聚丙烯酰胺的增稠、絮凝和對流體的流變性調節的作用所具備的性能使得它在石油開采中充當了重要的角色。它廣泛地被用于鉆井、堵水、酸化水、壓裂、洗井、完井、減阻、防垢和驅油等方面。總的來說，使用聚丙烯酰胺是為了提高石油的開采率(EOR)，特別是許多油田已進入二次、三次開采，油藏深度一般都在1000m以上，有的油藏深度達7000m，地層的非均質性以及海上油田給采油作業提出了更加苛刻的條件，深層采油和海上采油相應地也給聚丙烯酰胺提出了新的要求，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。
1、油田調剖堵水，當油層剖面上非均質狀況比較嚴重時，會產生水浸問題，則需要對油層進行調剖堵水。調剖堵水的實質是改變水在地層中的滲流狀態，以達到減少油田產水、保持地層能量、提高油田最終采收率的目的。
2、做驅油劑，聚合物的驅油機理是因為聚合物水溶液的粘度比水大得多，增加注入劑的粘度，降低水相滲透率，從而提高采油效率。
3、鉆井液增粘劑，鉆井液增粘劑能在低固相鉆井中用來提高鉆井液粘度和控制鉆井液流變性能，并能防止發生井漏和坍塌，提高鉆井液的攜巖能力。
4、提高原油采收率，在石油開采主要作為三次采油驅油劑和增稠劑。
5、油田污水處理，聚丙烯酰胺及其衍生物是一類重要的合成有機高分子絮凝劑。與傳統無機絮凝劑相比，聚丙烯酰胺有著品種多、絮凝效率高、生成泥渣少等優點。
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