部分水解聚丙烯酰胺的微流变特性研究

以动态光散射原理为基础,借助Rheolaser微流变仪,针对NaCl浓度、pH值、温度以及相对分子质量等影响因素,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的微观流变特性。通过分析HPAM的均方位移(MSD)曲线,得到反映其流变特性的黏弹性参数,宏观黏度因子MVI和弹性因子EI。实验结果表明,NaCl浓度越低,温度越低,pH值越高,相对分子质量越高,则HPAM溶液的MVI与EI的平衡值越高。阐述了聚合物溶液具有这种流变特性的微观机理,探讨了微流变学在研究聚合物流变特性上的优越性。     

HPAM溶液流变性与减阻关系

通过研究不同浓度、不同分子量的HPAM溶液的流变及摩阻性能,建立了一个聚合物溶液摩阻系数方程。测试了5种不同浓度、4种不同分子量的HPAM溶液的稳态剪切黏度、触变性、流动曲线等流变性能;并分别测试其在管内径为0.77 cm,流量为3～9 L/min的压差数据,计算得摩阻系数数据,分析了聚合物分子量、聚合物浓度等对溶液减阻的影响,建立了聚合物溶液摩阻系数f和广义雷诺数Re及聚合物溶液流型参数n之间的摩阻系数方程。      

部分水解聚丙烯酰胺水动力学尺寸测定的影响因素分析及其应用

应用微孔滤膜法对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)水动力学尺寸进行测定。考察过滤压力、HPAM质量浓度、HPAM相对分子质量、配液用水及机械剪切作用等因素对HPAM水动力学尺寸的影响。实验结果表明,当过滤压力为0.08 MPa时,随HPAM相对分子质量的增大,HPAM质量浓度的增加,HPAM水动力学尺寸增大;配液用水矿化度越高,HPAM水动力学尺寸越小;当HPAM质量浓度较低时,机械剪切作用对于HPAM水动力学尺寸降低的影响尤为明显。水动力学尺寸可作为判断驱油体系与孔喉匹配性的基础,指导油田聚合物驱方案的优化设计。     

聚丙烯酰胺的化学降解

原油采出液中含有一定浓度和较大相对分子质量的聚丙烯酰胺(HPAM),使溶液的粘度增加,而聚丙烯酰胺在原油中的滞留必将影响石油加工产品的质量.通过选定几种降解剂,由实验来考察其浓度、溶液pH值、反应温度、反应时间等因素对聚丙烯酰胺降解的影响.结果表明,对于给定的降解剂,溶液pH值、反应温度、反应时间均影响HPAM的降解效果.总体上,低溶液pH值、高反应温度对HPAM降解反应有利,一定长的反应时间可以使HPAM的降解程度增加.     

腐生菌对水解聚丙烯酰胺降解过程的研究

水解聚丙烯酰胺被广泛应用于油田以提高原油的采收率。在实验室模拟油田的二元复合聚合物的条件研究腐生菌（简称TGB）在碱－聚合物驱中的生长情况，讨论改变溶液pH值、TGB初始接种量、培养时间、连续活化次数对水解聚丙烯酰胺（HPAM）溶液粘度的影响。研究表明，连续活化5次原TGB在1000mg／L的HPAM中恒温培养7d，可使溶液粘度损失率达11．2％。通过SP8100型高效液相色谱仪测接种TGB前后HPAM的相对分子质量及其分布，探讨HPAM溶液粘度的损失机理，初步认为是由于在TGB的作用下，HPAM的高分子链断裂发生生物降解所致。     

几种影响 HPAM 对 A3 钢缓蚀能力的因素

采用动、静态挂片失重法及pH、氧含量和黏度测量等多种实验方法,分别研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的浓度、溶液的温度、HPAM的相对分子质量及溶液的矿化度等因素改变时,HPAM对A3钢在水中缓蚀能力大小的变化,并对变化的原因进行了分析。     

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.     

