淺析影響聚合物溶液黏度的主要原因

劉文海(大慶油田采油一廠試驗(yàn)大隊薩中二配制站，黑龍江 大慶 163000)

淺析影響聚合物溶液黏度的主要原因

劉文海(大慶油田采油一廠試驗(yàn)大隊薩中二配制站，黑龍江 大慶 163000)

如果聚合物溶液當(dāng)中含有各種例子，就會對溶液的黏度造成一定的影響。與低價陽離子相比，高價陽離子更容易引起聚合物的聚索，從而使得分子鏈變得較短，這就會使得溶液的黏度不斷降低。而隨著溶液當(dāng)中硫離子濃度的增加，也會使得聚合的黏度受到降低。因此，之所以會造成聚合物粘度低，很大的原因就是因?yàn)槿芤寒?dāng)中具有較高的硫離子含量。在污水配置的聚合物溶液當(dāng)中，溶解氧是對溶液穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的重要因素，在溶液當(dāng)中配注水中氧則會使得溶液的黏度受到迅速的降低。

聚合物溶液；黏度；離子含量；影響因素

1 復(fù)合二元驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)現(xiàn)狀

在CB1F平臺注聚先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的濃度為5000mg/L，在井口當(dāng)中，第一段的塞濃度為2000mg/L，而實(shí)際的設(shè)計濃度則為1200mPa·s。在現(xiàn)場注聚的過程當(dāng)中我們發(fā)現(xiàn)，注入的聚合物具有較低的濃度以及黏度。而在正常的條件下，濃度1800mg/ L、且溫度在65℃的污水你是的溶液黏度為20mPa·s以上，而在CB1F平臺當(dāng)中，聚合物溶液熟化灌出口的黏度為5mPa·s，而井口的黏度則為1.1mPa·s，難以達(dá)到配方體系的實(shí)際要求，使得現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的效果受到了十分重要的影響，因此，這就需要對影響?zhàn)ざ鹊囊蛩剡M(jìn)行相應(yīng)的分析，從而尋求有效的改善措施。

2 污水配置聚合物對黏度的影響

2.1 離子對聚合物溶液黏度的影響

通過對配注污水的水質(zhì)進(jìn)行分析，我們能夠了解到，污水當(dāng)中主要的成分有NA+、Ca2+、HCO3-等離子，而在溶液當(dāng)中含有多種離子，也會對溶液的黏度造成相應(yīng)的影響。

（1）金屬離子對黏度的影響

在污水當(dāng)中NA+、Ca2+等離子是最主要的金屬離子，而隨著NA+等離子濃度的不斷增加，也會使得聚合物當(dāng)中的電斥力受到相應(yīng)的限制。一旦離子的濃度降低到3000mg/L以下的時候，牧野的黏度會呈現(xiàn)出劇烈下降的情況，而如果其黏度降低到40mPa·s的時候，離子濃度對黏度的影響會逐漸減小。與低價陽離子相比，高價陽離子更容易引起分子的聚縮，并最終導(dǎo)致溶液的黏度出現(xiàn)下降的情況。因此，與Na+、K+等離子相比，Ca2+與Mg2+對溶液有著更大的影響，隨著這兩種離子濃度的不斷增加，溶液的黏度則會出現(xiàn)急劇下降的情況。而當(dāng)這兩種離子的濃度大于80mg/L時，對于黏度的影響則會變得較為平緩，而在這樣的情況下g2+對溶液黏度的影響要大于Ca2+。

（2）二價鐵離子對黏度的影響

在絕氧的情況下，二價鐵并不會對溶液的黏度造成較大的影響，但是在有氧的情況下，卻會造成溶液黏度的大幅下降。

（3）三價鐵陽離子對黏度的影響

三價陽離子對溶液的黏度有著更大的影響，只需要微量的三價鹽就會導(dǎo)致溶液的黏度急劇降低，這就需要對溶液當(dāng)中的三價陽離子含量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。從相關(guān)的資料當(dāng)中我們能夠看到，一般來講，國外都將三價陽離子的含量控制在20mg/L以下，而我國的大慶油田則將三價陽離子的含量控制在0.99mg/ L以下。

