影响聚合物段塞流变性因素的研究

本文针对我国表面活性剂/聚合物驱油的实际,研究了石油磺酸盐(PS)、正丁醇(R_4OH)和矿化水对水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液流变性的影响。结果表明,PS对HPAM溶液流变性的影响与介质的矿化度有关:非矿化水介质中,PS对HPAM溶液性质的影响类似于无机盐,能降低HPAM溶液的表现粘度(η_α)和稠度系数(k);当系统中含有一定浓度矿化水时,PS却能升高系统的η_α和k值,降低流型指数(n),使系统的非牛顿性增强。在含有PS和矿化水的HPAM系统中加入R_4OH,系统的η_α和k值会有所增加。     

部分水解聚丙烯酰胺和聚乙烯醇混合溶液的流变性*

采用蠕动实验研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和聚乙烯醇(PVA)混合溶液(总质量分数为0.20%)的流变性(零剪切黏度),主要考察了体系组成比(以HPAM在聚合物中所占质量分数表示,R_(PH))和电解质(NaCl)浓度(c_(NaCl))对流变性的影响,并对HPAM和PVA分子间相互作用机理进行了探讨。结果表明,PVA可通过氢键与HPAM络合(或交联)形成高分子复合物,其络合PVA/HPAM摩尔比约为90。R_(PH)在0数0.7范围内,HPAM和PVA混合产生黏度降低效应,其中在R_(PH)=0.2时黏度降低效应最强。而R_(PH)在0.7数1.0范围内,基本无黏度效应。加入NaCl可使混合溶液(R_(PH)=0.20)产生复合增黏效应,表明聚合物复配可提高HPAM溶液的抗盐能力。本研究加深了对聚合物相互作用行为的认识,为基于HPAM的复配体系在强化采油工程中的应用研究提供了重要信息。图6参31     

疏水缔合聚丙烯酰胺溶液挂壁与粘度的关系

研究了NaCl和CaCl2浓度对部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和疏水缔合聚丙烯酰胺（HAP）溶液挂壁与粘度的影响。结果表明，随着NaCl浓度增加，HPAM溶液的粘度降低，且溶液没有挂壁现象出现；随着CaCl2浓度增加，HPAM溶液的粘度先急速降低，再有所增加，当CaCl2质量浓度大于299．7mg／L时，粘度则又缓慢降低，溶液也没有挂壁现象出现。而对于HAP．随着NaCl浓度增加，其粘度先降低后增加，当NaCl质量浓度达到10000mg／L时，溶液出现挂壁现象；随着CaCl2浓度增加，HAP溶液的粘度先上升后降低，当溶液中CaCl2质量浓度达到149．8mg／L时，HAP溶液出现挂壁现象。HAP中疏水基团的相互作用是引起HAP溶液挂壁的主要原因。     

腐蚀产物对碱／聚合物复合驱系的粘度损害

研究了Na2CO3／HPAM复合驱介质中溶解氧、由碳钢腐蚀所产生的Fe2＋和Fe3＋等对部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）降解及粘度变化影响。在无氧环境下腐蚀所产生的Fe2＋对HPAM的粘度变化影响不大，而在曝氧环境中，由于Fe2＋自动氧化成Fe3＋产生了·OH自由基，使HPAM主链断裂而降解，粘度下降很大，降解后的HPAM分子链由于Fe3＋的交联作用而沉降。     

硫酸酯盐双子表面活性剂溶液法流变性能研究

用流变仪测定了不同烷基链碳原子数(m=6,8,10,12)阴离子双子表面活性剂粘度,优选出GA12-4-12增粘效果较好,并系统研究了各种因素对GA12-4-12溶液粘度的影响.研究表明,随浓度升高,GA12-4-12溶液粘度上升.加入浓度超过0.03%的无机盐(NaCl、AlCl3·6H2O)对GA12-4-12溶液...     

聚合物对石油羧酸盐界面活性的影响

通过测定加入聚合物HPAM前后,不同浓度石油羧酸盐弱碱(Na2CO3)溶液和石油羧酸盐强碱(NaOH)溶液与大庆采油四厂原油间的界面张力,探讨了聚合物的加入对石油羧酸盐界面活性的影响。结果表明:聚合物的加入可显著改善石油羧酸盐弱碱(Na2CO3)溶液的界面活性,未加入聚合物时,石油羧酸盐只能在Na2CO3浓度为8 12 g/L的部分范围达到超低界面张力;加入1500 mg/L HPAM后,界面活性明显改善,尤其是在表面活性剂浓度较高(0.8 3.2 g/L)、Na2CO3浓度低至4 12 g/L区域的界面张力均可达到10-3数量级。聚合物的加入对石油羧酸盐强碱(NaOH)溶液界面活性的改善不如弱碱(Na2CO3)溶液明显。在低NaOH浓度(46 g/L)时,加入HPAM对石油羧酸盐强碱体系的界面活性尚有一定改善,当NaOH浓度为8 g/L时效果已不太明显,而当NaOH浓度分别为10、12 g/L时界面活性反而变差。此外,文中还对聚合物的上述影响从化学的角度进行了初步探讨。     

