聚合物水解度對有機鉻交聯(lián)劑成膠性能的影響

王紀云，孔 燕，趙春旭，劉艷華，郝明耀

（1.河南油田石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽473132；2.河南南陽石油機械廠，河南南陽473132）

河南油田進行交聯(lián)聚合物驅(qū)油試驗，是采用聚合物驅(qū)用聚合物，為了得到較高的井口粘度，水解度一般比較高[1]，但高水解度聚合物是否適合于交聯(lián)聚合物驅(qū)，以及如何選擇最佳水解度的聚合物作為交聯(lián)聚合物驅(qū)，過去從未進行過系統(tǒng)研究，為此，我們系統(tǒng)研究了聚合物水解度對成膠性能的影響，為凝膠驅(qū)聚合物的選型提供了依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

Brookfield 粘度計，Sanyo 烘箱，真空泵等。

試驗用水：下二門油田產(chǎn)出污水；交聯(lián)劑：有機鉻，有效含量Cr3+2.5%；聚合物：MO4000、ZL 聚合物。

表1 聚合物參數(shù)表Tab.1 Parameters of polymer

1.2 母液配制樣品的制備

采用下二門油田除硫產(chǎn)出污水配制成4000mg·L-1聚合物母液，用新鮮污水和除硫污水稀釋成400×60mg·L-1的交聯(lián)聚合物溶液，密封在安瓿瓶中，放置在烘箱中考察其成膠時間及長期穩(wěn)定性。

2 結(jié)果與討論

2.1 MO4000 不同水解度對成膠性能的影響

試驗溫度：50℃；配制水采用下二門油田產(chǎn)出新鮮污水和除硫污水。

表2 MO4000 不同水解度成膠情況Tab.2 Gelling under different degree of hydrolysis of MO4000

表3 MO4000 不同水解度成膠情況（mPa·s）Tab.3 Gelling under different degree of hydrolysis of MO4000

由表2、3 我們可以看出，MO-4000 在聚合物/交聯(lián)劑：400～60mg·L-1配方時，水解度在22%時成膠效果最好，成膠速度最快，成膠后穩(wěn)定性也比較好，水解度為18%，成膠速度慢，成膠后粘度不大，但成膠后穩(wěn)定性較好。水解度為26%，成膠速度慢，成膠后粘度不大，成膠后穩(wěn)定性較差。采用除硫污水稀釋，看不出水解度對成膠性能的影響。

2.2 ZL 不同水解度對成膠性能的影響

試驗溫度：50℃聚合物/交聯(lián)劑：400～60mg·L-1

表4 ZL 不同水解度聚合物成膠情況Tab.4 Gelling under different degree of hydrolysis of ZL

由表4 可以看出，ZL 聚合物水解度在27%時，基本上不能成膠，水解度在15.5%時，成膠效果最好，水解度為7.4%體系不成膠。

通過這兩組試驗，我們認為：水解度對成膠性能有較大的影響，不同聚合物類型，有一個較為適宜的聚合物水解度范圍。對于聚驅(qū)來說，高水解度聚合物[2]可以保證井口的高粘度，但對于交聯(lián)聚合物驅(qū)來說，并非水解度越高越好。

2.3 聚合物濃度、交聯(lián)劑濃度的影響[3]

對于高水解度的聚合物來說，要想提高其成膠能力，就需增加聚合物和交聯(lián)劑濃度。試驗選用水解度為26%的MO4000 聚合物，采用新鮮污水配制的聚合物濃度分別為200、300、400、500mg·L-1濃度，加交聯(lián)劑60mg·L-1，結(jié)果見圖1。

圖1 水解度26%MO4000 聚合物在不同聚合物濃度下的成膠結(jié)果Fig.1 Gelling under different polymer concentration and the degree of hydrolysis is 26% of MO4000

由圖1 可見增加交聯(lián)劑濃度也可以達到增加成膠粘度的目的，試驗選用水解度為26%的MO4000 聚合物，采用新鮮污水配制聚合物濃度400mg·L-1，分別加交聯(lián)劑20、40、60、80mg·L-1，結(jié)果見圖2。

圖2 水解度26%MO4000 聚合物在不同交聯(lián)劑濃度下的成膠結(jié)果Fig.2 Gelling under different crosslinking agent concentration and the degree of hydrolysis is 26% of MO4000

由圖1、2 可以看出，聚合物濃度增加到一定濃度時，成膠粘度大幅度增加，且穩(wěn)定性好；增加交聯(lián)劑濃度，成膠粘度有所增加，粘度在120d 內(nèi)可以保持穩(wěn)定。

3 結(jié)論

（1）水解度對有機鉻交聯(lián)聚合物的成膠性能具有較大的影響。

（2）不同類型的聚合物有一個較為適宜的成膠水解度范圍。

（3）高水解度的聚合物，要想提高其成膠能力，需增加聚合物或交聯(lián)劑濃度，但增加交聯(lián)劑濃度不如增加聚合物濃度效果好。

（4）新鮮污水的成膠能力比除硫污水的成膠能力弱、成膠時間長。

［1］孔柏嶺.污水聚丙烯酰胺溶液高溫穩(wěn)定性研究［J］.石油勘探與開發(fā)，2001，28（3）：66-67.

［2］孔柏嶺，韓杰.聚丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)對低濃度交聯(lián)聚合物體系性能的影響［J］.石油勘探與開發(fā)，2001，28（5）：71-74.

［3］孔昭柯,等.提供聚丙烯酰胺微凝膠熱穩(wěn)定性的研究［J］.油田化學(xué)，2002，19（3）：260-264.