（油气田开发工程专业论文）氧对聚合物溶液性质影响及作用机理.pdf

犬臻 浦掌菠硬主联究彗 l 琶交 a b s t r a c t w i t ht h eg r a d u a le x p l o i t i n go ft h ee a s t e r no i lf i e l da th o m e t h ew a t e rc u ti s i n c r e a s i n gg r a d u a l l ya n dt h ew a t e rc o n t e n tr a t i oo ft h eo i l f i e l di si n c r e a s i n gw i t hy e a r w h i c hr e d u c i n gt ot h ep r o d u c e dw a t e rt h r o u g h p u ti n c r e a s i n gq u i c k l ya n dt h ed i s p o s a l d i f f i c u l t yb e c o m i n gh a r d e ra n dh a r d e r a n db r i n g i n gg r e a tt r o u b l e 遮t h es t a b l ep r o d u c t i o n o ft h eo i l f i e l da n de n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n a tt h es a m et i m e a l o n gw i t ht h ea p p l i e d s c o p eo ft h et e r n a r yr e c o v e r yi sf u r t h e re n l a r g e d a n dt h ef r e s hw a t e rs o u r c ew h i c hi s u s e df o rc o n f e c t i n gp o l y m e rs o l u t i o nb e c o m e sm o r ea n dm o r es h o r t o nt h eo t h e rh a n d t h ep r o d u c e dw a t e ri nt h eo i l f i e l dc a l l tb er e i n j e c t e db yt h es a m ea m o u n t w h i c hi sn o t o n l yr e d u c i n gt ot h er e s o l l l e ew a s t e b u ta l s oi r 自c r e a s i n gt h eo p e r a t i o nc o s to fo i l f i e l d 强 b e c o m e sm o r ea n dm o l oi m p o r t a n tt h a t 讯 o n f a c tp o l y m e rs o l u t i o nm a k i n gu s eo f p r o d u c e dw a t e ro fo i l f i e t d b u tc o m p a r e dt ot h ef r e s hw a t e r t h e s ea r eag r e a td e a lo f a n a e r o b i cb a c t e r i u m s u c ha ss u l f a t er e t u r nt oo r i g i n a l 瓣慨f u n g u ss r b s a p r o p h y t i c b a c t e r i at g b a n ds oo n t h e r e 歉d e g r a d a t i o no ft h e s eb a c t e r i u mt op o l y m e rs o l u t i o n w h i c hr e d u c i n g 协t h ev i s c o s i t yo f p o l y m e rs o l u t i o nd e b a s i n g s oi no r d e rt or e d u c i n ga n d e l i m i n a t et h ee f f e c to fs r bo ro t h e ra n a e r o b i cb a c t e r i u mt op r o d u c e dw a t e rp o l y m e r s o l u t i o