阴离子型表面活性剂溶液物理化学特征研究

为揭示温度对阴离子型表面活性剂在临界胶束浓度时的理化性质和胶束结构稳定性的影响规律,测定了十二烷基硫酸钠(C_(12)H_(25)SO_4Na)和十二烷基苯磺酸钠(C_(18)H_(29)NaO_3S)溶液的表面张力、泡沫半衰期和黏度等性能参数,研究了这两种表面活性剂溶液的黏度活化能、胶束化标准焓变和标准熵变等物理化学性质。结果表明,常温时,C_(12)H_(25)SO_4Na和C_(18)H_(29)NaO_3S的临界胶束浓度分别为0.008和0.002 mol/L。随着温度的升高,两种表面活性剂的表面张力和泡沫半衰期均呈指数型下降,黏度呈线型下降。C_(18)H_(29)NaO_3S的黏度活化能是C_(12)H_(25)SO_4Na的1.96倍,但C_(12)H_(25)SO_4Na降低表面张力的效率和吸附趋势均大于C_(18)H_(29)NaO_3S,其标准胶束化自由能和标准熵变均大于C_(18)H_(29)NaO_3S,更容易产生胶束,且胶束结构更稳定。     

油田采出水HPAM水溶液粘度稳定剂的研制

针对油田三次采油开发过程中不同的水质使部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)水溶液的粘度降低的现象,研究其主要影响因素,分析粘度降低规律,确定了HPAM粘度稳定剂的主要研制方向,并且通过研制HPAM粘度稳定剂提高聚合物溶液粘度,使粘度保留率达到80%以上,降低了聚合物驱油成本.     

NaCl 浓度对低浓度 HPAM/AlCit 体系流变性的影响

采用HAAKE流变仪，研究了NaCl质量浓度对低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)交联体系(HPAM／AlCit)流变性、时间效应以及粘度的影响。结果表明，当NaCl质量浓度在5～10g／1时，聚合物质量浓度为0．1g／1的交联体系在一定剪切速率下(500-1500s^-1)表现出胀流性和明显的负触变性；低于或高于该NaCl质量浓度范围，体系只表现出假塑性或牛顿性，并且没有明显的负触变性。交联体系的粘度随NaCl质量浓度的增加先降低后增加，NaCl质量浓度由0．5g／1增加至20g／1，体系粘度逐渐降低；其质量浓度由50g／1增加至100g／1，体系粘度随之增加。笔者对上述实验现象的微观机理进行了初步分析。     

磁处理对聚合物溶液粘度的影响

对不同质量浓度（500，1000，1500mg/L)的HPAM水溶液在流速12cm/s、温度30℃、不同磁感应强度（150、300、400、500mT)和不同峰数（1、2、3、4峰）下进行了磁处理，测定了磁处理前后30℃时的溶液粘度，发现溶液浓度越高、峰数越多，则磁化增粘效果最好（最高达29．8％），但实验关系具有多值性特征，说明在将磁化技术用于聚合物溶液增粘时，须针对所用溶液筛选最佳磁化参数。在30℃、150mT、3峰条件下磁化的1000mg/L HPAM溶液，在30－90℃范围内的粘度均高于相应未处理溶液，即磁处理可提高溶液的热稳定性。在40℃、150mT、3峰条件下磁化的加入NaCl的1000mg/L HPAM溶液（其粘度较不加盐的相应溶液下降90％以上），磁化增粘幅度随加盐量增加（10－120g/L)而减小，表明磁处理可提高溶液的抗盐性。在30℃、150mT、3峰条件下磁处理后的500mg/L HPAM溶液的粘度，在30℃下随放置时间延长而下降，下降幅度随放置时间延长而减，72h后仍高于未磁化的相应溶液，表明磁处理的HPAM溶液同样具有磁记忆效应。讨论了以上实验现象的机理。图3表1参9。     

