高溫體系下有機鉻-聚丙烯酰胺交聯實驗影響因素

盛駿杰 邰春磊 孫凱 唐磊 楊康（長江大學湖北省油氣鉆采工程重點實驗室 湖北武漢 430000）

有機鉻-聚丙烯酰胺在油田進入高含水期提高采收率方面有很廣泛的應用，但是每個油田儲層高壓物性各不相同，應用時需要考慮有機鉻-聚丙烯酰胺在油田配伍性。因此本實驗觀察在高溫條件下分析影響有機鉻-聚丙烯酰胺交聯軀體的效果。

一、實驗藥品

主要實驗藥品：恒溫烘箱，流變儀，燒杯等；陰離子聚丙烯酰胺（北京恒聚），有機鉻交聯劑（勝利油田），HC L，NaOH等。

二、實驗儀器

（1）小型恒溫箱

（2）HA A K ER S 150型流變儀

（3）恒速攪拌器

（4）試管若干根

三、實驗方法

在實驗室條件下配置不同濃度下的有機鉻-聚丙烯酰胺，并選取在120℃的實驗條件，將不同的濃度的有機鉻-聚丙烯酰胺加入不同pH值后，采用單因素變化法安排實驗工作，通過控制pH值，礦化度等實驗因素觀察現象。

四、結果與討論

1.礦化度對成膠的影響

分別取蒸餾水，5000 p p m，10000 p p m及20000 p p m加入相同量的HP A M和交聯劑放入120℃恒溫箱中，實驗結果見表1。

表1 礦化度對成膠性能的影響

如表格1所示：隨著溶液體系的礦化度濃度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時間縮短；溶液體系的粘度降低。這是由于陰離子型聚丙烯酰胺隨礦化度升高其大分子從舒展狀態逐漸卷曲。因而礦化度升高，溶液的粘度隨之降低。

2.PH值對成膠的影響

pH值也是影響交聯的一個重要因素。在120℃下，將pH值分別調為3,4,5,6,7,8,9,10觀察體系成膠時間。實驗發現當pH值小于4是體系始終無法成膠而當pH值大于9時體系會產生沉淀。所以在高溫體系下pH的取值范圍為5～8。且在堿性條件下成膠速度快于酸性條件。這是由于聚丙烯酰胺在水解時，部分酰胺基轉化為羧基，這些羧基并不全部呈離子狀態，它為一弱電解質，在溶液中部分電離。當聚丙烯酰胺濃度一定時，在堿性條件下氫氧根離子的濃度高從而是反應加速。但提高加堿比，增加了溶液中的電解質含量，過多鹽離子的存在，使電離作用受到抑制影響反應進行。

3.濃度對成膠的影響

實驗采用的是有機鉻交聯劑，該交聯劑穩定性高，在高溫條件下才能釋放出三價鉻離子與聚丙烯酰胺進行交聯。取不同濃度的聚丙烯酰胺溶液加入相同量的交聯劑比較其成膠時間，可以選取合理濃度進行現場操作，結果見表2。

表2 濃度對成膠時間的影響

如表格2所示：隨著聚丙烯酰胺濃度的增加，溶液粘度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時間縮短。聚丙烯酰胺溶液濃度的增加其大分子之間的接觸力增加，造成溶液之間的內摩擦力增加，因此溶液的粘度增加。

小結

1.隨著溶液體系的礦化度濃度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時間縮短；溶液體系的粘度降低。

2.實驗發現當pH值小于4是體系始終無法成膠而當pH值大于9時體系會產生沉淀。所以在高溫體系下pH的取值范圍為5～8。

3.隨著聚丙烯酰胺濃度的增加，溶液粘度增加，陰離子型聚丙烯酰胺成膠時間縮短。

[1]紀淑玲,彭勃,林梅欽,李明遠,吳肇亮.粘度法研究膠態分散凝膠交聯過程[J].高分子學報.2000（01）.

[2]彭勃,李明遠,紀淑鈴,吳肇亮.聚丙烯酰胺膠態分散凝膠體系粒度研究[J].油田化學.1999（03）.

[3]屈小中,史燚,金熹高.原子力顯微鏡在高分子領域的應用[J].功能高分子學報.1999（02）.

[4]趙藝強,明偉華,胡建華,府壽寬,李民乾,陳圣福,熊啟華.聚合物納米粒子的制備及其新型物理水凝膠結構的AFM和SEM研究[J].高等學校化學學報.1999（06）.