我国油田已经进入三次采油阶段，其中的聚合物驱油技术日趋成熟，为油田的开采和稳产提供了保障，但是在聚合物的开采过程中出现了一些问题，如聚合物粉剂，在聚合物的配注过程中粘度发生了严重的损耗，甚至降到工作粘度一下，失去了其采油的功能。增加了采油的成本。
然而油田水质及其复杂，有些对聚合物粘损的因素是无法抗拒的，虽然开发了抗盐型等聚合物，但是效果还是有限，如何有效地减少聚合物粘度的损耗，提供聚合物的配注效果，我们进行了长达5年的科研研究和现场的实验验证，总结出了一套完整的理论和和技术体系，该研究具有非常广的应用前景和市场空间。
目前为止针对油田配注工艺聚合物降粘，目前还没有完整的学术专著系列，对于科研工作者而言，很多的人没有去过现场，没有在现场工作过，实际上只是发表一些文章，而没有真正了解油田采油的真谛，很对技术根本无法应用，对于企业的工作者而言，随着新的环保法的严格，的原油回收难度度，水成本高，费力不讨好。本书的研究方法将彻底改变油田配注这一现状，该技术已经在大庆油田七厂应用。

本书是专门研究配注工艺中黏度损失和调控的著作，全书共分9章，全面、系统地介绍了聚合物的驱油机理、生产合成、配注工艺系统组成、聚合物黏度损失的影响因素及规律和同位素标记在聚合物驱油生产中的应用等内容。
本书主题新颖、内容翔实、重点突出、体系完整、写作严谨，并密切联系油田实际工程，具有较强的技术性和针对性，可供从事聚合物配注工艺及生态调控等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也供高等学校环境工程、生物工程、采油工程及相关专业师生参阅。

魏利，男，1978年生。哈尔滨工业大学，副教授/硕士导师，兼职广州市香港科大霍英东研究院 创新污水处理中心 副主任/中心经理。哈尔滨工业大学工学博士，清华大学、北京大学及香港科技大学从事博士后研究工作。以厌氧生物技术为核心，开展石化炼化污水、重金属污水，油田含油污泥、重金属土壤等危废技术开发及应用研究。参与863项目和“十二五”科技项目，主持国家自然基金及企业课题45项。黑龙江省科技进步二等奖和三等奖，2017年度广州市创新领军人才，南沙创新领军人才C 证，中国科学人年度人物奖，中国产学研创新奖（个人），成果三等奖和二等奖。发表SCI发表80余篇，EI 收录65篇，申请发明专利90项，授权50项，出版专著11部。完成油田采油污泥站设计，三元污水生物处理设计及其现场运行，生物除重金属实现重大突破实现直接回收重金属，降低成本80%，多项专利及成果得到实际的工程应用。

第1章绪论/001
1.1聚合物配注工艺黏损研究的意义001
1.1.1研究背景001
1.1.2研究意义003
1.2聚合物驱油工艺的研究现状005
1.2.1碱-聚合物驱油006
1.2.2注射纳米粒子聚合物驱油008
1.2.3胶束聚合物驱油009
1.2.4三元复合驱油011
1.2.5不同聚合物驱油工艺的比较012
1.3聚合物配注工艺研究进展014
1.3.1聚合物配注工艺研究发展历程014
1.3.2聚合物配注工艺的简化和优化015
1.3.3聚合物配注工艺的发展趋势016
1.4聚合物黏度损失的研究018
1.4.1聚合物黏度损失的原因018
1.4.2影响聚合物黏度的因素020
1.4.3聚合物黏度损失的控制方法025
1.5本书的编写目的和主体内容030

第2章试验材料与方法/031
2.1悬浮固体富集和分离提纯方法031
2.2悬浮固体含量测定方法031
2.3含油量检测方法032
2.4重金属离子测定方法033
2.5碱度测定方法035
2.6盐度测定方法036
2.7硝酸根检测方法037
2.8亚硝酸根检测方法039
2.9硫化物测定方法041
2.9.1碘量法042
2.9.2亚甲蓝比色法042
2.9.3可溶性硫化物快速检测方法——电极法044
2.10粒径中值和粒径分布测定方法049
2.10.1粒径中值测定方法049
2.10.2粒径分布测定方法049
2.11矿化度测定方法050
2.11.1氯离子含量测定方法050
2.11.2碳酸根、碳酸氢根、氢氧根离子含量测定方法051
2.11.3硫酸根离子含量的测定方法053
2.11.4钙、镁、钡、锶离子测定方法054
2.11.5pH值测定方法055
2.12铝离子测定方法056
2.13聚合物黏度测定方法057
2.14聚合物浓度测定方法058
2.15腐生菌、铁细菌、硫酸还原菌测定方法059
2.16微生物分子生物学高通量测序方法060
2.16.1DNA提取060
2.16.2常用的测序引物060
2.16.3生物信息学基础分析061
2.16.4生物信息学高级分析063
2.17聚合物表征方法065
2.17.1核磁共振065
2.17.2红外光谱法066
2.17.3X射线衍射066
2.17.4扫描电镜067
2.17.5原子力显微镜068
2.17.6透射电镜069