n w ea d o p tt h em e t h o do fa e r o b i cd i s p o s a lp r o d u c e dw a t e ri nt h ep i t o tt e s t a l t h o u g ht h e r ea r ei n h i b i t o r ya n dg e r m i c i d a la c t i o n si nt h ep r o d u c e dw a t e r 酶a e r o b i c d i s p o s a l t h ee x c e s s i v eo fa e r o b i cd i s p o s a lw i l lr e d u c i n gt ot h ef r a c t u r eo fp o l y m e r m o l e c u l a rc h d i n sa n di n f e c tt h ev i s c o s i t yo fp o l y m e rs o l u t i o n t h e r e f o r e t h ek e yo f s u c c e s st h a ta p p l y i n gt h ea e r o b i cd i s p o s a lt e c h n i q u et op r o d u c e dw a t e ri sa p p l y i n gt h e s u i t a b l ea e r o b i cd i s p o s i n g t h e r e f o r e t h ei a f h i e n c eo ft h e s ef a c t o r s w h i c ha r eq u a n t i t y o fb a c t e r i u mi np r o d u c e dv c a t e r a e r o b i cq u a n t i t ya n da e r o b i co c c a s i o n i nt h ea n a e r o b i c c o n d i t i o n0 1 3t h es t a b i l i t yo fp o l y m e rs o l u t i o nh a sb e c o m i n gp r o b l e m sp r e s s i n gf o r s o l u t i o n s a l s ot h e r ea r ef a r r e a c h i n gr e a l i s t i cs i g n i f i c a n c eo ni m p r o v i n gc h e m i s t r y d i s p l a c e m e n te f f i c i e n c y a 妇暖i 培a tt h ea c t u a ld e m a n d i n gi np i t o tt e s t w er e s e a r c hi n t o t h es t a b i l i t yi n f l u e n c eo ft h eo x y g e nt op o l y m e rs o l u t i o nm a k i n gu s eo ft h ee x p e r i m e n t m e t h o do fa n a e r o b i ca n da e r o b i ci n d o o r s a tt h es a m et i m e w ea l s om a k es o m e e v a l u a 囊o no nt h es t e r i l i z a t i o ne f f e c ti nt h ec o n d i t i o no fa n a e r o b i ca n da e r o b i c t h e r e s e a r c hr e s u l t ss h o w 氆ev i s c o s i 母o fp o l y m e rs o l u t i o nc o n f e c t e db yt h ea e r o b i c p r o d u c e dw a t e ri sh i g h e rt h a nt h a tb yt h ea n a e r o b i cp r o d u c e dw a t e r h er e a s o n a b l e c o n c e n t r a t i o nl e v e lo f p r o d u c e dw a t e ra e r o b i cc o n c e n t r a