摘要：聚合物溶液配制成分的质量和配注系统中的机械、化学和生物降解因素对溶液的粘度均有影响，这些影响直接关系到注入体系的驱油效果和经济效益。针对聚合物溶液在地面配注过程中的粘度损失，通过现场数据分析，出了影响聚合物溶液粘度的关键环节，并提出了降低粘度损失采取的各种技术措施，为现有的聚驱配注系统调整和改造提供技术依据。 关键词：矿化度；曝氧量；机械降解；粘度损失
目前注入系统驱油已经成为某油田以及其它老油田进一步提高采收率、实现原油稳产的重要手段。影响聚合物溶液粘度的因素很多，就配制聚合物用水而言主要有：聚合物溶液的浓度、配制水的矿化度、配制水的 pH 值、温度。就聚合物溶液的配制过程而言主要是降解的影响，这包括：机械降解、化学降解、生物降解等。主要从配制稀释用水的矿化度、配注过程受管线和机械设备发生机械、化学和生物降解几个方面分析影响粘度损失的主要原因，从而对注入系统调整和改造提供技术依据，以不断提高注入系统驱油过程中的注入质量。
聚合物溶液的粘度随矿化度的变化通常称为盐敏性。由于无机盐中的阳离子比偶极水有更强的亲电性，因而它们优先或取代了水分子，与聚合物分链上的羧基形成反离子对，从而屏蔽了高分子链上的负电荷，排出了一些束缚水分子由伸展的构象逐渐趋于卷曲构象，使分子的有效体积缩小，从而使溶液粘度下降。A东部Ⅰ、Ⅱ块三元复合驱所需母液（母液是用污水配制2500万聚丙烯酰胺而成）由配制站提供，A东部Ⅰ、Ⅱ块三元复合驱的三元液是由某联污水站提供污水稀释母液得到。从A三元注入站用聚合物母液，以及稀释后聚合物溶液粘度的现场数据分析污水矿化度对粘度的影响，见图1。
(a) (b)
图1 2011led背光屏年不同月份母液及稀释后溶液粘度随矿化度变化曲线
（a：污水矿化度对母液粘度影响曲线；b：污水矿化度对聚合物溶液粘度影响曲线）
污水的矿化度在六月份有明显的增加，从5738.53mg/L增加到6040.24mg/L，增加了301.7
1mg/L，母液粘度从92.62 mPa·S降低到88.36mPa· S，降低了4.26 mPa·S，并随着矿化度的增加，粘度持续下降，矿化度大于5700mg/L以后，对粘度影响显著，截止到8月，母液粘度为82.27 mPa· S，降低了10.35 mPa·S，由图1（a）可知，随着污水矿化度的增加粘度下降，图中两个曲线成反比关系，矿化度大于5700mg/L以后，粘度下降显著；聚合物溶液粘度随着矿化度的增加没有明显的变化，由图1（b）可知，随着污水矿化度的增加粘度曲线呈水平状态。矿化度对母液的粘度有很大的影响，随着矿化度增加到5700mg/L以后，母液粘度明显下降，但对聚合物溶液粘度没有明显影响，原因是由于母液在输送过程中存在剪切降解，降解后聚合物分子链断裂，分子变小，这时污水中阳离子取代被污水稀释的母液中的水分子的几率变小，形成的趋于卷曲构象，使分子的有效体积缩小的幅度变小，从而溶液粘度下降幅度变小，即对粘度影响变小。大量的试验也证明：在矿化度较低的情况下，Ca2+、Mg2+对聚合物粘度的影响占主要地位。而随着矿化度的增加，Ca2+和 Mg2+对聚合物粘度的影响越来越小，聚合物粘度基本上趋于稳定[1] 。
1.2 污水曝氧量对聚合物溶液粘度影响
矿化度不是影响污水稀释聚合物体系粘度的主要因素。由于油田采出污水中含有大量的硫
酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌等众多细菌，在无氧环境中，可以生成 Fe2+等还原性物质，在聚合物溶液中发生氧化—还原反应而使聚合物迅速降解，说明影响聚合物体系粘度的主要因素-- -微生物及还原性物质。污水曝氧法可以杀灭大部分硫酸盐还原菌和其它一些厌氧菌，氧化污水中的还原性物质。为确定污水曝氧量对聚合物溶液粘度影响程度，开展污水曝氧量对粘度损失的影响试验。化验中母液均用现场污水稀释到1800mg/L进行粘度测定。实验表明，曝氧污水稀释的聚合物溶液粘度远大于用非曝氧污水稀释的溶液粘度。说明通过污水曝氧，可以有效地杀灭大部分硫酸盐还原菌和其它一些厌氧菌，氧化污水中的还原性物质，从而可以大幅度减少对聚合物溶液粘度的损失。据文献证实硫酸盐还原菌的杀菌率可达到 99.2%。影响污水配制聚合物溶液粘度的主要因素是污水曝气效果。
