(最新)离子对配制聚合物粘度影响的研究

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1、离子对配制聚合物粘度影响的研究112马强，徐方俊，赵军强（1、1、2.大庆油田萨南实业公司化工研究所，黑龙江大庆）摘要本文重点考察了离子对配制聚合物粘度影响的研究，通过对聚合物溶液粘度的测定，分析了各种常见离子对聚合物溶液粘度的影响，评价出影响聚合物溶液粘度的主要因素。详细地讨论了矿化度对聚合物溶液粘度的影响，找出离子对配制聚合物溶液粘度的影响规律。特别是钙、镁离子对聚合物粘度的影响。研究发现钙、镁离子及水的硬度是对配制聚合物粘度影响的主要因素。关键词：矿化度；硬度；聚合物；粘度；1.1离子影响聚合

2、物粘度的研究背景聚合物驱油是向低含盐量的清水中投加聚丙烯酰胺来提高水溶液的粘度[1,2]，从而达到3次采油的目的。但是该技术在使用样还存在两个缺陷。一是消耗大量的清水资源；二是产生了大量的含聚、含油污水。为了实现水资源的良性循环，通常是将含油污水进行处理后配制聚合物。大庆是以石油化工为主的工业化城市，石油开发每年都要消耗大量水资源。目前我国聚合物驱油技术广泛采用聚合物就是聚丙烯酰胺，由于其具有良好的水溶性和增稠性，在聚驱采油中得到了广泛的应用。注聚开发已成为大庆油田稳产的主要措施，年增石油产量在10

3、00万吨以上。而聚合物要用清水配制才能达到要求的粘度，大庆油田每天配制聚合物的清水用量近20万吨。由于水资源的短缺，今后工业用水价格还将不断上涨，必将使石油开发成本大幅上升。大庆现有四个生活污水处理厂，日处理达标排放20万吨污水。如果找出污水中影响聚合物溶液粘度的因素，开发出相关的处理工艺，将这部分污水代替清水用于配制聚合物不仅保护环境和水资源，还可实现水资源的循环利用，使油田注聚开发成本可控。因此，开展污水对配制聚合物粘度影响的研究，对于油田开发、节约水资源有着十分重要的意义。1.2关于影响聚合物

4、水溶液粘度的研究目的及主要内容聚合物驱油是一种日趋成熟的提高采收率的技术，大庆油田已将其步入工业化应用阶段。原理是通过提高水相粘度，改善流度比，以扩大波及系数，提高原[3]油采收率。影响聚合物溶液粘度的因素很多，主要有pH值、温度、聚合物分子量、浓度及水的矿化度等。而聚合物驱配方和条件一定时，其pH值、温度、分子量和浓度是确定的，而油田水的矿化度却因水的来源不同而不同。研究结果表明，大庆油区采出污水中均存在较高含量的钙、镁、铁等高价离子，其对聚合物粘度有较大的影响。因此，深入研究矿化度影响聚合物溶液

5、粘度机理十分必要。在不同矿化度条件下，聚合物的增粘性能也不相同。在蒸馏水中，聚合物基本没有缔合效果；在氯化钠或氯化钙溶液中，在缔合临界矿化度之前，随着矿化度的增大，溶液粘度逐渐降低；在缔合临界矿化度之后，随着矿化度的增大，溶液粘度迅速升高，达到最大值后又逐渐下降。污水的再利用已成为国内外节水的重要措施，关于影响聚合物水溶液粘度的因素，近年来国内外在这方面已做了大[4][5]量的研究，赵丰等人研究了矿化度对聚合物溶液粘弹性的影响；王其伟等人、[6][7][8]于洪江等、WangD.M.等、卢祥国等探讨

6、了聚合物溶液粘度的影响因素。本文在室内实验研究的基础上，从理论上详细讨论了矿化度对聚合物溶液粘2+2+度的影响机理，找出离子对配制聚合物溶液粘度的影响规律。特别是Ca、Mg离子对聚合物粘度的影响。2.1主要研究内容2.1.1污水厂水质分析本研究主要以大庆乘风污水处理厂外排水作为研究对象，对影响配制聚合物溶液粘度的主要因素进行了细致研究。表2-1列出了大庆乘风污水处理厂外排水+水质分析报告，其中阴阳离子的浓度如下所示。本实验选取水中主要的离子Na、2+2+-2--Ca、Mg、Tfe、HCO3、SO4、

7、Cl作为主要研究离子。表2-1大庆乘风污水处理厂外排样水水质分析报告++2+2+6+阳离子KNaCaMgTFeCrCuZnMnmg/L18.819648.113.90.160.020<0.010.020.27-2-2+-3----阴离子HCO3CO3SO4ClPO4FNO3NO2mg/L720060.8127<0.10.96<0.050.0532.1.2二价铁离子含量分析及对聚合物粘度影响的研究（一）试验方法及目的[1]首先取乘风庄污水厂新鲜外排污水，利用邻菲啰啉分光光度法测定样水二价铁离子的浓度。

8、以蒸馏水配制的聚合物溶液浓度为基准，利用测得的数据配制含有不同浓度的二价铁离子的聚合物溶液，找到二价铁离子对聚合物粘度影响的规律。（二）实验结果测得乘风污水厂中二价铁离子浓度在0.615mg/L左右，污水配制聚合物粘度只有10.8mPa.s。用蒸馏水配制500mg/L聚合物溶液粘度为84mPa.s。配制不同浓度二价铁离子溶液研究二价铁离子对聚合物溶液粘度的影响。①用含有二价铁离子的水溶解聚合物实验在氮气保护下配制二价铁离子浓度为10mg/L的硫酸亚铁溶液待用，在蒸馏水