第3章聚合物驱油机理及其研究应用进展/070
3.1聚合物驱油机理071
3.1.1聚合物宏观驱油机理071
3.1.2聚合物微观驱油机理073
3.2聚合物驱油研究应用进展078
3.2.1聚合物驱油实施项目进展078
3.2.2不同油藏中聚合物驱油研究和应用进展079
3.2.3提高聚合物驱采收率研究进展083

第4章油田聚合物的合成及生产/091
4.1聚丙烯酰胺概述091
4.1.1聚丙烯酰胺的性质091
4.1.2聚丙烯酰胺的类型095
4.1.3聚丙烯酰胺的作用机理098
4.1.4聚丙烯酰胺的合成方法099
4.1.5聚丙烯酰胺的合成引发剂体系101
4.1.6聚丙烯酰胺的性能评价104
4.1.7聚丙烯酰胺的产业化情况105
4.2聚丙烯酰胺的应用107
4.2.1聚丙烯酰胺在油田生产中的应用107
4.2.2聚丙烯酰胺在驱油应用中的不足112
4.2.3耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究113
4.3磺酸盐型聚丙烯酰胺115
4.3.1磺酸盐型聚丙烯酰胺耐温抗盐机理115
4.3.2磺酸盐型聚丙烯酰胺中的AMPS116
4.3.3磺酸盐型聚丙烯酰胺的合成方法118
4.3.4磺酸盐型聚丙烯酰胺的表征方法120
4.4疏水缔合型聚丙烯酰胺122
4.4.1疏水缔合聚合物溶液特征122
4.4.2疏水缔合水溶液聚合物驱油机理124
4.4.3影响疏水缔合聚合物黏度的主要因素125
4.4.4疏水缔合聚合物的合成方法126
4.4.5疏水缔合聚合物目前存在的问题129
4.4.6疏水缔合聚合物的表征方法130
4.5聚丙烯酰胺产业化现状和展望130
4.5.1我国聚丙烯酰胺生产与先进国家的差距130
4.5.2聚丙烯酰胺作为驱油剂的发展展望131
4.5.3聚丙烯酰胺在环保领域的发展展望132

第5章聚合物配注工艺系统及其应用/134
5.1聚合物配注工艺流程概述134
5.1.1聚合物配注工艺基本流程134
5.1.2聚合物配注工艺流程特点135
5.2配注流程对聚合物配制质量的影响135
5.2.1干粉的影响135
5.2.2管线的影响136
5.2.3搅拌器的影响136
5.2.4过滤器的影响137
5.2.5母液流量调节器的影响138
5.2.6注聚泵的影响139
5.2.7静态混合器的影响141
5.3聚合物配注模式142
5.3.1清配清稀142
5.3.2清配污稀142
5.3.3污配污稀143
5.3.4三种配注模式比较143
5.4聚合物配注发展现状144
5.4.1油田配注站建设现状144
5.4.2油田聚驱地面工艺流程145
5.5油田现行的配注工艺146
5.5.1海上油田149
5.5.2大庆油田156
5.5.3其他油田169
5.6大庆油田采油七厂中低分聚合物配注站工艺系统175
5.6.1开发和地面概述175
5.6.2建站目的及工艺流程176
5.6.3配注工艺的组成及功能说明177

第6章聚合物黏度损失的影响因素分析/239
6.1配注水水质对聚合物黏度影响研究进展239
6.1.1影响聚合物黏度的污水成分239
6.1.2降低配制水对聚合物黏度影响的措施242
6.2配注水水质对聚合物黏度影响规律的室内分析研究245
6.2.1现场配注水单项因子波动监测246
6.2.2配注水单项因子对聚合物黏度影响规律分析248
6.3配注水水质对聚合物黏度影响结论的现场认证及治理对策295
6.3.1配制水水质对聚合物黏度影响研究结论的现场认证295
6.3.2配注水对聚合物黏度影响治理对策研究323
6.4注入管线对聚合物黏度损失的原因分析及治理对策研究324
6.4.1注入管线对聚合物黏度损失的原因分析324
6.4.2注入管线对聚合物黏度损失的治理对策研究328

第7章细菌对聚合物降黏的机制及效果研究/330
7.1生物作用对聚合物溶液黏度的影响330
7.2细菌菌体对聚合物黏度的影响331
7.2.1硫酸盐还原菌对聚合物的影响331
7.2.2铁细菌对聚合物的影响334
7.2.3腐生菌对聚合物的影响336
7.2.4细菌处理后聚合物GC-MS图谱分析338
7.3细菌代谢产物对聚合物黏度的影响340
7.3.1细菌代谢产物组成分析340
7.3.2硫酸盐还原菌代谢产物对聚合物黏度的影响341
7.3.3铁细菌代谢产物对聚合物黏度的影响343
7.3.4腐生菌代谢产物对聚合物黏度的影响345
7.4细菌活性对聚合物溶液黏度的影响349
7.4.1细菌活性与聚合物黏度的关系349
7.4.2细菌活性影响因素分析351
7.5细菌之间的相互作用对聚合物黏度的影响354
7.5.1硫酸盐还原菌与腐生菌相互作用对聚合物黏度的影响354
7.5.2硫酸盐还原菌与铁细菌相互作用对聚合物黏度的影响355
7.5.3铁细菌与腐生菌相互作用对聚合物黏度的影响356