t i o ni sa b o u t6 r a g 1 k e yw o r d t h ep o l y m e rm o l e c u l a rc h a i n s o x y g e na n db a c t e r i u m d e g r a d a t i o n m e c h a n i s mo f a c t i o n e x p e r i m e n t si n d o o r 大庆石油学院醐士研究生论文 第一肇孳l 言 露渍是瑗徒工监戆蠹滚 是经济发震秘凌戴稼遴程孛努不霹少懿动力 维持麓 王攮生产稻嚣鬻生活弱正常运转 我嚣1 9 7 0 年实现爨涟叁给 蓟1 9 9 3 年又簸为露 溜冷遴翻国 2 0 0 5 年底 我国进口石滚融达2 6 0 万橇 日 国际石油价格渡韵赢接 影响我圜的石油安全和经济发展 石油产般关系国计民生 为了解决石油供霈矛鼹 躐解资源安全压力 除了加强勘探即寻拨新的石油储量外 再就是进一步开发新纳 税油开采技术 大幅度提高老油田原油浆收率和已探明资源的利用率 1 1 如何鞭 详尽地了解影响原油开发的因索 谶 步蛾提高原油采收率和扩大油田产出能力鼹 撰猩每一个石油人面前的重大课题 1 1 本文研究目的及意义 嚣裁 强内衮罄演函已进入特裹禽窳开发中矮期 含拳率逐步嚣嵩 部分嚣块 曩遮戮9 瓣臻上 嚣魏 舞舞遴 步撬藏涟爨溅溜采毅辜已受弱嚣淫鼓技工穆卷静 麓黢耋 l 凳 七五 霸 a 五 戳亲 瀚内务主要漉霹通过辩藐攻关释技拳弓 避 撬供采收率技术研究帮矿场试验发展缀抉羚 继大庆油酗聚食物驱先导挂矿璐试 黢取得成功以后 胜利 太港 河南和辽涎镣油田也都避行了不同规模的矿场试验 取得明恩增油降水效果 到2 0 0 5 年底 大庆油田年注聚合物干粉已超过9 1 0 4 t 辩含物驱增油1 2 0 0 1 0 4 t 随着聚合物鞭工业化应用规模的扩大 一方面淡水溉源 e i j 趋紧张 另一方面采油污水又不能等擞阐注 给油田生产和环境保护带来搬大湖 难 因此 利用采出污水配制聚食物溶液就显得越来越重要 但是 由于油田污水中含有大量茨瓴绷麓 如硫酸盐还原菌s r b 腐生蔺t g b 和铁薄i b 等 这些细菌对聚会物分予链荫破环作用 使聚会秘溶液黏度降低 闲 戴 蕊场采用曝畿污瘩聚懿聚合物添波 筑减少竣溥豫硫酸盐还露蕴等厌氧缨麓慰 潺农凝合戆溶滚戆澎黎 冬簧污永瀑畿鲶壤爨眷较姆熬辩裁移恭蘩终霆 餐曝簸过 蕊又会譬致聚会麴努子链装囊 影豌聚念携溶滚鞋度 聚合凌滚滚孛含裁鬟越亵 葵长鬏稳定经藏越蓑 茏其是当溶液巾存农活往杂质时 徽鲎襞也会零 起聚合物分 予镳严重断裂 进丽导致其懿度怠屠 下降 驱油效果变差 甚至丧失使用 价值 因此 使用会适的曝戴鲎是污水曝截处理技术成功应用的技术关键 2 1 2 本文研究的内容 近年来 氧对聚合物溶液性质影晌研究方面的文献报道有许多啪1 但其寓黢 邀稷并非完全处于厌氧环境 例如 程褥必文献报道中 其取样 配制 储存釉测 试等实验环节中只有聚合物溶液储存环节憋处于厌氧环境 其它环节均处予曝瓴环 壤 爨戴可见 这样豹实验结果不莪宠垒冀赛蟪反映涟藏爱戴环境中聚合物溶液豹 镶缓黪锺 潋及羲怼聚合麴滚滚麓影晌程浚 为了鞍菇全嚣遗了解氧对聚食物溶液 羧矮影蠛爱箨爱瓿理 奁瀑 厌氧羡浚下 本文逶遘对大庆i 鑫露采渎二厂污承蒙会 篓 兰堑童 物溶液黏度测试和对比分析 研究了氧对聚合物溶液影响 并且研究了厌氧条件下 杀菌剂对聚合物溶液黏度的影响 同时优化了污水曝氯量 1 3 技术关键和解决途径 1 3 t 技术关键 1 厌氧实验条件建立 2 厌氧实验过程的研究与实践 3 厌氧实验流程的准确性 4 氧对聚合物分子基团破坏作用原理和检测技术的研究 3 2 解决途径 1 购置和研制厌氧实验仪器设备 制定厌氧条件下取样 配液和测试操作规 程 2 进一步完善实验方案 同时准确把握实验过程中曝氧量和曝氧时机 3 选择优质杀菌剂配合曝氧条件对聚会物溶液的稳定性进行研究 4 依据表面化学 胶体化学和高分子化学理论 探索氧对聚合物分子结构特 征影响及作用机理呻1 太痰石油学院顾士研究生论文 2 1 燕验材料 第二章实验材料 条件及创新点 2 1 1 聚合物 壤据大庆油匿聚合物驱矿场实践经验和油邂聚合物来源的实嚣情况 赡选三秘 聚会戆佟尧实验蠲浆会獍 3 耱聚合凌分裂怒大庆蘸纯公萄中分子曩戮烯蕺胺干餐 简称中分 下同 相对分予旅爨1 6 3 6 x1 0 4 固含量9 1 2 9 大庆炼化公司高分 子聚黼烯酰胺千粉 高分 相对分子质量1 9 3 6 1 0 4 围禽摄9 0 8 4 大庆炼化公 司斡羧薤聚魂烯酝胺予羚 抗熬 辐对分予疑壁3 3 3 5 x1 0 固会量9 0 5 6 聚合 赞溶液浓度为1 0 0 0 m g 1 聚合物的主蒙理化性能指标的分析结果见袭2 