阳离子聚合物对聚合物驱污水中HPAM的去除作用及机理

研究了阳离子高分子聚合物对污水中HPAM的去除作用,并用扫描电镜和透射电镜研究了阳离子聚合物对HPAM存在形态的影响.研究发现,阳离子高分子聚合物对HPAM有去除作用,其中CJSG阳离子聚合物效果最优.室内与现场试验表明,气浮条件下,CJSG(3mg/L)可使河南油田下二门区块聚合物驱污水中HPAM去除率高于64%,其处理水经混凝沉降后透光率近90%.电镜分析表明,在水中HPAM和CJSG具有不同的存在形态,且与水的矿化度无关;HPAM在水中呈线性链束(团)形态,CJSG则呈串珠(颗粒)形态;两者(HPAM/CJSG)在水中混合均呈串珠(颗粒状)形态.添加CJSG使HPAM流体力学尺寸和溶液粘度下降,HPAM去除率增高.CJSG去除HPAM的机理为:CJSG改变了HPAM在水中的存在形态,降低了其流体力学尺寸、增粘性和溶解性,有利于气浮去除.     

HPAM/有机锆弱凝胶调驱剂的研究

室内研制了一种低温HPAM／有机锆弱凝胶调驱剂，考察了HPAM和有机锆交联剂浓度以及温度对弱凝胶粘度的影响。结果表明，在HPAM浓度700mg／L，有机锆交联剂浓200-300mg／L，延缓交联剂浓度20mg／L，20℃养护6d条件下，形成的弱凝胶粘度大于1000mPa．s，在5000mg／L的NaCl溶液中有较好的稳定性。     

金属离子对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响

综述了不同金属离子对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度的影响,指出在相同的金属离子浓度下,各种金属离子对HPAM溶液黏度的影响由大到小的顺序是Fe2+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Na+>K+。     

耐温抗盐聚合物TS-45流变性及驱油效率研究

在45℃(大庆主力油藏温度)下,以超高分子量(2.8×107)HPAM为对比,实验考察了耐温抗盐聚合物TS-45溶液的流变性能和驱油能力.TS-45为丙烯酰胺、强极性(含-SO3H)支链单体及少量疏水缔合单体的共聚物.实验聚合物溶液含盐(NaCl)5 g/L,含聚合物1 g/L.两种聚合物溶液在0.02～600 s-1范围均为假塑性流体,TS-45溶液的粘度大于HPAM溶液.溶液的G′和G″随振荡频率增加(0.1～50 Hz)而增大;TS-45的G′(和G″)大于HPAM的相应值;G′和G″曲线的交点,TS-45为0.1 Hz,此时G′=G″=0.078 Pa,HPAM为0.147 Hz,此时G′=G″=0.0088 Pa,表明TS-45溶液的弹性大于HPAM溶液.与NaCl浓度1 g/L的聚合物溶液相比,实验溶液的G′和G″均下降,在2.81 Hz下的保留率对于TS-45分别为48.2%和38.3%,对于HPAM分别为24.1%和17.2%,说明TS-45的耐盐性较好.TS-45在岩心中的阻力系数和残余阻力系数(38.6和9.6)大于HPAM的相应值(25.4和5.7).在岩心驱油实验中,注入0.38 PV聚合物溶液提高采收率的幅度,1 g/L的TS-45污水溶液、HPAM清水和污水溶液分别为12.6%、10.5%、8.9%,0.8 g/L的TS-45污水溶液为10.7%;在注入量0.2～2.0 PV范围内提高采收率的幅度,1 g/L的TS-45污水溶液恒大于HPAM污水溶液.图6表2参5.     

精细化学品工业

TE357200506359HPAM/有机锆弱凝胶调驱剂的研究〔刊〕/范振中,万家瑰…(大庆石油学院石油化工系)∥精细石油化工进展.-2004,5(9).-13~14室内研制了一种低温HPAM/有机锆弱凝胶调驱剂,考察了HPAM和有机锆交联剂浓度以及温度对弱凝胶粘度的影响。结果表明,在HPAM浓度700mg/L,有机锆交联剂浓度200~300mg/L,延缓交联剂浓度20mg/L,20℃养护6d条件下,形成的弱凝胶粘度大于1000mPa.S,在5000mg/L的NaCl溶液中有较好的稳定性。表4参2(许德联摘)TE357200506360丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-烷基丙烯酰胺三元共聚物水溶液特性研究…     