聚合物驱采油污水中乳化活性物质对污水处理的影响

 研究了聚合物驱采油污水中乳化活性亚组分及亚组分与水解聚丙烯酰胺（HPAM）之间相互作用对絮凝剂破乳絮凝效果的影响,提出了含聚污水的处理对策。结果表明,高相对分子质量、强极性亚组分SF42及高酸值亚组分SF31与HPAM共同稳定的乳状液比弱极性亚组分SF2所稳定的乳状液更难破乳絮凝;在不含盐的模拟体系中,高相对分子质量絮凝剂聚合铝（PAC）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM-1）与HPAM有较弱的协同絮凝作用,协同作用机制以桥连作用为主;HPAM的盐敏效应导致含聚污水盐质量浓度超过7000 mg/l以后,其中油珠zeta电位由负值变成正值,使得具有一定阳离子度的高相对分子质量絮凝剂CPAM-1对含盐、含HPAM模拟乳状液及实际污水的破乳絮凝效果明显优于其它絮凝剂,且CPAM-1与污水中HPAM在较宽的浓度范围内都有很强的协同絮凝作用。     

几种影响HPAM对A3钢缓蚀能力的因素

采用动、静态挂片失重法及pH、氧含量和黏度测量等多种实验方法,分别研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的浓度、溶液的温度、HPAM的相对分子质量及溶液的矿化度等因素改变时,HPAM对A3钢在水中缓蚀能力大小的变化,并对变化的原因进行了分析。     

Fe~(2+)对聚合物的影响及其处理方法研究

研究了配聚水中Fe2+的浓度对HPAM溶液黏度的影响机理,实验结果表明,随着溶液中Fe2+浓度增大,聚合物的相对分子质量和溶液的黏度呈下降趋势;当ρ(Fe2+)为0~0.5mg/L时,HPAM的相对分子质量、黏度随Fe2+浓度的增加而大幅度下降;当ρ(Fe2+)超过0.5mg/L时,下降趋势变缓;同时,原子力显微镜照片(AFM)显示,含ρ(Fe2+)0.5mg/L的聚合物溶液的网状结构也受到较大的破坏。为确保聚合物溶液的黏度,配聚水中ρ(Fe2+)应控制在0.5mg/L以下,采用自然曝氧法、化学络合法和锰砂接触过滤法都可以达到除铁效果,其中以化学除铁法最为简单有效;使用高效除铁络合剂BHCT-1,加药质量浓度只需300mg/L就可以取得良好的除铁效果,海上注聚油田现场应用效果良好,聚合物溶液黏度提高20%以上。     

聚表剂耗散颗粒动力学模拟及溶液特性研究

为了提高高矿化度非均质稠油油藏的采收率,基于耗散颗粒动力学（DPD）模拟,对聚合物表面活性剂KL-6 的溶液特性进行了研究,分析了KL-6 的分子结构及水溶液增黏机理,并与部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）进行了对比。利用DPD 方法模拟了PAM、HPAM、KL-6 在水溶液中的溶解状态,研究了分子链结构对聚合物分子行为的影响,分析了不同浓度HPAM 和KL-6 溶液的增黏性;比较了HPAM 和KL-6 溶液的增黏性、表面活性、抗盐性及两种聚合物溶液的微观结构。结果表明,聚表剂KL-6 具有分子间缔合作用和表面活性,其临界缔合浓度为0.6 g/L;在临界缔合浓度以上,KL-6 溶液黏度显著高于HPAM; 在相同浓度下,KL-6 溶液的表/ 界面活性显著高于HPAM;盐溶液中KL-6 分子链形成了三维网状结构,具有很好的抗盐能力。研究结果可为开发和应用性能优异的聚合物表面活性剂提供理论指导。     

模拟油藏条件下缔合聚合物溶液的黏弹性实验

为了研究缔合聚合物溶液在实际油藏条件下黏弹性的好坏,在模拟大庆主力油藏条件下,研究了浓度和矿化度对缔合聚合物溶液黏弹性的影响。结果表明:浓度和矿化度对缔合聚合物溶液黏弹性的影响与对HPAM溶液的影响相同;缔合聚合物溶液黏弹性产生的原因与HPAM溶液不同,HPAM溶液的黏弹性是由分子链间的缠结作用引起的,而缔合聚合物溶液的黏弹性主要是由分子链间的缔合作用引起的;缔合聚合物溶液在相对比较低的浓度下表现出了明显的弹性;在低而宽的频率范围内缔合聚合物溶液的弹性明显大于HPAM溶液的弹性,说明缔合聚合物溶液在多孔介质中流动时,在比较小的剪切速率下就表现出弹性,这就意味着不需要很高的注入速度,即可达到利用缔合聚合物溶液的弹性来提高驱油效率的目的。     