2地面工艺设备对聚合物溶液粘度的影响
2.1管线输送过程管中细菌及其代谢产物对粘损的影响
聚合物溶液在管线输送过程不仅存在剪切降解，且管中细菌及其代谢产物对粘度也存在影响。在现场可以减少的粘度损失因素为：注入管线中细菌及其代谢产物。开展实验确定注入管线杂质对粘度损失的影响程度。选取A1#注入站4口粘损较大的注入井，在正常注入和
过滤器球阀清洗管线前后两种情况下，分别从A1#注入站母液来液、2#注入泵后、流量调节器后、井口等4个节点进行粘度取样。聚合物溶液均用现场污水稀释到1500mg/ L进行粘度测定。洗井测试表明，三口井在清洗管线前从站内来液到井口粘度损失最大达到38.46%，最小粘度损失为27.59%线切，根据大量现场试验得知，输送管线对聚合物的降解率为 1.27-3.7%/Km ，所以说明管线对聚合物溶液的降解不只是管线剪切的原因，管线中细菌及其代谢产物对聚合物溶液的降解很大，成为聚合物溶液在管线输送过程粘度损失的主要原因。结果表明，管线清洗后粘度损失变小，三口井都低于10%，聚合物溶液粘度损失与冲洗前相比大幅降低。随着管线长度的增加，洗井前后粘度损失差值也在增大，说明管线越长，管线中的细菌及其代谢产物对聚合物溶液粘度的影响越大。
2.2母液调节器压差对粘损的影响
一泵多井注聚工艺与单泵单井相比，增加了流量调节器，也就增加了聚合物溶液降解的几率，这时粘度损失也会随之增大，为了解流量调节器压差增大对粘度损失的影响程度，在油矿三元2#注入站（聚），开展母液流量调节器压差（母液汇管压力与静混器后压力之差）对粘损的影响调查试验。三元2注入站母液流量调节器为自动调节装置，当设定母液配
注量后，随着汇管压力增大调节器会自动控制流量，使流量调节器前后压差增大。试验选取的3口低压注入井聚合物溶液均来自于同一个壳中，由低压运行的5#注入泵增压，正常运行情况下，下水道井盖5#泵泵压为8.4MPa，汇管压力为8.32MPa。试验中分别在这3口井母液汇管和母液流量调节器后取样化验，确定流量调节器前后母液粘度随压差的变化情况。化验中母液均用现场污水稀释到1500mg/L后，进行粘度测定。在单井母液流量不变正常运行的情况下，粘度损失在2%左右，随着流量调节器压差增大，调节器前后母液粘度损失大幅度增大，增大1个压差时，所有井粘度损失均增大，最大的增加了11%，最小增加了3%，继续增大到2个压差时，粘度损失大幅度增大，是增加一个压差时粘度损失的2倍，最小粘度损失是原压差粘度损失的8倍，最大增幅达到23.2%，是原粘度损失的46倍，充分说明母液调节器前后压差增加，流量调节器内的剪切程度大大增加，聚合物溶液的粘度大幅度下降，对粘度损失有很大的影响。
点火模块3结论及建议
（1）矿化度对母液的粘度有很大的影响，随着矿化度增加到5700mg/L以后，母液粘度明显下降，但对聚合物溶液粘度没有明显影响，随着矿化度的增加，Ca2+和 Mg2+对聚合物粘度的影响越来越小，聚合物溶液的粘度基本上趋于稳定。
（防盗车牌架2）影响污水配制聚合物溶液粘度的主要因素是污水曝气效果，通过污水曝氧，可以有效地杀灭大部分硫酸盐还原菌和其它一些厌氧菌，氧化污水中的还原性物质，从而可以大幅度减少对聚合物溶液粘度的损失。
（3）现场试验表明，输送管线对聚合物的降解率为 1.27-3.7%/Km，注入站管线存在的剪切降解不是粘度损失的主要原因，管线中细菌及其代谢产物的降解率达到20%以上，成为聚合物溶液在管线输送过程粘度损失的主要原因，且随着管线长度的增加，管线中的细菌及其代谢产物对聚合物溶液粘度的影响越大。母液调节器前后压差增大会增加注入聚合物溶液粘度损失。
（4）对于开发较早的聚驱区块内的单井，进行单井管线定期冲洗工作，冲洗周期及参数需进一步调查研究确定。调查研究不同曝氧方式下污水曝氧效果，通过改进曝氧工艺和流程，增加三采稀释污水曝氧程度，保证聚驱注剂粘度，从而确保三采驱替效果。针对不同注入压力的注入井，进行压力分组，尽量降低流量调节器前后压差，减少粘度损失。
参考文献：
[1]王其伟，郑经堂等.泡沫复合驱聚合物溶液黏度损失原因分析[J].油田化学，2008，1（5）：19～24.
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