1 表2 i 聚合物理化性能指标 捡验矮嚣中分离分撬簸 相对分子康爨 1 0 1 6 3 6 4 1 9 3 6 33 3 3 5 1 特性黏度 d l g 2 1 5 52 2 4 l0 4 4 7 水解度 m o t 2 5 0 3 2 5 4 02 4 4 9 粒痘 l 8m0 3 l2 9 50 0 7 墨0 2mo 6 83 8 7 2 3 9 黏度 m p a 8 4 1 94 5 04 1 2 固含量 w t 9 1 2 99 0 8 4 9 0 5 6 簿弼系数3 0 84 2 o5 1 9 残余单薅 歉辩0 0 1 30 0 1 60 0 1 0 过滤因子 1 3 31 3 s 2 o 水不游物棚t o 0 4 40 1 2 40 1 5 2 溶解速度 h 1 2 2 2 2 2 杀蓬裁 涤蓠剂为季胺盐类化含物 依据其配方的差异分别编号为 杀菌荆l 杀蕊 剂2 肆 和 杀菌嵛i j3 袭2 2 杀葛劐杀鏊测试结景 硫酸盐还原菌腐生菌铁细菌 硫酸盐还原菌 编号使用地点 残余菌数 个 m d 系筵麴臻赣糍2 2 注求嚣 孽9 9 馨9 9 39 82 5 潦菌剂2 南七联 南八联 9 9 9 8 9 9 4 49 9 8 37 0 杀蔺荆3 南2 2 深污 9 9 9 7啦 4 49 9 2 7 1 5 0 2 3 实验露水 盛验甩污水取裔采浦二厂 永旗分析结粜冕衮2 3 和表2 4 除特剐说明外 粥铷聚台镌 第二辩实验奉 辩 每静爰魁赣癍 用承为南2 2 斑4 6 4 舞污东 4 表2 3 实验用水离子虹成 水样编号 5 6 4 3取样地点南2 2 丙4 6 4 井 取样蜀期 2 0 0 5 9 9 分褥爨期 2 5 9 9报告日期2 0 0 5 9 9 矮蠢萃整 数豢璜舞蕈盘数鏊 总碱蠡凝克当量 拜 4 7 6 9 c l m g 1 1 1 9 0 2 5 总硬度德国度 0 4 5s o l m g 1 1 6 8 l k n a m g l 1 8 7 1 9 2珏c 0 3 一m g 12 6 0 3 7 2 c a m g 1 1 4 0 3c h 2 1 m g 1 1 5 0 6 5 箍f m g 1 2 4 3 o h m g l 0 0 0 囊离子鄹 m g 1 3 9 6 t4 3 正离子和m g 1 1 8 8 8 勰 总矿化殿m g 1 5 8 4 9 8 1 聚合物 m g 1 9 1 0 分橱单钕 二厂中心化验室 表2 4 实验薅拳毒子组成 水样编号 0 5 7 4 6取样地点南i 6 一p 1 3 2 井 取样日期2 0 0 5 1 0 2 6分析日期 2 0 0 5 1 0 2 7 报告日期 2 0 0 1 0 2 7 项目单位数鬣 项目 单位 数爨 球蕊 8 3 0 蕊碱爨毫克当叠 舞 2 8 1 l c 1 一 m g 1 2 3 8 0 5 总硬度德国度 o 7 0s 0 噜一 m g 1 1 2 o l k n a m g 1 7 8 4 1 1h c 魄 m g 1 1 5 9 2 8 7 c a r a g 1 2 0 0 4c 0 3 一 m g 1 6 0 2 6 醒g m g 1 4 8 6o h m g 1 0 0 0 受离子鞠m g 1 l 3 1 8 正离子帮m e 1 8 0 9 0 2 总矿化度r a g 1 2 7 1 2 2 0 聚台物m g 1 4 7 0 0 分折攀位二厂中心化验室 大庆石油学院硕士研究生论文 表2 5 实验用水细菌含量 细菌含量 个 m 1 样品 腐生蔻硫酸盐还原菌铁细菌 南2 2 丙4 6 4 井 7 52 52 5 南卜6 一p 1 3 2 9 0 01 5 09 0 0 0 分析单位二厂中心化验室 2 2 实验条件 2 2 1 实验温度 实验分别在油藏温度 4 5 c 和室温 2 5 x 3 条件下进行 2 2 2 实验仪器 1 b a c t r o na n a e r o b i cc h a m b e rb a c t r o n1 5 型厌氧室 2 t c 2 0 1 型布氏黏度仪 3 j 一6 型多头磁力搅拌器 4 h 卜h i a 型恒温箱 5 电子天平等 6 胶头滴管 2 3 创新点 2 3 1 实验方法 完善了厌氧实验条件 确保采出液取样 过滤 聚合物溶液配制 储存和黏度 测试等过程始终在厌氧环境中进行 为进一步研究氧对聚合物溶液的影响提供了实 验条件 2 3 2 认识与结论 1 曝 厌氧条件对聚合物溶液黏度存在影响 曝氧污水聚合物溶液黏度要高于厌 氧污水聚合物溶液的黏度值 2 曝氧量水平对污水聚合物溶液黏度性质存在影响 曝氧量在6 m g l 左右时聚合 物溶液黏度最高 3 曝 厌氧条件对杀菌剂的杀菌效果存在影响 曝氧环境中杀菌效果好于厌氧环 境 