水質對聚合物溶液粘度影響因素研究

摘要：在石油開采過程中，為增強油田采收率，聚合物驅油技術得到了有效應用。該技術主要通過對聚合物的稀釋，形成水溶液，在油田開采中，注入水溶液為驅油劑，注入水的粘度、波及效率提升，石油開采率相應增強。作為一種新興技術，水質的不同，聚合物的溶液粘度相應不同，驅油效果也因此不同。對此，文章探討了水質對聚合物溶液粘度的影響，以期發揮聚合物驅油技術的最佳效果。

關鍵詞：水質;聚合物溶液;粘度;影響因素

前言：石油是我國不可缺少的能源，隨著社會對石油的需求增大，油田開發技術不斷更新，經過長時間探索，聚合物驅油技術逐漸成熟，在油田開發中發揮了重要作用，推動了石油業的進步[1]。聚合物驅油技術應用中，聚合物的粘合度直接影響著石油最終開采率，而水質是影響聚合物粘合度的關鍵點。下文對此展開探討。

1、聚合物驅油的原理

在石油開采中，利用聚合物進行驅油，水油流度比被改善，波及體積增大。利用水驅油，當M>1，表明水流動能力大于原油，在水流動中，會發生指進現象，波及系數相應較低，原油難以被曲替。將聚合物加入水中，溶液深入地層的能力下降，粘度提高，溶液的波及范圍增大。若原油流動能力大于溶液，溶液波及范圍相應增大，水的驅油效果增強。利用聚合物驅油，水在油藏內滲透部位較強的流動阻力增大，波及效率提高。將聚合物加入水中，增大水粘度的同時，水的滲透率降低;在滲透率較高的部位，水流動的阻力較小，機械剪力的作用減弱，聚合物難降解，聚合物分子極易在孔隙內纏結，滲透部位的流動阻力增大。而滲透率較低的部位，聚合物分子具有較強的降解能力，容易通過細小空隙，不會堵塞孔徑。將聚合物添加入水中，水將成為粘性水溶液，可將水溶液作為能夠伸縮的海綿，當聚合物通過孔隙時，海綿效應下，水溶液能夠將孔隙內的油滴拖拉攜帶出來，孔隙壁的油膜逐漸變薄。同時，水溶液能夠將殘余油拉伸為油柱，與下游的油柱相遇后，形成穩定油絲通道，提高驅油效率，增強石油開采量[2]。

2、聚合物稀釋用水的水質分析

當前，以深渡水稀釋聚合物，所得溶液的粘度最高，普通水稀釋聚合物所得溶液濃度占據稍遜，下文對兩種水質全面分析，以此掌握兩種水質的不同，了解影響聚合物溶液粘度的主要因素，為后續的聚合物驅油技術的有效應用奠定基礎。

2.1、水質全分析

水質全分析，又被稱為常規分析、非常規分析兩種。首先，利用一般采樣法對深渡水、普通水進行取樣。其次，利用儀器分析法、化學分析法對兩種水樣分別分析，分析方法為常規法。之后，以高效液相色譜、紅外光譜分析儀色譜聯用儀等對水樣進行分析，分析方法為非常規分析，以此快速得出分析結果。

2.2、特征無機物、有機物的分析

在對水質的特征無機物、有機物進行分析時，分析過程為：取樣、穩定、富集、儀器分析。儀器分析時，所用以期包括分光光度儀、離子色譜、原子吸收分光光度儀等。

2.3、微量無機物、有機物的分析

在對水的微量無機物、有機物進行分析時，分析過程為：取樣、穩定、富集、儀器分析、鑒定。在儀器分析過程中，使用的以期包括色譜聯用儀、質譜聯用儀、高效液相色譜等。

2.4、分析結果

通過上述三種方式，對深度水、普通水進行分析，最終得出：兩種水的無機、微量有機離子的含量相差較小，pH值基本相同，總的礦化度基本處于一致狀態。水曾現出堿性，而導致水堿性的原因在于：重碳酸根。并且，兩種水質的有機物含量較小，因此，其對聚合物粘度的影響被剔除。通過污水處理分析，原油、固體懸浮物、PAM等含量降低，在固體懸浮物中，包含硅酸鹽、聚丙烯酰胺、碳酸鹽等物質，深度水內的固體懸浮物、含油量低于普通水，因含油量對粘度影響較小，因此，影響聚合物溶液粘度的因素主要是固體懸浮物的含量。

3、聚丙烯酰胺在深度水中粘度下降的因素

下面以聚丙烯酰胺為例子，對其在深度水內粘度下降的因素進行分析，更全面掌握深度水對聚合物溶液的粘度影響。聚丙烯酰胺作為高分子，空間網絡結構較為復雜，在物理因素、化學因素影響下，溶液的粘度較高，而影響溶液粘度的原因也相對較多。

3.1、幾何因素

在深度水中，聚丙烯酰胺會發生物理變化，復雜的物理結構被簡化，因為，深度水內礦化度較高，其中存有高價離子，如：三價鐵離子、鎂離子、鈣離子等，都能夠與聚丙烯酰胺發生反應，降低溶液粘度[3]。另外，聚合物會吸附水中的懸浮物、膠體粒子等，使聚合物成為絮凝體，結構穩定性增強，溶液粘度降低。

3.2、降解因素影響

常見的降解因素有：熱降解、光降解、機械降解、化學講解等。其中，前兩種降解方式主要通過提高溫度，降低聚合物的溶液粘度，隨著聚合物溶液擱置時間拉長，溶液粘性隨之增大。機械降解，主要是利用機械力做功影響聚丙烯酰胺，使分子斷裂與降解，碳鏈變短，聚合物的分為量降低，溶液粘度降低。化學降解主要是通過氧氣、氧化物質與還原物質等和聚合物的相互反映，以此達到降解效果，該種方法在現實生活中用處最廣。因為，水中含了大量溶解氧、引發劑等氧化物志，以及酚類化合物、二價鐵等還原物質，能夠發生劇烈催化氧化降解，聚合物的溶液粘度下降。

4、總結

總之，在聚合物驅油技術應用中，影響聚合物溶液粘度的因素呈多樣化，而水質影響最為關鍵。水的礦化度、水的離子含量、溫度、固懸物的含量等，都可能對聚合物的降解度帶來影響，進而影響聚合物的溶液粘度，采油量受到影響。文章對兩種常用水質展開探討，以期為聚合物驅油技術的應用貢獻力量。

參考文獻：

[1]周敏.油田污水對聚合物粘度影響及對策研究[J].化工管理，2018（13）：93-94.

[2]杜志強.聚合物驅油技術的實踐與認識[J].工業，2015（8）：102-102.

[3]王剛.水質對聚合物溶液粘度影響因素研究[J].石化技術，2015（7）：174-174.

作者簡介：

於涵，男，19910224，漢族，大慶肇州，在大慶油田有限責任公司第五采油廠從事三次采油室內研究工作，