水質(zhì)對聚合物溶液粘度影響因素研究

摘要：在石油開采過程中，為增強(qiáng)油田采收率，聚合物驅(qū)油技術(shù)得到了有效應(yīng)用。該技術(shù)主要通過對聚合物的稀釋，形成水溶液，在油田開采中，注入水溶液為驅(qū)油劑，注入水的粘度、波及效率提升，石油開采率相應(yīng)增強(qiáng)。作為一種新興技術(shù)，水質(zhì)的不同，聚合物的溶液粘度相應(yīng)不同，驅(qū)油效果也因此不同。對此，文章探討了水質(zhì)對聚合物溶液粘度的影響，以期發(fā)揮聚合物驅(qū)油技術(shù)的最佳效果。

關(guān)鍵詞：水質(zhì);聚合物溶液;粘度;影響因素

前言：石油是我國不可缺少的能源，隨著社會對石油的需求增大，油田開發(fā)技術(shù)不斷更新，經(jīng)過長時間探索，聚合物驅(qū)油技術(shù)逐漸成熟，在油田開發(fā)中發(fā)揮了重要作用，推動了石油業(yè)的進(jìn)步[1]。聚合物驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用中，聚合物的粘合度直接影響著石油最終開采率，而水質(zhì)是影響聚合物粘合度的關(guān)鍵點(diǎn)。下文對此展開探討。

1、聚合物驅(qū)油的原理

在石油開采中，利用聚合物進(jìn)行驅(qū)油，水油流度比被改善，波及體積增大。利用水驅(qū)油，當(dāng)M>1，表明水流動能力大于原油，在水流動中，會發(fā)生指進(jìn)現(xiàn)象，波及系數(shù)相應(yīng)較低，原油難以被曲替。將聚合物加入水中，溶液深入地層的能力下降，粘度提高，溶液的波及范圍增大。若原油流動能力大于溶液，溶液波及范圍相應(yīng)增大，水的驅(qū)油效果增強(qiáng)。利用聚合物驅(qū)油，水在油藏內(nèi)滲透部位較強(qiáng)的流動阻力增大，波及效率提高。將聚合物加入水中，增大水粘度的同時，水的滲透率降低;在滲透率較高的部位，水流動的阻力較小，機(jī)械剪力的作用減弱，聚合物難降解，聚合物分子極易在孔隙內(nèi)纏結(jié)，滲透部位的流動阻力增大。而滲透率較低的部位，聚合物分子具有較強(qiáng)的降解能力，容易通過細(xì)小空隙，不會堵塞孔徑。將聚合物添加入水中，水將成為粘性水溶液，可將水溶液作為能夠伸縮的海綿，當(dāng)聚合物通過孔隙時，海綿效應(yīng)下，水溶液能夠?qū)⒖紫秲?nèi)的油滴拖拉攜帶出來，孔隙壁的油膜逐漸變薄。同時，水溶液能夠?qū)堄嘤屠鞛橛椭?，與下游的油柱相遇后，形成穩(wěn)定油絲通道，提高驅(qū)油效率，增強(qiáng)石油開采量[2]。

2、聚合物稀釋用水的水質(zhì)分析

當(dāng)前，以深渡水稀釋聚合物，所得溶液的粘度最高，普通水稀釋聚合物所得溶液濃度占據(jù)稍遜，下文對兩種水質(zhì)全面分析，以此掌握兩種水質(zhì)的不同，了解影響聚合物溶液粘度的主要因素，為后續(xù)的聚合物驅(qū)油技術(shù)的有效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.1、水質(zhì)全分析

水質(zhì)全分析，又被稱為常規(guī)分析、非常規(guī)分析兩種。首先，利用一般采樣法對深渡水、普通水進(jìn)行取樣。其次，利用儀器分析法、化學(xué)分析法對兩種水樣分別分析，分析方法為常規(guī)法。之后，以高效液相色譜、紅外光譜分析儀色譜聯(lián)用儀等對水樣進(jìn)行分析，分析方法為非常規(guī)分析，以此快速得出分析結(jié)果。

