。資料表明，以AMPS共聚物作水處理劑具有用量少，效果優(yōu)于現(xiàn)有聚丙烯酰胺類(lèi)水處理劑的特點(diǎn)。