浅析影响聚合物溶液黏度的主要原因

刘文海(大庆油田采油一厂试验大队萨中二配制站，黑龙江 大庆 163000)

浅析影响聚合物溶液黏度的主要原因

刘文海(大庆油田采油一厂试验大队萨中二配制站，黑龙江 大庆 163000)

如果聚合物溶液当中含有各种例子，就会对溶液的黏度造成一定的影响。与低价阳离子相比，高价阳离子更容易引起聚合物的聚索，从而使得分子链变得较短，这就会使得溶液的黏度不断降低。而随着溶液当中硫离子浓度的增加，也会使得聚合的黏度受到降低。因此，之所以会造成聚合物粘度低，很大的原因就是因为溶液当中具有较高的硫离子含量。在污水配置的聚合物溶液当中，溶解氧是对溶液稳定性产生影响的重要因素，在溶液当中配注水中氧则会使得溶液的黏度受到迅速的降低。

聚合物溶液；黏度；离子含量；影响因素

1 复合二元驱先导试验现状

在CB1F平台注聚先导实验设计的浓度为5000mg/L，在井口当中，第一段的塞浓度为2000mg/L，而实际的设计浓度则为1200mPa·s。在现场注聚的过程当中我们发现，注入的聚合物具有较低的浓度以及黏度。而在正常的条件下，浓度1800mg/ L、且温度在65℃的污水你是的溶液黏度为20mPa·s以上，而在CB1F平台当中，聚合物溶液熟化灌出口的黏度为5mPa·s，而井口的黏度则为1.1mPa·s，难以达到配方体系的实际要求，使得现场实验的效果受到了十分重要的影响，因此，这就需要对影响黏度的因素进行相应的分析，从而寻求有效的改善措施。

2 污水配置聚合物对黏度的影响

2.1 离子对聚合物溶液黏度的影响

通过对配注污水的水质进行分析，我们能够了解到，污水当中主要的成分有NA+、Ca2+、HCO3-等离子，而在溶液当中含有多种离子，也会对溶液的黏度造成相应的影响。

（1）金属离子对黏度的影响

在污水当中NA+、Ca2+等离子是最主要的金属离子，而随着NA+等离子浓度的不断增加，也会使得聚合物当中的电斥力受到相应的限制。一旦离子的浓度降低到3000mg/L以下的时候，牧野的黏度会呈现出剧烈下降的情况，而如果其黏度降低到40mPa·s的时候，离子浓度对黏度的影响会逐渐减小。与低价阳离子相比，高价阳离子更容易引起分子的聚缩，并最终导致溶液的黏度出现下降的情况。因此，与Na+、K+等离子相比，Ca2+与Mg2+对溶液有着更大的影响，随着这两种离子浓度的不断增加，溶液的黏度则会出现急剧下降的情况。而当这两种离子的浓度大于80mg/L时，对于黏度的影响则会变得较为平缓，而在这样的情况下g2+对溶液黏度的影响要大于Ca2+。

（2）二价铁离子对黏度的影响

在绝氧的情况下，二价铁并不会对溶液的黏度造成较大的影响，但是在有氧的情况下，却会造成溶液黏度的大幅下降。

（3）三价铁阳离子对黏度的影响

三价阳离子对溶液的黏度有着更大的影响，只需要微量的三价盐就会导致溶液的黏度急剧降低，这就需要对溶液当中的三价阳离子含量进行严格的控制。从相关的资料当中我们能够看到，一般来讲，国外都将三价阳离子的含量控制在20mg/L以下，而我国的大庆油田则将三价阳离子的含量控制在0.99mg/ L以下。

（4）阴离子对黏度的影响

从硫离子对黏度的影响当中我们发现，随着硫离子浓度的增加，聚合物当中的黏度也会不断的减小。当硫离子的浓度达到6mg/L的时候，会使得聚合物的溶液的黏度降低到10mPa·s以下。可以说，较高的硫离子含量是造成聚合物产生较低黏度的重要影响因素。而在聚合物当中除了硫离子之外，污水当中还包含有其他的阴离子，在这些阴离子当中，C1对黏度有着最大的影响。

2.2 溶解氧对聚合物黏度的影响

在母液当中，溶解氧对其稳定性能够起到十分关键的影响作用，在溶液当中进行水中氧的配注会使得溶液的黏度迅速下降。而在实验室条件下，空气当中的氧含量会使得聚合物产生氧化降解，从而使得黏度的出现降低的情况。但是，由于污水当中含有众多的细菌，其中部分的细菌又会生成乳酸。在无氧的环境下，如氨酸会被硫酸盐还原为乙酸，并脱下八个氢原子，氢原子具有较强的还原能力，不仅能够使得硫酸盐还原成为硫化氢，还能够使得Fe3+还原成为Fe2+，并且还会在聚合溶液当中生成很多的具有还原性的中间物质。在无氧条件下，用这种水对溶液进行配置能够保持溶液的黏度，但如果一旦接触氧气，就会使得溶液当中发生氧化-还原的反应。

3 提高聚合物溶液黏度的措施

3.1 增加聚合物溶液的曝氧量

通过对溶液保曝氧量的增加，能够将水中的还原性物质进行氧化。污水当中的硫离子以及二价铁离子是影响溶液黏度的主要因素，利用曝氧的方法，能够对上述离子进行有效的氧化，使得污水的还原性进行有效的降低；与此同时，杀灭大部分硫酸盐以及厌氧菌还能够使得聚合物的黏度得到有效的提高。通过对平台当中母液在不同曝氧时间下黏度的测量能够发现，随着时间不断增加，母液的黏度也在不断的升高；一旦曝氧时间超过40分钟之后，其黏度上升的趋势也会变得更加平缓，其黏度最高时能够达到60mPa·s。而在65℃的条件下，想要配置5000mg/L的溶液最少也需要45分钟的溶解时间，因此本文认为，曝氧时间应该保证在45分钟左右最好。

3.2 添加化学药剂，改善污水水质

要选择合适的氧化处理剂，从而使得污水当中的二价铁离子以及硫离子的含量能够得到有效的降低，从而提高溶液黏度。通过试验的方法我们能够看到，对浓度为2000mg/L的溶液，在其中投入25mg/L的氧化剂，同时在母液当中加入80mg/L的FJN-1能够将溶液的黏度从2.6提高到38.9mPa·s。但是在实际的化学药剂添加过程当中，还应该注意到，对氧化剂的投放要严格控制，但是由于在加入化学药剂之后，水质较为复杂，因此很难对后续的影响进行评价。

[1]曝氧对污水聚合物溶液黏度影响研究[J].王荣义,王维.电子测试.2015(10).

[2]曝氧和杀菌对含聚污水稀释聚合物溶液黏度的影响[J].张继红,刘天啸,王瑜.石油化工高等学校学报.2015(05).

[3]聚合物溶液黏弹性实验[J].于嘉.油气田地面工程.2013 (05).

[4]矿场聚合物溶液粘度影响因素分析[J].王翠丽.中国石油和化工标准与质量.2012(S1).

刘文海（1987-），男，民族：汉族，籍贯：黑龙江省阿城人，大学本科学历。主要研究方向：三次采油。