第三章氛瓣凝台耪漆渡黏度控蜃影响 第三章氧对聚食物溶液黏度性质影响 3 t 实验目的 采穗瀑氧污承熬潮聚合貔潘滚 邋避岛聚合魏溶滚牵添燕溶羲剩 稳定剡粒蓉 茜裁等诬学裁 程曝氧舔境串撩存葶鞲渊蠹聚会秘溶滚 研究聚合穆溶液懿凄与滚凄 时间和矿化度变化关系 借以评价戴和细菌对聚合物溶液黏度影响 为改藩凝合物 溶液性质提供震验依据 3 2 实验材拳斗 1 蓉蘧裁 牮醚 浓褒3 8 l 2 除裁裁 硫代硫酸镳 纯学纯 3 稳定剂 硫躲 化学纯 3 3 结果及分析 3 3 黏褒号瓣涵关系 聚会秘溶液懿凌与浓度关系效捺凳表3 1 袁3 1 聚合抽蒋占度与浓度美系欺据 4 5 e 囊 之 l 2 5 l o 2 04 06 0 秘类和浓度 c 产6 0 0 m g 1 1 8 41 5 21 2 o 露3 晷2 3l s 孛势 e l o o 抽g 1 2 6 o 2 8 2 垂 72 3 8强 91 3 79 8 g 芍0 0 m g 1 2 3 62 0 41 5 17 o5 g3 62 3 高分 岛 l o o o r a g 1 5 3 o4 3 o3 8 72 8 4 1 8 71 4 7 9 8 c 庐6 0 0 m g 1 2 4 22 3 21 9 81 2 79 o6 43 5 抗盐 o 1 0 0 0 m g 1 5 4 2 4 5 2 4 0 93 9 o2 7 o1 7 41 3 o 巍爱表3 t 爹 列聚合蘩嚣麦冬滚瘦关系数蠢绘秘糖癍关系錾缓 冤强3 1 强 3 2 和圈3 3 6 大庆石油学院硕士研究生论文 3 0 2 5 0 2 0 秸 童1 5 魁 耦1 0 5 o 6 0 5 0 麓4 0 曼3 0 篓z o 1 0 o 6 0 5 0 孳4 0 童3 0 羹2 0 l o 0 0圈一l聚合2物0溶液黏度与40时问关系曲线603f 帮器 8 8 0圈一l 聚合物溶液黏度与时问关系曲线 币分 f i g 3 lt h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m e a n dg e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r o2 04 06 0 圈3 吨聚合物溶液黏度与时间关系曲线 i 桫 f i g 3 2t h e r e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m e a n dg e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r o2 04 0 6 0 时间 拶 图3 3 聚台物溶液黏度与时间关系曲线 抗盐 f i g 3 3t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o ly m e r 7 第三章辘j c 重聚台期辩滚黏度性矮辫响 默图表分褥可知 1 聚合骛滚菠惫褰 聚会魏渗液辍痰塞大 聚台穆浓度6 0 0 m g 1 譬1 0 0 0 m g 1 麓聚合耱溶滚嚣疫大终穗麓2 0 m p a s 左右 2 在相同聚含物浓度条伴下 审分 聚台物溶渡轫始黏度较 商分 稻 抗 盐 聚合物溶液的低 但至者黏度随时间变化总体趋势相同 3 聚合物溶液黏度随时间增大黼逐渐降低 3 3 2 黏度与温度关系 聚合物溶液黏度与温度关系数据熙液3 2 8 表3 2 聚合物黏度与漩穗荧系数据 c p l o o o m g i 时闻 d 聚台褥溶蠢 l25 1 02 04 06 0 2 5 3 7 83 唾 巷4 e 2 9 l2 0 3 99 转 中分 4 5 2 6 e2 8 82 毒 72 3 8l s 9l e 75 2 5 l l o 0毒8 85 i 84 2 94 0 o2 0 o1 2 5 离分 4 5 5 3 0 4 3 0 3 8 72 8 4 1 8 71 4 79 8 2 5 1 4 6 06 6 84 8 44 9 84 1 12 0 61 3 0 抗盐 4 5 5 4 24 5 24 0 93 9 o2 7 o1 7 49 5 由表3 2 所列 高分 和 抗赫 聚含物黏度与温度关系数据绘出相关曲线 见圈3 4 和图3 5 1 2 0 1 0 0 8 0 童6 0 世 耀4 0 2 0 o o 豳3 4 嚣耪游滚鑫与时阚巍脚黪豳聚食物游滚歉壤与时阚关系摇戮 f g 3 4t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 犬痰霹油学院骥士研究蔓论文 薯 甚 v 憾 据 02 04 0 6 0 时间鼢 圈3 5 聚岔孳棼滚滚秣度与时间关系益线 f i g 3 