含氟丙烯酸酯AFSN及其与丙烯酰胺、丙烯酸的共聚物PAMF的合成与共聚物水溶液粘度性能

将杜邦公司的商品氟表面活性剂Zonyl FSN(含全氟烷基的脂肪醇)与丙烯酰氯(AC)等在低温下反应,合成了含氟丙烯酸酯AFSN,按产物收率和纯度确定最佳摩尔比FSN∶AC=1∶1.05,最佳反应时间为11～12小时.用IR谱表征了AFSN的结构.将AFSN、AM、AA在水溶液中共聚,得到了含氟疏水缔合水溶性聚合物PAMF-3和PAMF-5(混合单体总质量中AFSN分别占0.3%和0.5%).PAMF共聚物在水溶液中的增粘性、抗盐性和耐温性远高于超高分子量HPAM.室温下浓度为1.5 g/L的HPAM、PAMF-5、PAMF-3水溶液不含盐时粘度分别为520、690、530 mPa·s,NaCl浓度为15 g/L时粘度分别为41、410、325 mPa·s,粘度下降率分别为92%、40%、38%.1.5 g/L PAMF-3水溶液在90℃时保有的粘度高达300 mPa·s,而1.5 g/L HPAM水溶液在90℃时粘度为14 mPa·s.PAMF共聚物可望用作耐温抗盐的驱油聚合物.图5参9.     

复配表面活性剂/碱驱油体系中石油羧酸盐与重烷基苯磺酸盐的吸附研究

在45℃下测定了石油羧酸盐(室内制品O126，工业品ICO435)和重烷基苯磺酸盐(工业品WGN和ORS-41)从混合溶液中的吸附量。配液用水为大庆采油四厂净化污水，矿化度为4．3g／L。在静态吸附测定中波固比(mL／g)范围为1：8～8：1。在人造岩心粉上，O126/WGN(2．4／0．6g／L)溶液中O126和WGN的静吸附量随波固比的增大而增大；加入电解质NaOH，NaCl或Na2CO3(9．0g／L)使吸附量增大，其中Na2CO3的影响程度较小；在液固比1：4下，吸附后的不含和含电解质的溶液中O126和ORS-41的摩尔浓度比大体上接近初始比值(0．7971)。在大庆去油油砂上，吸附后ICO435/WGN／Na2CO3(5．33／0．67／10．0g／L)溶液中ICO435与WGN的摩尔浓度比，在液固比1：4时为0．9063，接近初始比值(0．8919)。在人造岩心驱油中，注入O126／ORS-41／NaOH／HPAM(0．77／0．82／12．0／1．2g／L)驱油溶液0．3PV和HPAM(0．8g／L)溶液0．3PV后，流出液中O126和ORS-41的质量浓度与初始质量浓度之比随累计流出体积(0．31～3．49PV)的变化趋势大体上是一致的。因此认为：在接近实际驱油过程的液固比下(1：3～1：4)，石油羧酸盐和重烷基苯磺酸盐的色谱分离较弱，在驱油液中可大体上保持初始比例。图1表4参5。     

驱油聚合物水溶液粘度影响因素探讨

结合孤东油田聚合驱的实际情况,探讨了温度、矿化度、pH值、搅拌速度、搅拌时间及配制参数等因 素对聚合物溶液粘度的影响程度。pH值控制在7~9、温度在10~18℃、搅拌速度在80 r／min以下时,配 制的聚合物溶液具有较高的粘度;Na+含量低于200 mg·L-1、Ca2+和Mg2+的含量低于100 mg·L-1、 Fe3+的含量小于20 mg·L-1时,有利于提高聚合物溶液粘度的保留率;溶解氧对HPAM溶液的粘度影响 较大。     

盐度对交联聚合物溶液性质的影响

采用核孔膜过滤和动态光散射手段，研究了盐度对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)交联反应过程的影响以及所形成的交联聚合物溶液线团(LPC)的大小。结果表明，HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物线团对1．2μm核孔膜的封堵程度与其反应时间有关。随着NaCl含量的增加，交联聚合物溶液(LPS)对1．2μm核孔膜的封堵程度先增加后下降，且存在一最佳值。HPAM与AlCit交联后形成的交联聚合物线团尺寸比相同条件下形成的HPAM线团尺寸小．并随着盐度的增加而减小。     

高粘度羧甲基木薯淀粉钠的合成

以木薯淀粉为主原料,乙醇为溶剂,合成了粘度为1895mPa·s（2％溶液）的高粘度羧甲基木薯淀粉钠。探讨了一氯乙酸用量、碱化时间、碱化温度、醚化时间、醚化温度、氢氧化钠用量以及乙醇用量对羧甲基木薯淀粉钠的粘度的影响,得到的较佳合成反应条件为：脱水葡萄糖单元（AGU）、一氯乙酸及氢氧化钠摩尔比为1：1：2．4,干木薯淀粉与乙醇质量比为1：5．3,碱化温度35℃,碱化时间120min,醚化温度55℃,醚化时间90min。实验测定NaCI和Na2CO3对产物溶液粘度的影响结果表明,NaCl和Na2CO3的加入使产物溶液的粘度明显下降。并对产物和原淀粉进行了IR光谱表征。