曝氧對污水聚合物溶液黏度影響研究

王榮義,王 維

（1.東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶，163318;2.大慶油田有限責任公司，黑龍江大慶，163318）

0 前言

近些年來，隨著油田采出污水配制聚合物溶液進行回注的興起，有關學者關于氧對于聚合物溶液的影響方面做出了大量的研究，并認為厭氧菌的存在是造成聚合物溶液黏度下降的主要原因，所以油田普遍使用污水曝氧之后配制聚合物溶液的方法，來減小厭氧菌對污水配制的聚合物溶液的影響。但如果曝氧過量，氧分子又會造成污水所配制而成的聚合物溶液長期穩定性變差。在活性雜質存在的時候，甚至極其微量的氧也會導致聚合物的分子量發生斷裂，造成溶液黏度的快速降低。所以，優選出合理的曝氧量是油田采出污水配制聚合物溶液技術的關鍵環節。

1 室內試驗部分

1.1 實驗材料

實驗使用三種聚合物（中分子量聚合物、高分子量聚合物及抗鹽聚合物）均由大慶煉化公司提供；實驗用水取自大慶采油一廠，礦化度為2697mg/L。

1.2 實驗儀器

厭氧箱、恒溫箱、布氏粘度計、磁力攪拌器等。

1.3 實驗步驟

（1）于厭氧的條件下，將污水進行沉淀以及過濾處理；

（2）將部分水樣進行曝氧處理；

（3）分別在厭氧以及曝氧的情況下，分別使用三種聚合物干粉配制聚合物溶液；

（4）厭氧以及曝氧的情況下，將聚合物溶液置于油藏溫度環境中，并在不同時間測量各聚合物溶液的黏度；

2 實驗結果及分析

2.1 實驗結果

在油藏溫度環境下，三種聚合物溶液在厭氧以及曝氧條件下所測得的黏度結果如下所示。

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由上表能夠發現：

（1）三種聚合物溶液體系在油藏環境下各時間點測得的結果，曝氧條件下的黏度均略高于厭氧條件下的黏度，即曝氧條件下聚合物溶液的黏度保持率較高；

（2）在濃度相同的條件下，抗鹽聚合物溶液的黏度最大，中分聚合物溶液的黏度最小；

（3）三種聚合物溶液在曝氧以及厭氧的條件下，聚合物溶液的黏度隨時間快速下降，至10天之后黏度的下降逐漸趨于穩定。

2.2 實驗分析

油田采出污水里含有相當數量的厭氧微生物以及細菌，其會在相當的程度上對聚合物溶液的黏度造成影響。雖然氧氣的存在會使得聚合物分子發生降解，但是含有氧氣的富氧環境對厭氧細菌具有很強的殺菌作用，能夠保證聚合物溶液的穩定性。

硫酸鹽還原菌為一類能夠于厭氧環境下將硫酸鹽物質還原為硫化物，并以有機物質作為主要營養物的細菌。在厭氧的環境中，其能夠生成二價鐵等還原物，并與聚合物溶液當中的氧發生反應，造成聚合物的分子鏈發生斷裂，從而使得聚合物溶液的黏度出現下降。在曝氧的環境中，氧能夠殺死絕大部分包括硫酸鹽還原菌在內的厭氧細菌以及微生物，并有效地一直其生長，從而減小其對聚合物溶液的降解。

綜上所述，當污水當中的氧氣含量較少時，溶液中所含有的氧不足以將厭氧菌全部消滅，以此種污水所配制成的聚合物溶液，其黏度依然會受到剩余的厭氧菌所造成的不利作用；而如果污水當中的氧氣含量較大時，將厭氧細菌消滅之后，污水當中會有部分的氧剩余，以此種污水所配制成的聚合物溶液，聚合物的分子量會由于氧的作用從而導致出現斷裂，從而影響聚合物溶液的黏度。經過優選實驗之后認為，合理的曝氧量約為5mg/L。

圖2-1 中分聚合物溶液在不同環境中黏度隨時間變化曲線

3 結論

（1）曝氧環境下聚合物溶液的黏度要略高于厭氧環境下聚合物溶液的黏度；

（2）聚合物溶液的黏度隨著時間的延長，先是快速下降，之后黏度的下降逐漸趨于穩定；

（3）污水的合理曝氧量約為5mg/L，此時污水配制的聚合物溶液黏度最大。

[1]張景存.大慶油田三次采油試驗研究[M].北京:石油工業出版社,1995.1-20.

[2]盧祥國，高振環，閆文華，等.聚合物驅油效果影響因素研究[J].油氣采收率技術,1995,2(4):1-4.

[3]朱麟勇，常志英.部分水解聚丙烯酰胺在水溶液中的氧化降解.溫度的影響[J].

[4]蔣杏昆.油田生產設備中非 SRB 硫化菌[M].國外油田工程，1998.49-51.

[5]王寶江,李彥興,姚蘭,等.清水配制污水稀釋聚合物溶液試驗研究[J].大慶石油地質與開發，2001，20(2):86-88.