5t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o l r m e r 扶图表分撰可知 1 聚合物溶液黏凄随溢壤的秘离两降低 2 中分 聚台物溶液盼狲始黏度较低 高分 和 抗盐 的初始稚廉较 高 3 中分 聚合物最初降低的幅度比较缓慢 而 高分 聚合物萃盱 抗赫 聚合物最初降低的幅度比较犬 说明 中分 聚合物耐温性好于 高分 聚合物和 抗盐 聚合物 3 3 3 黏度与矿亿度关系 溶剂水由污永与溥承按俸羧 铡浪会瑟成 俸获院努舅g 为l 2 耪2 1 聚合 秘溶滚懿度与矿纯度关系实骏数撵燕袈3 3 表3 3 聚合耱矿纯受奄黏震关系数据 c p t o o o m g 1 二淤 l20l o 2 0 4 0 6 0 聚合物及矿化度 污水 清水 l 26 7 76 5 85 2 45 4 64 8 42 0 40 3 中分 污水 清水 2 l 4 3 04 0 03 6 14 0 83 2 61 2 43 o 污水 清水 i 2 3 3 6 99 5 57 6 37 4 17 3 86 3 74 8 9 高分 污水 清水 2 1 1 5 8 0 6 0 4 4 9 34 6 44 5 62 l39 3 污永 清水 1 23 4 8 93 7 2 9 8 毒 68 3 3 7 5 54 8 91 7 6 抗盐 污永 溥水 2 l 1 0 2 o1 3 9 03 9 163 9 o3 8 l2 1 41 2 3 童表3 3 爱劐聚台镌溶滚熬浚与矿纯度关系实验数撵绘锱疆关爨线 觅强3 6 瀚3 1 0 9 醯 蝣 黯 o 第三章氧对聚台物溶液黏度性质影响 1 0 4 0 0 3 5 0 3 0 0 鼍2 5 0 童2 0 0 篓埔o l o o 5 0 0 0 2 04 0 6 0 时间 d o 图3 6 聚合物溶液矿化度与黏度关系曲线 中分 f i g 3 6t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e ns a l i n i t y a n dg e lv i s c o s i t yo fp o l y l n e r 4 0 0 3 5 0 3 0 0 72 5 0 曼2 0 0 魁1 5 0 据 l o o 5 0 0 02 04 0 6 0 时间 d 8 0 图3 7 聚合物溶液矿化度与黏度关系蓝线 高分 f i g 3 7t h er e l a t i r ec u r v eb e t w e e ns a l i n i t y a n dg e lv i s c o s i t yo fp o l y m e t o2 0 4 0 6 0 时问 d 3 0 图3 8 聚合物溶液矿化度与黏度关系曲线 抗盐 f i g 3 8t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e ns a l i n i t y a n dg e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 伽蚕 啪娜蝴娜啪 o 穹 日dlliv越瓣 大庆石油学院硕士研究生论文 0 划 据 0 d 黾 一 憾 螺 o2 04 0 6 0 时间 d s o 图3 93 种聚合物矿化度与黏度关系曲线 1 2 f i g 3 9t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e ns a l i n i t ya n d g e lv is c o s i t yo fp o l y m e r 02 04 06 08 0 时问 d 圈3 1 03 种聚合物溶液矿化度与黏度关系曲线 2 1 f i g 3 1 0t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e ns a li n i t ya n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 从图表分析可知 1 矿化度对聚合物溶液黏度有较大影响 矿化度愈低 聚合物溶液黏度愈 大 2 矿化度变化对 中分 聚合物溶液黏度影响较小 丽对 高分 和 抗 盐 聚合物溶液影响较大 3 在同一矿化度条件下 赦低相对分予质量聚含物溶液的黏度损失小于较 高相对分子质量的 低相对分子质量聚翕物具有较为优良的耐盐性 3 3 4 黏度与剪切作甩关系 聚合物溶液剪切实验采用2 个剪切强度 即黏度损失5 0 和6 5 抗剪切作用 后聚合物溶液黏度与时问关系实验数据见表3 4 伽 l 渤 渤 撇 螂啪 o 如 印 蚰 0 第三章氧对聚台物溶液黏度性质影响 1 2 表3 4 聚合物抗剪切能力实验数据 4 5 c p 10 