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        聚合物水解度對(duì)有機(jī)鉻交聯(lián)劑成膠性能的影響

        2015-03-13 07:37:04王紀(jì)云趙春旭劉艷華郝明耀
        化學(xué)工程師 2015年4期
        關(guān)鍵詞:成膠交聯(lián)劑水解

        王紀(jì)云,孔 燕,趙春旭,劉艷華,郝明耀

        (1.河南油田石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,河南南陽(yáng)473132;2.河南南陽(yáng)石油機(jī)械廠,河南南陽(yáng)473132)

        河南油田進(jìn)行交聯(lián)聚合物驅(qū)油試驗(yàn),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(guò)去從未進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)研究,為此,我們系統(tǒng)研究了聚合物水解度對(duì)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(shí)驗(yàn)部分

        1.1 主要儀器和試劑

        Brookfield 粘度計(jì),Sanyo 烘箱,真空泵等。

        試驗(yàn)用水:下二門(mén)油田產(chǎn)出污水;交聯(lián)劑:有機(jī)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(mén)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(shí)間及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 MO4000 不同水解度對(duì)成膠性能的影響

        試驗(yàn)溫度:50℃;配制水采用下二門(mén)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(shí),水解度在22%時(shí)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?zhuān)床怀鏊舛葘?duì)成膠性能的影響。

        2.2 ZL 不同水解度對(duì)成膠性能的影響

        試驗(yàn)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(shí),基本上不能成膠,水解度在15.5%時(shí),成膠效果最好,水解度為7.4%體系不成膠。

        通過(guò)這兩組試驗(yàn),我們認(rèn)為:水解度對(duì)成膠性能有較大的影響,不同聚合物類(lèi)型,有一個(gè)較為適宜的聚合物水解度范圍。對(duì)于聚驅(qū)來(lái)說(shuō),高水解度聚合物[2]可以保證井口的高粘度,但對(duì)于交聯(lián)聚合物驅(qū)來(lái)說(shuō),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(duì)于高水解度的聚合物來(lái)說(shuō),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(yàn)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(jiàn)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(jiàn)增加交聯(lián)劑濃度也可以達(dá)到增加成膠粘度的目的,試驗(yàn)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(jiàn)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(shí),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(duì)有機(jī)鉻交聯(lián)聚合物的成膠性能具有較大的影響。

        (2)不同類(lèi)型的聚合物有一個(gè)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(shí)間長(zhǎng)。

        [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(kāi)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(duì)低濃度交聯(lián)聚合物體系性能的影響[J].石油勘探與開(kāi)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.

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