水质对聚合物溶液粘度影响因素研究

摘要：在石油开采过程中，为增强油田采收率，聚合物驱油技术得到了有效应用。该技术主要通过对聚合物的稀释，形成水溶液，在油田开采中，注入水溶液为驱油剂，注入水的粘度、波及效率提升，石油开采率相应增强。作为一种新兴技术，水质的不同，聚合物的溶液粘度相应不同，驱油效果也因此不同。对此，文章探讨了水质对聚合物溶液粘度的影响，以期发挥聚合物驱油技术的最佳效果。

关键词：水质;聚合物溶液;粘度;影响因素

前言：石油是我国不可缺少的能源，随着社会对石油的需求增大，油田开发技术不断更新，经过长时间探索，聚合物驱油技术逐渐成熟，在油田开发中发挥了重要作用，推动了石油业的进步[1]。聚合物驱油技术应用中，聚合物的粘合度直接影响着石油最终开采率，而水质是影响聚合物粘合度的关键点。下文对此展开探讨。

1、聚合物驱油的原理

在石油开采中，利用聚合物进行驱油，水油流度比被改善，波及体积增大。利用水驱油，当M>1，表明水流动能力大于原油，在水流动中，会发生指进现象，波及系数相应较低，原油难以被曲替。将聚合物加入水中，溶液深入地层的能力下降，粘度提高，溶液的波及范围增大。若原油流动能力大于溶液，溶液波及范围相应增大，水的驱油效果增强。利用聚合物驱油，水在油藏内渗透部位较强的流动阻力增大，波及效率提高。将聚合物加入水中，增大水粘度的同时，水的渗透率降低;在渗透率较高的部位，水流动的阻力较小，机械剪力的作用减弱，聚合物难降解，聚合物分子极易在孔隙内缠结，渗透部位的流动阻力增大。而渗透率较低的部位，聚合物分子具有较强的降解能力，容易通过细小空隙，不会堵塞孔径。将聚合物添加入水中，水将成为粘性水溶液，可将水溶液作为能够伸缩的海绵，当聚合物通过孔隙时，海绵效应下，水溶液能够将孔隙内的油滴拖拉携带出来，孔隙壁的油膜逐渐变薄。同时，水溶液能够将残余油拉伸为油柱，与下游的油柱相遇后，形成稳定油丝通道，提高驱油效率，增强石油开采量[2]。

2、聚合物稀释用水的水质分析

当前，以深渡水稀释聚合物，所得溶液的粘度最高，普通水稀释聚合物所得溶液浓度占据稍逊，下文对两种水质全面分析，以此掌握两种水质的不同，了解影响聚合物溶液粘度的主要因素，为后续的聚合物驱油技术的有效应用奠定基础。

2.1、水质全分析

水质全分析，又被称为常规分析、非常规分析两种。首先，利用一般采样法对深渡水、普通水进行取样。其次，利用仪器分析法、化学分析法对两种水样分别分析，分析方法为常规法。之后，以高效液相色谱、红外光谱分析仪色谱联用仪等对水样进行分析，分析方法为非常规分析，以此快速得出分析结果。

2.2、特征无机物、有机物的分析

在对水质的特征无机物、有机物进行分析时，分析过程为：取样、稳定、富集、仪器分析。仪器分析时，所用以期包括分光光度仪、离子色谱、原子吸收分光光度仪等。

2.3、微量无机物、有机物的分析

在对水的微量无机物、有机物进行分析时，分析过程为：取样、稳定、富集、仪器分析、鉴定。在仪器分析过程中，使用的以期包括色谱联用仪、质谱联用仪、高效液相色谱等。

2.4、分析结果

通过上述三种方式，对深度水、普通水进行分析，最终得出：两种水的无机、微量有机离子的含量相差较小，pH值基本相同，总的矿化度基本处于一致状态。水曾现出碱性，而导致水碱性的原因在于：重碳酸根。并且，两种水质的有机物含量较小，因此，其对聚合物粘度的影响被剔除。通过污水处理分析，原油、固体悬浮物、PAM等含量降低，在固体悬浮物中，包含硅酸盐、聚丙烯酰胺、碳酸盐等物质，深度水内的固体悬浮物、含油量低于普通水，因含油量对粘度影响较小，因此，影响聚合物溶液粘度的因素主要是固体悬浮物的含量。

3、聚丙烯酰胺在深度水中粘度下降的因素

下面以聚丙烯酰胺为例子，对其在深度水内粘度下降的因素进行分析，更全面掌握深度水对聚合物溶液的粘度影响。聚丙烯酰胺作为高分子，空间网络结构较为复杂，在物理因素、化学因素影响下，溶液的粘度较高，而影响溶液粘度的原因也相对较多。

3.1、几何因素

在深度水中，聚丙烯酰胺会发生物理变化，复杂的物理结构被简化，因为，深度水内矿化度较高，其中存有高价离子，如：三价铁离子、镁离子、钙离子等，都能够与聚丙烯酰胺发生反应，降低溶液粘度[3]。另外，聚合物会吸附水中的悬浮物、胶体粒子等，使聚合物成为絮凝体，结构稳定性增强，溶液粘度降低。

3.2、降解因素影响

常见的降解因素有：热降解、光降解、机械降解、化学讲解等。其中，前两种降解方式主要通过提高温度，降低聚合物的溶液粘度，随着聚合物溶液搁置时间拉长，溶液粘性随之增大。机械降解，主要是利用机械力做功影响聚丙烯酰胺，使分子断裂与降解，碳链变短，聚合物的分为量降低，溶液粘度降低。化学降解主要是通过氧气、氧化物质与还原物质等和聚合物的相互反映，以此达到降解效果，该种方法在现实生活中用处最广。因为，水中含了大量溶解氧、引发剂等氧化物志，以及酚类化合物、二价铁等还原物质，能够发生剧烈催化氧化降解，聚合物的溶液粘度下降。

4、總结

总之，在聚合物驱油技术应用中，影响聚合物溶液粘度的因素呈多样化，而水质影响最为关键。水的矿化度、水的离子含量、温度、固悬物的含量等，都可能对聚合物的降解度带来影响，进而影响聚合物的溶液粘度，采油量受到影响。文章对两种常用水质展开探讨，以期为聚合物驱油技术的应用贡献力量。

参考文献：

[1]周敏.油田污水对聚合物粘度影响及对策研究[J].化工管理，2018（13）：93-94.

[2]杜志强.聚合物驱油技术的实践与认识[J].工业，2015（8）：102-102.

[3]王刚.水质对聚合物溶液粘度影响因素研究[J].石化技术，2015（7）：174-174.

作者简介：

於涵，男，19910224，汉族，大庆肇州，在大庆油田有限责任公司第五采油厂从事三次采油室内研究工作，