0 0 m g 1 时间 d 实验条件 1251 2 04 06 0 损失5 0 1 0 o 9 88 17 28 2 4 3 2 9 中分 损失6 5 7 97 24 54 45 g3 32 1 损失5 0 1 5 81 6 61 3 o9 88 86 23 2 高分 损失6 5 9 11 0 28 67 86 25 43 8 损失5 0 9 6 1 9 21 8 81 6 99 2l o 57 65 2 抗盐 损失6 5 1 1 71 621 2 38 3 1 l 76 94 2 由表3 4 实验数据绘出相应关系曲线 见图3 1 1 和图3 1 2 2 5 2 0 1 5 曼 能1 0 耀 5 0 o2 04 0 6 0 时间 d 8 0 图3 1 13 种聚合物抗剪切与黏度关系魏线 5 0 f i g 3 1 1t h er e l a t i r ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 02 04 0 6 时间 8 0 d 圈3 1 23 种聚台物抗剪切与黏度关系曲线 6 5 f i g 3 1 2t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ee n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 8 6 4 2 o 8 6 4 2 0 s t 蛊5 巡撂 太嶷圣i 浦学院硕士磺究生论文 从图表分辑可知 1 聚合豹滚滚甄受鸷韬强浚愈丈 爨度豢失塞大 2 聚合物漆滚受蜀赘翡 筝瘸聪 萁裁瘦疆霹溺增鸯霾瑟辫低豹速凄憝予平缓 3 3 5 黏度与除氯剂 杀麓裁和稳定剩荚系 聚合物溶液黏度受除氧剂 杀菌荆和稳定剂影响实验方案及内容见表3 5 宓 骏数据见表3 6 衷3 4 聚合物溶液化学组成 聚合物除载荆 杀菌剂稳定荆 浓度质量浓度质燕浓度质案浓度璜壤 m g 1 g t a g 1 g m g 1 龟 r a g 1 g 聚合秘 蓉莛熬 l 铤埯0 5 2 巷 簸氧裁 1 0 0 00 2 2 2l e oo 0 2 酩 稳定翔 1 0 0o 0 2 三种复配 1 0 00 0 2 0 21 0 0 00 5 2 61 0 0o 0 2 表3 5 聚合物溶液黏度舞狳数据 c f l0 0 0 m g 1 对闼 d 试剂 l25l o2 04 6 0 除氧剂 2 5 o3 0 12 4 42 t 61 9 31 2 35 7 杀菌剂 2 9 92 7 13 3 4 2 4 7 2 1 3 9 8 6 4 中分 稳定剂 2 3 32 9 o3 5 52 4 42 3 01 3 06 7 除 基 稳 2 s 43 0 43 5 2 8 92 毒 61 4 89 6 藤氧裁 4 5 0唾3 3 5 6 0 s 唾 55 0 62 0 76 s 杀蓥裁 莲基 2唾7 3s 9 55 2 s始 9l 88 9 裹分 稳定裁 3 7 o唾孽 4 6 4 3 4 8 84 7 02 3 0 9 g 除 杀 稳 4 l 54 3 25 4 35 0 2唾3 62 4 71 2 9 除氧剂 4 1 65 1 86 2 14 34 6 91 9 88 8 杀菌剂 4 1 45 3 66 1 6 4 3 7 4 6 61 8 99 6 抗盐 稳定剂 3 5 44 3 35 8 64 7 64 3 12 0 01 0 8 除 杀 稳 4 1 64 2 56 0 65 6 75 1 63 3 91 5 9 依据表3 4 所列数据 绘制除辍剂 淆菌剂和稳定剂影响下聚合物溶液黏魔与 时间关系曲线 觅图3 1 3 图3 1 5 第三章氧对聚台物溶液黏度性旗影响 1 4 4 0 3 5 3 0 j2 5 童2 0 萎1 5 1 0 5 0 7 0 6 0 5 0 垂4 0 0 蜊3 0 巢2 0 1 0 0 7 0 6 0 5 0 0 鼋4 0 糕3 0 捶2 0 1 0 0 02 04 06 08 0 围3 1 3 聚合物溶液黏度随时间关系曲线 中分d 时间 f i g 3 1 3t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 0 2 04 0 6 0 图3 1 4 聚合物溶液黏度虢时间关系曲线鼍 f i g 3 1 4t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 惺舻 i m ea n d 图3 1 5 嚣物溶液黏淼时间关翕线时t 魏 d 8 0 图 聚合物溶液黏度随时间关系曲线挠 盐 f i g 3 1 5t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e