Il ruolo della poliacrilammide industriale nell'estrazione del petrolio
Le proprietà del poliacrilammide industriale di addensamento, flocculazione e regolazione reologica dei fluidi gli conferiscono un ruolo importante nella produzione petrolifera. Trova ampio impiego nelle operazioni di perforazione, sigillatura delle falle, acidificazione dell'acqua, fratturazione idraulica, lavaggio dei pozzi, completamento dei pozzi, riduzione dell'attrito, antincrostazione e spostamento del petrolio.
In generale, l'uso della poliacrilammide ha lo scopo di migliorare il tasso di recupero del petrolio. In particolare, molti giacimenti petroliferi sono entrati nella fase di produzione secondaria e terziaria, la profondità del giacimento è generalmente superiore a 1000 m, e in alcuni casi raggiunge i 7000 m. L'eterogeneità della formazione e dei giacimenti petroliferi offshore ha imposto condizioni più stringenti per le operazioni di recupero del petrolio.
Tra questi, la produzione di petrolio in profondità e la produzione di petrolio offshore hanno imposto nuovi requisiti per il PAM, richiedendo resistenza al taglio, alle alte temperature (da 100 °C a 200 °C), agli ioni di calcio e magnesio e alla degradazione in acqua di mare. Dagli anni '80, sono stati compiuti grandi progressi nella ricerca di base, nella preparazione, nella ricerca applicativa e nello sviluppo di diverse tipologie di PAM adatte al recupero del petrolio all'estero.
La poliacrilammide industriale viene utilizzata come regolatore del fluido di perforazione e come additivo per il fluido di fratturazione:
La poliacrilammide parzialmente idrolizzata (HPAM), derivata dall'idrolisi della poliacrilammide, è spesso utilizzata come modificatore del fluido di perforazione. Il suo ruolo è quello di regolare la reologia del fluido di perforazione, trasportare i detriti, lubrificare la punta di perforazione, ridurre le perdite di fluido, ecc. Il fluido di perforazione modificato con poliacrilammide ha una bassa densità, che può ridurre la pressione e il blocco sul giacimento di petrolio e gas, facilitando l'individuazione del giacimento e favorendo la perforazione. La velocità di perforazione è superiore del 19% rispetto al fluido di perforazione convenzionale e di circa il 45% rispetto alla velocità di perforazione meccanica.
Inoltre, può ridurre significativamente gli incidenti dovuti al blocco delle perforazioni, diminuire l'usura delle attrezzature e prevenire perdite e crolli. La tecnologia di fratturazione idraulica è un'importante misura di stimolazione per lo sviluppo di giacimenti petroliferi compatti. Il fluido di fratturazione reticolato con poliacrilammide è ampiamente utilizzato grazie alla sua elevata viscosità, al basso attrito, alla buona capacità di trattenere la sabbia in sospensione, alla scarsa filtrazione, alla buona stabilità della viscosità, al basso residuo, all'ampia disponibilità, alla facilità di preparazione e al basso costo.
Nel trattamento di fratturazione e acidificazione, la poliacrilammide viene preparata in soluzione acquosa con una concentrazione dallo 0,01% al 4% e pompata nella formazione sotterranea per fratturarla. La soluzione industriale di poliacrilammide ha la funzione di addensare e trasportare la sabbia e di ridurre la perdita di fluido di fratturazione. Inoltre, la poliacrilammide ha l'effetto di ridurre la resistenza, in modo da poter ridurre la perdita di trasferimento di pressione.