刘学智
【摘 要】剪板机连杆@@%当聚合物溶液中含有各种离子时,会对聚合物溶液黏度造成不同程度的影响.高价阳离子比低价阳离子更容易引起聚合物分子间发生缩聚,从而使分子链变短,直接导致溶液的黏度下降.随着硫离子浓度的增加,聚合物黏度不断减小.因此,硫离子含量高是聚合物黏度低的重要影响因素之一.污水配置的聚合物母液中,溶解氧是影响聚合物溶液稳定性的关键因素,配注水中氧的存在会使其黏度迅速下降.注聚流程对黏度也有一定影响.提出添加杀菌剂、曝氧和向污水中添加适量氧化剂改善水质以及降低流程压差提高黏度的措施. 【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2013(032)002
【总页数】中国电信互联星空2页(P98-99)虚拟演播室
【关键词】聚合物溶液;黏度;离子含量;机械降解;黏损率;影响因素
设备完好标准
【作 者】刘学智
【作者单位】中国石化胜利油田分公司海洋采油厂
【正文语种】中 文
1 复合二元驱先导试验现状
CB1F平台注聚先导试验设计浓度5 000 mg/L，井口第一段塞浓度2 000 mg/L，设计黏度为1 200 mPa·s。在现场注聚过程中发现，注入的聚合物溶液浓度和黏度过低。正常条件下，温度65℃、浓度1 800 mg/L的现场污水稀释的聚合物溶液黏度在20 mPa·s以上，而CB1F平台注入聚合物溶液熟化罐出口黏度在5 mPa·s，井口聚合物溶液黏度则低至1.1 mPa·s，远不能达到配方体系1 200 mPa·s的要求，严重影响现场试验效果。因此，对影响聚合物溶液黏度的因素进行分析，寻有效的改善措施显得极为重要。
2 污水配制聚合物对黏度的影响
2.1 离子对聚合物溶液黏度的影响
通过对配注污水水质的分析得知，污水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-等离子，当聚合物溶液中含有各种离子时，会对聚合物溶液黏度造成不同程度的影响。
（1）金属离子对黏度的影响。污水中的主要金属阳离子为 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+。随着 Na+、K+浓度的增加，使得聚合物中羧基离子的电斥力受到抑制，分子线团卷曲，从而导致溶液的黏度下降。在Na+、K+浓度小于3 000 mg/L时，母液黏度下降剧烈，呈二次多项式递减，当降至40 mPa·s时，离子浓度继续增加对黏度的影响减小。高价阳离子比低价阳离子更容易引起聚合物分子间发生缩聚，从而使分子链变短，直接导致溶液的黏度下降。因此，Ca2+、Mg2+比Na+、K+的影响还要大，随着Ca2+、Mg2+浓度的增加，黏度急剧下降[1]。当Ca2+、Mg2+浓度均大于80 mg/L时，对黏度的影响趋于平缓；同时，Mg2+对黏度的影响大于Ca2+。但由于CB1F平台注聚用污水中Mg2+含量小于80 mg/L，在低于配方黏度40 mPa·s时，聚合物溶液中Ca2+对黏度的影响大于Mg2+。
（2）二价铁离子对黏度的影响。二价铁在绝氧的情况下对聚合物溶液的黏度影响不大，而在有氧的情况下，却可使聚合物溶液的黏度大幅度下降。CB1F平台二价铁含量为0.89～1.42 mg/L，可使黏度降至20 mPa·s以下。
线圈匝数
（3）三价阳离子对黏度的影响。三价阳离子对聚合物溶液的黏度影响更大，微量的三价盐就会使黏度急剧降低甚至絮凝，因此，应严格控制三价阳离子的含量。资料表明，国外一般对三价阳离子含量控制在20 mg/L以下，大庆油田则控制在0.99 mg/L以下。
