聚丙烯酰胺的增稠、絮凝和对流体的流变性调节的作用所具备的性能使得它在石油开采中充当了重要的角色。它广泛地被用于钻井、堵水、酸化水、压裂、洗井、完井、减阻、防垢和驱油等方面。总的来说，使用聚丙烯酰胺是为了提高石油的开采率(EOR)，特别是许多油田已进入二次、三次开采，油藏深度一般都在1000m以上，有的油藏深度达7000m，地层的非均质性以及海上油田给采油作业提出了更加苛刻的条件，深层采油和海上采油相应地也给聚丙烯酰胺提出了新的要求，要求它耐剪力，耐高温(100℃以上直至200℃)，耐Ca2+、Mg2+离子，耐海水降解。
1、油田调剖堵水，当油层剖面上非均质状况比较严重时，会产生水浸问题，则需要对油层进行调剖堵水。调剖堵水的实质是改变水在地层中的渗流状态，以达到减少油田产水、保持地层能量、提高油田最终采收率的目的。
2、做驱油剂，聚合物的驱油机理是因为聚合物水溶液的粘度比水大得多，增加注入剂的粘度，降低水相渗透率，从而提高采油效率。
3、钻井液增粘剂，钻井液增粘剂能在低固相钻井中用来提高钻井液粘度和控制钻井液流变性能，并能防止发生井漏和坍塌，提高钻井液的携岩能力。
4、提高原油采收率，在石油开采主要作为三次采油驱油剂和增稠剂。
5、油田污水处理，聚丙烯酰胺及其衍生物是一类重要的合成有机高分子絮凝剂。与传统无机絮凝剂相比，聚丙烯酰胺有着品种多、絮凝效率高、生成泥渣少等优点。
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