聚合物注入系統(tǒng)黏度損失影響因素分析

摘要：影響聚合物溶液黏度的因素很多。就配制聚合物用水而言，主要有聚合物溶液的濃度、配制水的礦化度等;就聚合物溶液的配制過程而言，主要是降解的影響，包括機(jī)械降解、化學(xué)降解、生物降解等。本文對(duì)此進(jìn)行了一些分析

關(guān)鍵詞：聚合物;注入系統(tǒng);黏度損失;礦化度

一、污水及地面工藝設(shè)備對(duì)黏度的影響因素分析

1.1 礦化度對(duì)聚合物溶液黏度的影響

聚合物溶液黏度隨礦化度的變化通常稱為鹽敏性。由于無機(jī)鹽中的陽離子較偶極水有更強(qiáng)的親電性，因而它們優(yōu)先或取代了水分子，與聚合物分鏈上的羧基形成反離子對(duì)，從而屏蔽了高分子鏈上的負(fù)電荷，排出了一些束縛水分子，因而隨著礦化度的升高，聚合物溶液中的分子由伸展構(gòu)象逐漸趨于卷曲構(gòu)象，使分子的有效體積縮小，從而使溶液黏度下降。

以某區(qū)注入站用濃度為 5 000 mg/L 聚合物母液及稀釋后濃度為 1 800 mg/L 目標(biāo)聚合物溶液的現(xiàn)場數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析污水礦化度對(duì)黏度的影響。具體數(shù)據(jù)見表 1 和圖 2，圖 2（a）為污水礦化度對(duì)母液黏度影響曲線，圖 2（b）為污水礦化度對(duì)目標(biāo)聚合物溶液黏度影響曲線。

由表 1 可以看出，污水礦化度在 6 月份有明顯的增加，從 5 738.53 mg/L 增加到 6 040.24 mg/L，增加了 301.71 mg/L，母液黏度從 92.62 mPa·s 降低到88.36 mPa·s，降低了 4.26 mPa·s。并且，隨著污水礦化度的增加，母液黏度持續(xù)下降，當(dāng) 5 月份污水礦化度大于 5 700 mg/L 以后，黏度的下降趨勢較為顯著，8 月份母液黏度為 82.27 mPa·s，較 5 月份降低了 10.35 mPa·s。

由圖 1（a）可以看出，隨著污水礦化度的增加，母液黏度下降，圖中兩個(gè)曲線成反比關(guān)系，礦化度大于 5 700 mg/L 以后，黏度下降顯著;由圖 1（b）可以看出，隨著污水礦化度的增加，黏度曲線呈水平狀態(tài)，目標(biāo)聚合物溶液黏度隨著礦化度的增加沒有明顯的變化。

從上面的數(shù)據(jù)分析可以得出，污水礦化度對(duì)聚合物母液的黏度有很大的影響，隨著礦化度增加到5 700 mg/L 以后，母液黏度明顯下降，但對(duì)目標(biāo)聚合物溶液黏度沒有明顯影響。

1.2 微生物對(duì)聚合物溶液黏度的影響

1.2.1 污水曝氧量對(duì)聚合物溶液黏度的影響

由于油田采出水中含有大量的硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細(xì)菌等眾多細(xì)菌，在無氧環(huán)境中，可以生成 Fe2+等還原性物質(zhì)，在聚合物溶液中發(fā)生氧化-還原反應(yīng)而使聚合物迅速降解，說明影響聚合物體系黏度的主要因素是微生物及還原性物質(zhì)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，污水曝氧法可以殺滅大部分硫酸鹽還原菌和其他一些厭氧菌，氧化污水中的還原性物質(zhì)，硫酸鹽還原菌的殺菌率可達(dá)到 99.2%。

為確定污水曝氧量對(duì)聚合物溶液黏度的影響程度，開展了污水曝氧量對(duì)黏度損失的影響試驗(yàn)曝氧污水稀釋的聚合物溶液黏度遠(yuǎn)大于用非曝氧污水稀釋的溶液黏度。說明通過污水曝氧，可以有效殺滅大部分硫酸鹽還原菌和其他一些厭氧菌，氧化污水中的還原性物質(zhì)，從而可以大幅度減少對(duì)聚合物溶液黏度的損失。因此，通過以上分析可知，影響污水配制聚合物溶液黏度的主要因素是污水曝氧效果。

1.2.2 輸送過程細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物對(duì)黏度的影響

聚合物溶液在管道輸送過程中不僅存在剪切降解，且管中細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物對(duì)黏度也存在影響。在輸送過程中由于剪切降解存在的黏度損失是不可避免的 ，因此，在現(xiàn)場可以減少黏度損失的因素為注入管道中的細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物。為確定注入管道中雜質(zhì)對(duì)黏度損失的影響程度，選取注入站黏度損失較大的 3 口注入井（注入管道均為玻璃鋼管）開展了相關(guān)試驗(yàn)。在正常注入和清洗管道兩種情況下，分別從注入站出站處及注入井口取樣。

二、結(jié)論

（1）污水礦化度對(duì)聚合物母液的黏度有很大的影響。隨著污水礦化度增加到 5 700 mg/L 以后，母液黏度明顯下降，但由于聚合物母液稀釋注入過程存在著各種剪切降解，導(dǎo)致污水礦化度對(duì)聚合物溶液的降解基本可以忽略不計(jì)。

（2）根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)得知，輸送管道中細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物的降解率達(dá)到 20%以上，成為聚合物溶液在管道輸送過程黏度損失的主要原因，且隨著管道長度的增加，管道中的細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物對(duì)聚合物溶液黏度的影響越大。

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（作者單位：中油遼河工程有限公司環(huán)境工程所）

作者簡介：霍佳瑤（1982.10.31），性別：女;籍貫：河北張北;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：中級(jí)工程師;職務(wù)：設(shè)計(jì);研究方向：給排水及消防。