2.2、特征無機(jī)物、有機(jī)物的分析

在對水質(zhì)的特征無機(jī)物、有機(jī)物進(jìn)行分析時，分析過程為：取樣、穩(wěn)定、富集、儀器分析。儀器分析時，所用以期包括分光光度儀、離子色譜、原子吸收分光光度儀等。

2.3、微量無機(jī)物、有機(jī)物的分析

在對水的微量無機(jī)物、有機(jī)物進(jìn)行分析時，分析過程為：取樣、穩(wěn)定、富集、儀器分析、鑒定。在儀器分析過程中，使用的以期包括色譜聯(lián)用儀、質(zhì)譜聯(lián)用儀、高效液相色譜等。

2.4、分析結(jié)果

通過上述三種方式，對深度水、普通水進(jìn)行分析，最終得出：兩種水的無機(jī)、微量有機(jī)離子的含量相差較小，pH值基本相同，總的礦化度基本處于一致狀態(tài)。水曾現(xiàn)出堿性，而導(dǎo)致水堿性的原因在于：重碳酸根。并且，兩種水質(zhì)的有機(jī)物含量較小，因此，其對聚合物粘度的影響被剔除。通過污水處理分析，原油、固體懸浮物、PAM等含量降低，在固體懸浮物中，包含硅酸鹽、聚丙烯酰胺、碳酸鹽等物質(zhì)，深度水內(nèi)的固體懸浮物、含油量低于普通水，因含油量對粘度影響較小，因此，影響聚合物溶液粘度的因素主要是固體懸浮物的含量。

3、聚丙烯酰胺在深度水中粘度下降的因素

下面以聚丙烯酰胺為例子，對其在深度水內(nèi)粘度下降的因素進(jìn)行分析，更全面掌握深度水對聚合物溶液的粘度影響。聚丙烯酰胺作為高分子，空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在物理因素、化學(xué)因素影響下，溶液的粘度較高，而影響溶液粘度的原因也相對較多。

3.1、幾何因素

在深度水中，聚丙烯酰胺會發(fā)生物理變化，復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)被簡化，因?yàn)?，深度水?nèi)礦化度較高，其中存有高價離子，如：三價鐵離子、鎂離子、鈣離子等，都能夠與聚丙烯酰胺發(fā)生反應(yīng)，降低溶液粘度[3]。另外，聚合物會吸附水中的懸浮物、膠體粒子等，使聚合物成為絮凝體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，溶液粘度降低。

3.2、降解因素影響

常見的降解因素有：熱降解、光降解、機(jī)械降解、化學(xué)講解等。其中，前兩種降解方式主要通過提高溫度，降低聚合物的溶液粘度，隨著聚合物溶液擱置時間拉長，溶液粘性隨之增大。機(jī)械降解，主要是利用機(jī)械力做功影響聚丙烯酰胺，使分子斷裂與降解，碳鏈變短，聚合物的分為量降低，溶液粘度降低?；瘜W(xué)降解主要是通過氧氣、氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)等和聚合物的相互反映，以此達(dá)到降解效果，該種方法在現(xiàn)實(shí)生活中用處最廣。因?yàn)?，水中含了大量溶解氧、引發(fā)劑等氧化物志，以及酚類化合物、二價鐵等還原物質(zhì)，能夠發(fā)生劇烈催化氧化降解，聚合物的溶液粘度下降。

4、總結(jié)

總之，在聚合物驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用中，影響聚合物溶液粘度的因素呈多樣化，而水質(zhì)影響最為關(guān)鍵。水的礦化度、水的離子含量、溫度、固懸物的含量等，都可能對聚合物的降解度帶來影響，進(jìn)而影響聚合物的溶液粘度，采油量受到影響。文章對兩種常用水質(zhì)展開探討，以期為聚合物驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]周敏.油田污水對聚合物粘度影響及對策研究[J].化工管理，2018（13）：93-94.

[2]杜志強(qiáng).聚合物驅(qū)油技術(shù)的實(shí)踐與認(rèn)識[J].工業(yè)，2015（8）：102-102.

[3]王剛.水質(zhì)對聚合物溶液粘度影響因素研究[J].石化技術(shù)，2015（7）：174-174.

作者簡介：

於涵，男，19910224，漢族，大慶肇州，在大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠從事三次采油室內(nèi)研究工作，