（4）阴离子对黏度的影响。从硫离子对黏度的影响可知，随着硫离子浓度的增加，聚合物黏度不断减小[2]。在硫离子浓度为6 mg/L时聚合物溶液黏度降到10 mPa·s以下。CB1F平台污水中硫化物含量达到0.004 7 g/L时，可使聚合物黏度降至25 mPa·s以下。因此，硫离子含量高是聚合物黏度低的重要影响因素之一。除硫离子外，污水中还含有其他阴离子，其中Cl-对黏度的影响最大。CB1F平台配置聚合物污水中Cl-含量高达5 650 mg/L，是影响黏度的重要因素之一。
2.2 溶解氧对聚合物黏度的影响
污水配置的聚合物母液中，溶解氧是影响聚合物溶液稳定性的关键因素，配注水中氧的存在会使其黏度迅速下降。在实验室条件下，空气中氧含量足以使聚合物发生严重的氧化降解，导致体系黏度大大降低[3]。但由于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，其中部分细菌生成发酵产物——乳酸。在无氧环境中，乳酸又被硫酸盐还原
菌氧化为乙酸，脱下8个氢原子，这种氢具有很强的还原能力，在使硫酸盐还原为硫化氢的同时，又使Fe3+还原成Fe2+，并且还生成了许多具有还原性的中间物质。用这种水在无氧条件下配制的聚合物溶液能够保持相对较高的黏度，CB1F平台污水中氧含量几乎为0，因此对黏度的影响不大。但如果接触氧气，就会在聚合物溶液中发生氧化—还原反应而使聚合物迅速降解。
2.3 pH值对黏度的影响
在酸性条件下，随着pH值的增加，黏度增加；在碱性条件下，当pH值<10时，黏度随pH值的增大稍有下降；pH值>10时，黏度基本维持恒定；当pH值在7～10之间具有较高的黏度值。pH值越大，碱性越大，聚合物的水解度增大，其分子带的负电荷越多，分子更趋伸张，聚合物线团间的斥力增加，黏度增大[4]。CB1F平台污水pH值在7～9之间，对聚合物溶液黏度影响较小。
2.4 其他因素
污水中含有的破乳剂等化学药剂及少量原油对黏度有一定影响，但影响不大，可以忽略不计。
3 聚合物工艺流程对黏度的影响
聚合物大分子都是由链节所组成的，这些链节在流动的过程中处于剪切状态，受到不同程度的机械降解。衡量聚合物配制注入效果的一个重要指标就是聚合物溶液的黏度，将配制系统聚合物溶液在各段工艺中的黏损率作为主要衡量标准。CB1F平台整个配置过程分为分散—熟化—提升过滤—混配—外输五个阶段，分别计算不同阶段的黏损率。受流程限制，取样点分别为喂入泵后、注聚泵前、注聚泵后、1FB-2、1FB-3、1FA-5、1FA-6井口。经过分析可知，喂入泵—注聚泵流程黏损率为5.3%，注聚泵黏损率8.5%，注聚泵—井口流程黏损率7.7%。注聚泵前、后的黏损率最大，说明注聚泵对聚合物溶液的剪切最强；喂入泵—注聚泵流程与注聚泵—井口流程材质、直径相同，长度相近，但两段流程的压差相差很大，说明压力越大对聚合物溶液的降解程度越大。由于流程限制，未对喂入泵和过滤器进行取样分析。喂入提升模块黏损率较大，是机械剪切重要影响因素之一。实用医学杂志
4 提高聚合物溶液黏度的措施
（1）增加聚合物溶液曝氧量。通过增加曝氧量，氧化掉污水中的还原性物质。由于影响聚合物母液黏度的主要因素为污水中的硫离子和二价铁离子，通过污水曝氧，可以有效地氧
化上述离子，降低污水的还原性；同时杀灭大部分硫酸盐还原菌和其它一些厌氧菌，从而提高聚合物的黏度。通过对CB1F平台聚合物母液在不同曝氧时间下黏度的现场测定可知，母液黏度随着时间的增加而升高；当超过40 min后，母液黏度上升趋势平缓，最高可达60 mPa·s。受平台空间限制以及熟化罐容积影响，曝氧过程应在熟化搅拌的过程中进行。由于在65℃条件下，配制5 000 mg/L的聚合物溶液聚合物溶解所需最少时间为45 min，因此建议曝氧时间在45 min为宜。
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