聚合物注入系統黏度損失影響因素分析

摘要：影響聚合物溶液黏度的因素很多。就配制聚合物用水而言，主要有聚合物溶液的濃度、配制水的礦化度等;就聚合物溶液的配制過程而言，主要是降解的影響，包括機械降解、化學降解、生物降解等。本文對此進行了一些分析

關鍵詞：聚合物;注入系統;黏度損失;礦化度

一、污水及地面工藝設備對黏度的影響因素分析

1.1 礦化度對聚合物溶液黏度的影響

聚合物溶液黏度隨礦化度的變化通常稱為鹽敏性。由于無機鹽中的陽離子較偶極水有更強的親電性，因而它們優先或取代了水分子，與聚合物分鏈上的羧基形成反離子對，從而屏蔽了高分子鏈上的負電荷，排出了一些束縛水分子，因而隨著礦化度的升高，聚合物溶液中的分子由伸展構象逐漸趨于卷曲構象，使分子的有效體積縮小，從而使溶液黏度下降。

以某區注入站用濃度為 5 000 mg/L 聚合物母液及稀釋后濃度為 1 800 mg/L 目標聚合物溶液的現場數據為依據，分析污水礦化度對黏度的影響。具體數據見表 1 和圖 2，圖 2（a）為污水礦化度對母液黏度影響曲線，圖 2（b）為污水礦化度對目標聚合物溶液黏度影響曲線。

由表 1 可以看出，污水礦化度在 6 月份有明顯的增加，從 5 738.53 mg/L 增加到 6 040.24 mg/L，增加了 301.71 mg/L，母液黏度從 92.62 mPa·s 降低到88.36 mPa·s，降低了 4.26 mPa·s。并且，隨著污水礦化度的增加，母液黏度持續下降，當 5 月份污水礦化度大于 5 700 mg/L 以后，黏度的下降趨勢較為顯著，8 月份母液黏度為 82.27 mPa·s，較 5 月份降低了 10.35 mPa·s。

由圖 1（a）可以看出，隨著污水礦化度的增加，母液黏度下降，圖中兩個曲線成反比關系，礦化度大于 5 700 mg/L 以后，黏度下降顯著;由圖 1（b）可以看出，隨著污水礦化度的增加，黏度曲線呈水平狀態，目標聚合物溶液黏度隨著礦化度的增加沒有明顯的變化。

從上面的數據分析可以得出，污水礦化度對聚合物母液的黏度有很大的影響，隨著礦化度增加到5 700 mg/L 以后，母液黏度明顯下降，但對目標聚合物溶液黏度沒有明顯影響。

1.2 微生物對聚合物溶液黏度的影響

1.2.1 污水曝氧量對聚合物溶液黏度的影響

由于油田采出水中含有大量的硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌等眾多細菌，在無氧環境中，可以生成 Fe2+等還原性物質，在聚合物溶液中發生氧化-還原反應而使聚合物迅速降解，說明影響聚合物體系黏度的主要因素是微生物及還原性物質。根據相關文獻，污水曝氧法可以殺滅大部分硫酸鹽還原菌和其他一些厭氧菌，氧化污水中的還原性物質，硫酸鹽還原菌的殺菌率可達到 99.2%。

為確定污水曝氧量對聚合物溶液黏度的影響程度，開展了污水曝氧量對黏度損失的影響試驗曝氧污水稀釋的聚合物溶液黏度遠大于用非曝氧污水稀釋的溶液黏度。說明通過污水曝氧，可以有效殺滅大部分硫酸鹽還原菌和其他一些厭氧菌，氧化污水中的還原性物質，從而可以大幅度減少對聚合物溶液黏度的損失。因此，通過以上分析可知，影響污水配制聚合物溶液黏度的主要因素是污水曝氧效果。

1.2.2 輸送過程細菌及其代謝產物對黏度的影響

聚合物溶液在管道輸送過程中不僅存在剪切降解，且管中細菌及其代謝產物對黏度也存在影響。在輸送過程中由于剪切降解存在的黏度損失是不可避免的 ，因此，在現場可以減少黏度損失的因素為注入管道中的細菌及其代謝產物。為確定注入管道中雜質對黏度損失的影響程度，選取注入站黏度損失較大的 3 口注入井（注入管道均為玻璃鋼管）開展了相關試驗。在正常注入和清洗管道兩種情況下，分別從注入站出站處及注入井口取樣。

二、結論

（1）污水礦化度對聚合物母液的黏度有很大的影響。隨著污水礦化度增加到 5 700 mg/L 以后，母液黏度明顯下降，但由于聚合物母液稀釋注入過程存在著各種剪切降解，導致污水礦化度對聚合物溶液的降解基本可以忽略不計。

（2）根據現場試驗得知，輸送管道中細菌及其代謝產物的降解率達到 20%以上，成為聚合物溶液在管道輸送過程黏度損失的主要原因，且隨著管道長度的增加，管道中的細菌及其代謝產物對聚合物溶液黏度的影響越大。

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（作者單位：中油遼河工程有限公司環境工程所）

作者簡介：霍佳瑤（1982.10.31），性別：女;籍貫：河北張北;民族：漢;學歷：本科、學士;職稱：中級工程師;職務：設計;研究方向：給排水及消防。