适用于苛刻油藏聚合物驱的新型微生物多糖性能

针对广泛应用于聚合物驱的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)耐高温高矿化度性能较差的问题,探索了新型微生物多糖迪特胶、韦兰胶、黄原胶作为新型驱油用聚合物的可行性,研究了微生物多糖的浓度、温度、剪切速率、放置时间、碱浓度以及矿化度等因素对其黏度的影响,并对微生物多糖的驱油效果进行了评价,同时与HPAM进行了对比。实验证明:新型微生物多糖具有良好水溶性,其溶液黏度随浓度的增加而增加;溶液表现出良好的抗剪切性能和放置稳定性;与传统的HPAM溶液相比,微生物多糖溶液在耐温性、耐碱性和耐盐性等方面都有明显提高;微生物多糖驱油效果明显优于HPAM,因此,可以作为适用于苛刻油藏的新型驱油剂。     

水解聚丙烯酰胺对原油破乳的影响

采用紫外光降解法制备了4种不同黏均相对分子质量(Mη)的聚合物溶液,并用其配制不同质量浓度的含该聚合物的原油乳液。通过测定原油乳液脱水率、界面张力和分配系数,考察了聚合物质量浓度、黏均相对分子质量及聚合物种类对原油破乳的影响。实验结果表明,聚合物种类及其黏均相对分子质量是影响原油破乳的主要因素。对于水解聚丙烯酰胺(LDHPAM),当Mη1.14×106时,相对于空白样,它对原油乳液稳定性有明显的增强作用;当Mη1.14×106时,它对原油乳液稳定性无明显影响;与LDHPAM相比,疏水缔合聚合物(AP-P4)由于分子中含有少量的疏水基团,更易吸附于油水界面,对原油乳液稳定性的影响较为显著,当AP-P4质量浓度大于等于300mg/L时,原油乳液在55℃下静置2h后的脱水率仅为20%,远低于LDHPAM的60%。     

聚合物对污水中聚丙烯酰胺的去除效果研究

针对聚合物驱产出污水特性及处理困难的特点,分析了采用特种聚合物部分去除或消除污水中残余水解聚丙烯酰胺（HPAM）对其水质的影响,为解决聚驱污水处理问题提出了新思路。试验研究了不同类别及分子结构的聚合物对溶液或污水中HPAM的去除效果,发现非离子、两性离子、疏水改性阳离子聚合物对HPAM无去除作用,只有阳离子聚合物去除效果较好,其中尤以DMDAAC系列阳离子聚合物效果最优,而适当的分子量和阳离子化度以及气浮技术均可以进一步提高其对HPAM的去除率。证明利用特种聚合物去除污水中HPAM是可行的。     

胶体滴定法测定采油污水中部分水解聚丙烯酰胺的浓度

应用胶体滴定技术建立了采油污水中部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）浓度的分析方法。探讨了pH值、水解度、矿化度、含油量、粘均相对分子质量和滴定速度对胶体滴定法的影响。实验结果表明,在pH值为9～10．HPAM溶液浓度在5mg／L～200mg／L时,其电荷量（以滴定值表示）与对应浓度呈良好的线性关系。采出液中水相的矿化度和低于50mg／L的含油量以及HPAM的粘均相对分子质量对胶体滴定值无明显影响,但水解度会影响胶体滴定值。滴定速度应控制在0．02mL／S左右。HPAM的平均回收率为99．89％,相对标准偏差为5．35％。胶体滴定法和淀粉一碘化镉法测定的油田采出液中HPAM的浓度差值小于5mg／L。与淀粉一碘化镉法相比,胶体滴定法具有所用试剂无毒、对环境无污染、操作简便快速、结果准确、适合在现场监测使用的特点。     

新型插层聚合物溶液性能及其作用机理研究

针对矿场实际需求,利用现代油藏工程理论、仪器检测分析和物理模拟方法,开展了插层聚合物溶液分子聚集态、增黏性、抗盐性、耐温性、稳定性、分子线团尺寸、流变性、黏弹性和流动特性实验研究,进行了性能特征及其影响机理的分析和探索。结果表明,插层聚合物聚集态主要以"层叠片状"为主,而"高分"聚合物聚集态呈长链立体网络结构。相对于普通聚合物而言,插层聚合物具有较好的耐温抗盐性和稳定性以及流变性和黏弹性。在流动特性实验中,相较于普通聚合物,插层聚合物溶液具有黏度小,但阻力系数和残余阻力系数较大的渗流特点,表现出了良好的液流转向能力。图9表6参16