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        水質(zhì)對(duì)聚合物溶液粘度影響因素研究

        2019-09-10 07:22:44於涵
        石油研究 2019年5期
        關(guān)鍵詞:影響因素水質(zhì)

        摘要:在石油開(kāi)采過(guò)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(guò)對(duì)聚合物的稀釋,形成水溶液,在油田開(kāi)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(kāi)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(duì)此,文章探討了水質(zhì)對(duì)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(guó)不可缺少的能源,隨著社會(huì)對(duì)石油的需求增大,油田開(kāi)發(fā)技術(shù)不斷更新,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間探索,聚合物驅(qū)油技術(shù)逐漸成熟,在油田開(kāi)發(fā)中發(fā)揮了重要作用,推動(dòng)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(kāi)采率,而水質(zhì)是影響聚合物粘合度的關(guān)鍵點(diǎn)。下文對(duì)此展開(kāi)探討。

        1、聚合物驅(qū)油的原理

        在石油開(kāi)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(dòng)能力大于原油,在水流動(dòng)中,會(huì)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(dòng)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(dòng)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(shí),水的滲透率降低;在滲透率較高的部位,水流動(dòng)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(dòng)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(guò)細(xì)小空隙,不會(huì)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(guò)孔隙時(shí),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(lái),孔隙壁的油膜逐漸變薄。同時(shí),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(kāi)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(wú)機(jī)物、有機(jī)物的分析

        在對(duì)水質(zhì)的特征無(wú)機(jī)物、有機(jī)物進(jìn)行分析時(shí),分析過(guò)程為:取樣、穩(wěn)定、富集、儀器分析。儀器分析時(shí),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(wú)機(jī)物、有機(jī)物的分析

        在對(duì)水的微量無(wú)機(jī)物、有機(jī)物進(jìn)行分析時(shí),分析過(guò)程為:取樣、穩(wěn)定、富集、儀器分析、鑒定。在儀器分析過(guò)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(guò)上述三種方式,對(duì)深度水、普通水進(jìn)行分析,最終得出:兩種水的無(wú)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?tīng)顟B(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(duì)聚合物粘度的影響被剔除。通過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)較多。

        3.1、幾何因素

        在深度水中,聚丙烯酰胺會(huì)發(fā)生物理變化,復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化,因?yàn)?,深度水?nèi)礦化度較高,其中存有高價(jià)離子,如:三價(jià)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(huì)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(jiàn)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(guò)提高溫度,降低聚合物的溶液粘度,隨著聚合物溶液擱置時(shí)間拉長(zhǎng),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(guò)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)椋泻舜罅咳芙庋?、引發(fā)劑等氧化物志,以及酚類(lèi)化合物、二價(jià)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(duì)聚合物的降解度帶來(lái)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(duì)兩種常用水質(zhì)展開(kāi)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(duì)聚合物粘度影響及對(duì)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(shí)[J].工業(yè),2015(8):102-102.

        [3]王剛.水質(zhì)對(duì)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(jiǎn)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,

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