（4）陰離子對黏度的影響

從硫離子對黏度的影響當(dāng)中我們發(fā)現(xiàn)，隨著硫離子濃度的增加，聚合物當(dāng)中的黏度也會不斷的減小。當(dāng)硫離子的濃度達(dá)到6mg/L的時候，會使得聚合物的溶液的黏度降低到10mPa·s以下。可以說，較高的硫離子含量是造成聚合物產(chǎn)生較低黏度的重要影響因素。而在聚合物當(dāng)中除了硫離子之外，污水當(dāng)中還包含有其他的陰離子，在這些陰離子當(dāng)中，C1對黏度有著最大的影響。

2.2 溶解氧對聚合物黏度的影響

在母液當(dāng)中，溶解氧對其穩(wěn)定性能夠起到十分關(guān)鍵的影響作用，在溶液當(dāng)中進(jìn)行水中氧的配注會使得溶液的黏度迅速下降。而在實(shí)驗(yàn)室條件下，空氣當(dāng)中的氧含量會使得聚合物產(chǎn)生氧化降解，從而使得黏度的出現(xiàn)降低的情況。但是，由于污水當(dāng)中含有眾多的細(xì)菌，其中部分的細(xì)菌又會生成乳酸。在無氧的環(huán)境下，如氨酸會被硫酸鹽還原為乙酸，并脫下八個氫原子，氫原子具有較強(qiáng)的還原能力，不僅能夠使得硫酸鹽還原成為硫化氫，還能夠使得Fe3+還原成為Fe2+，并且還會在聚合溶液當(dāng)中生成很多的具有還原性的中間物質(zhì)。在無氧條件下，用這種水對溶液進(jìn)行配置能夠保持溶液的黏度，但如果一旦接觸氧氣，就會使得溶液當(dāng)中發(fā)生氧化-還原的反應(yīng)。

3 提高聚合物溶液黏度的措施

3.1 增加聚合物溶液的曝氧量

通過對溶液保曝氧量的增加，能夠?qū)⑺械倪€原性物質(zhì)進(jìn)行氧化。污水當(dāng)中的硫離子以及二價鐵離子是影響溶液黏度的主要因素，利用曝氧的方法，能夠?qū)ι鲜鲭x子進(jìn)行有效的氧化，使得污水的還原性進(jìn)行有效的降低；與此同時，殺滅大部分硫酸鹽以及厭氧菌還能夠使得聚合物的黏度得到有效的提高。通過對平臺當(dāng)中母液在不同曝氧時間下黏度的測量能夠發(fā)現(xiàn)，隨著時間不斷增加，母液的黏度也在不斷的升高；一旦曝氧時間超過40分鐘之后，其黏度上升的趨勢也會變得更加平緩，其黏度最高時能夠達(dá)到60mPa·s。而在65℃的條件下，想要配置5000mg/L的溶液最少也需要45分鐘的溶解時間，因此本文認(rèn)為，曝氧時間應(yīng)該保證在45分鐘左右最好。

3.2 添加化學(xué)藥劑，改善污水水質(zhì)

要選擇合適的氧化處理劑，從而使得污水當(dāng)中的二價鐵離子以及硫離子的含量能夠得到有效的降低，從而提高溶液黏度。通過試驗(yàn)的方法我們能夠看到，對濃度為2000mg/L的溶液，在其中投入25mg/L的氧化劑，同時在母液當(dāng)中加入80mg/L的FJN-1能夠?qū)⑷芤旱酿ざ葟?.6提高到38.9mPa·s。但是在實(shí)際的化學(xué)藥劑添加過程當(dāng)中，還應(yīng)該注意到，對氧化劑的投放要嚴(yán)格控制，但是由于在加入化學(xué)藥劑之后，水質(zhì)較為復(fù)雜，因此很難對后續(xù)的影響進(jìn)行評價。

[1]曝氧對污水聚合物溶液黏度影響研究[J].王榮義,王維.電子測試.2015(10).

[2]曝氧和殺菌對含聚污水稀釋聚合物溶液黏度的影響[J].張繼紅,劉天嘯,王瑜.石油化工高等學(xué)校學(xué)報.2015(05).

[3]聚合物溶液黏彈性實(shí)驗(yàn)[J].于嘉.油氣田地面工程.2013 (05).

[4]礦場聚合物溶液粘度影響因素分析[J].王翠麗.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2012(S1).

劉文海（1987-），男，民族：漢族，籍貫：黑龍江省阿城人，大學(xué)本科學(xué)歷。主要研究方向：三次采油。