第8章聚合物黏损生态调控技术及应用效果/358
8.1抗盐聚合物驱开发现状358
8.1.1试验区块简介360
8.1.2开发历程360
8.2抗盐聚合物驱存在的问题与治理技术361
8.2.1抗盐聚合物驱开发存在的问题361
8.2.2抗盐聚合物驱问题的解决方法363
8.3生态调控控制聚合物黏损367
8.3.1生态调控聚合物黏损控制机制367
8.3.2生态调控的应用效果368
8.4配注系统中微生物群落解析372
8.4.1生态抑制剂对配注系统微生物的影响373
8.4.2生态抑制剂和杀菌剂复合使用对配注系统微生物的影响375

第9章井间示踪在聚合物驱油生产中的应用/379
9.1井间示踪技术概述379
9.1.1井间示踪技术原理379
9.1.2示踪剂流动机理381
9.1.3示踪剂解释机理381
9.1.4示踪剂分类381
9.1.5示踪剂的评价383
9.2井间示踪监测试验方案设计383
9.2.1监测井组的选择384
9.2.2示踪剂的选择384
9.2.3选用示踪剂性质及检测方法387
9.2.4示踪剂注入种类和用量确定388
9.2.5注入方式及施工要求390
9.3井间示踪监测结果与综合分析391
9.3.1葡66-85井注采井组示踪剂检测结果与综合解析391
9.3.2葡65-84井注采井组示踪剂监测结果与综合解析398
9.3.3葡67-85井注采井组示踪剂检测结果与综合解析405
9.3.4葡65-斜822井注采井组示踪剂监测结果与综合解析413
9.3.5葡65-85井注采井组示踪剂检测结果与综合解析419
9.4聚合物驱油方案设计427
9.4.1不同聚合物性能室内评价427
9.4.2聚合物溶液浓度及黏度选择433
9.4.3聚合物注入速度选择435
9.4.4聚合物用量选择436
9.5聚合物驱油执行情况及成果439
9.5.1聚合物驱油执行情况439
9.5.2聚合物驱油成果441

参考文献448

石油是重要的能源，也是现代社会发展必不可少的化工材料，我们生活的方方面面都离不开石油产品。在新的替代能源没有普及之前，石油将一直是主宰国计民生的重要战略资源。在2040年之前，石油仍将在全球能源系统中扮演重要的角色。随着我国经济的持续发展，对石油的需求量也逐渐增大，我国的石油消费量已高居全球排名靠前位。作为全球的第二大经济体，我国的工业生产规模已位居全球的排名靠前位，对于石油的需求只会持续增加。
为缓解石油供需之间日益突出的矛盾，提高现有地质储量中可采储量，即提高原油采收率是一条有效的途径。随着油田开采的深入，我国已进入三次采油阶段，其中聚合物驱油是三次采油的主力，已广泛应用于我国大庆油田、胜利油田、大港油田等油田，驱油效果明显。
随着近些年来清水资源的紧缺，部分油田开始采用清配污稀和污配污稀的配注模式。在聚合物驱油过程中，聚合物溶液的黏度和黏弹性对提高驱油效率起着至关重要的作用。但是由于污水的矿化度及还原性物质、细菌等其他物质的存在，会降低聚合物的黏度，使聚合物的效果大打折扣。因此，控制聚合物配注工艺中的黏损对于保证聚合物的有效黏度、保证油田的稳定运行、提高原油的采收率具有重要的意义。
已有学者做了相应的研究，但是还没有形成系统。由哈尔滨工业大学环境学院的魏利博士、大庆油田采油七厂寇洪彬、赵明礼、张洪强、韩光鹤等共同编写的《聚合物配注工艺的黏损生态调控技术及应用》一书，填补了国内在该领域的图书空白，将对广大油田科研工作者的科学研究和工程实践具有重要的指导意义。
本书作者及其团队多年来一直从事油田相关的科学研究，并参与了多项油田一线的项目工作，积累了丰富的实践经验。以聚合物驱油工艺为主线，聚焦油田生产中的关键问题，加强技术攻关，探讨了配注工艺中影响聚合物黏度损失的因素，提出了生态调控技术，并得到了有效的现场试验效果，对于构建稳定的油田生产系统具有重要意义。另外，本书内容充分体现了理论联系实际的思想，结合生态调控机制解决实际工程问题，指导工程实践的应用。书中介绍的研究成果能够解决特定工程实际问题，具有较高应用价值。
总之，本书在遵循全面科学发展观的基础上，从聚合物驱原料生产到现场应用进行了归纳总结，将极大满足从事油田工程、环境微生物学等领域的教学、科研、工程技术人员对此类知识的需求。

大庆油田设计院
2020年4月