n t i m ea n dg e lv i s c o s i t yo fp o y m e r 大庆石油学院硕士研究生论文 从图表分析可知 1 抗盐 聚合物溶液黏度下降速度较 离分 的快 2 当将除氧剂 杀菌剂 稳定剂以及将它们混合物加入聚合物溶液时 聚 合物溶液黏度会得到不同程度改善 其中3 种化学剂混合加入时的保黏效果最好 3 4 机理分析 3 41 氧对聚合物分子结构影响 聚合物溶液中溶解氧的存在是导致其黏度损失 稳定性变差的主要原因 聚合 物溶液氧化降解机理属于自由基连锁反应枫理 由于聚合物中含过氧化物杂质分解 产生自由基有自动催化行为 自由摹反应可分为引发 增长和终止等三步反应 引发 聚合物一r 0 0 增长 r 0 2 r 7 h r k h r 7r 7 魄一r 7 0 0 终止 2 r 0 0 一不活泼物质 聚合物吸收足够的能量 形成过氧自由基r 7 0 0 过氧自由基夺取聚合物上的 氢 形成氢过氧化基团r o o h 和聚合物自由基r 聚合物自由基迅速与氧作用 又形成过氧自由基 如此反复多次 才终止 同时氯过氧化物还可能均裂成两个新 自由基 加速氧化过程 根据上述反应机制 可采取的防范措施 1 首先抑制初级自由基豹生成 设法破坏过氧化物 2 阻断自由基连锁反应链 设法清除反应自由基 3 清除增进氧化降解的因素 设法清除体系中氧气和其它活性杂质 避免高 温 3 4 2 抗氧剂作用效果 为了降低聚合物的氧化速度 就得有效抑制上述一些反应 这种自由基链锁反 应速度很快 使聚合物相对分子质量降低 在较短时间内使聚合物溶液黏度大幅度 降低 上面的反应过程是耗氧的 氧被完全消耗时反应即停止 抗氧剂 a h 的加 入将能与过氧自由基迅速反应 使连锁反应提早终止 抑制或减缓引发阶段自由基 的形成 同时通过截夺链增长自由基r 7 或r o 以中断链增长循环 减缓氧化 反应 由于自由基反应后 形成不活泼自由基a 使连锁反应终止减少氧化 2 r o o a l l r o o h a 所以 抗氧剂的加入在阻止聚合物溶液黏度损失方面具有较好的作用 3 4 3 稳定剂作用效果 稳定剂与聚合物溶液反应历程可表示为 3 2 吼一0 0 p 聚合物 一p 5 第三章氧对絮台物髂液黏度性质影响 侥 稳定剂一0 0 0 稳定裁一0 稳定帮过羹 0 逸 稳定荆一0 辘避蹩 0 p p 2 式耨 炎稽眈 锈程稳定蠢g 之闺麓形成一稀申辩过渡带 降低了氇裂鳃戚0 的 灞化能 熨易产生0 o 因此 稳定剂使产生0 的速度更快 体系中稳定剂过量时 按 溅进行反应 不形成自由基 o 过量时则按 式进行反应 产生能使聚台物溶 液降解的自由基0 o 因此 聚合物溶液中0 2 和稳定剂相对量的大小决定着自由罄反 应的方向 稳定剂量大时起到稳定剂的作用 抑制自由基的产生 稳定剂量低时对 产生自由基有催化作用 加速聚合物溶液的降解遽菠 以上结果表明硫脲是一类抗 氧化的牺牲刹 在聚合物溶液高温老化过程中 不断消耗 浓度不断降低 导致稳 定传燃缀快下降 因此硫脲鲍抗氧化降解的谢效麓鞭较短 面用量需要较大 3 4 4 蓉猿剡 乍鼹效果 分辑认为 涵疆污拳孛会毒懿夫爨熬礁黢簸逐髹藿 铰绥蘧及瘸生蘩等秘震 在嚣襞繇壤孛 可双生成f e 8 等还窳懿懿震 撩皴空气嚣 大量鹣f e 8 鬣纯遘稷中 掰产黧的 o h 自由基攻击聚合秘主穗造成镳的酝袈 促使聚台钫俊速簿孵 导致聚 合物滚液黏度大幅度下降 杀菌粼啉 的加入 将减少或抑制细菌繁殖以及 o h 对聚 食物溶液分予链的攻击作用 从而削弱戴消除了细谘对聚合物分子链的破坏作用 也就擞减缓了聚合物溶液黏度的下降遵度 肖利于保持聚合物溶液的黏度 随甲醛 浓魔的增加 除了杀菌作用耗损部分外 剩余部分还可以对聚合物分予产生交联作 用 从而使得聚合物溶液的黏度增加 大庆石油学院硕士研究生论文 第四章曝 厌氧聚合物溶液黏度差异 4 1 实验目的 1 在厌 曝氧条件下 通过污水聚合物溶液黏度与时间关系对比分析 研究氧对 聚合物溶液稳定性的影响 2 在厌 曝氧条件下 通过向污水聚合物溶液中加入杀菌剂 测量黏度与时问关 系 研究氧对杀菌剂杀菌效果的影响 3 通过改变曝氧量浓度水平 检测曝氧聚合物溶液黏度 优化曝氧浓度水平 4 2 实验步骤及原理 1 在厌氧条件下 采集大庆油田二厂 南2 2 丙4 6 4 井 井口采出液 并在厌氧 室内对其进行沉淀和过滤处理 2 在厌 曝氧条件下 分别取过滤污水配制聚合物溶波或添加杀菌剂聚合物溶液 3 在厌氧条件下 聚合物溶液在室溢或4 5 条件下保存 4 在厌氧和室温或油藏温度条件下 定期 第l d 2 d 5 d l o d 2 0 d 3 0 d 4 0 d 5 0 d 和6 0 d 测量聚合物溶液黏度 5 在厌氧条件下 取过滤污水配置聚合物溶液同时加入制氧剂了来研究曝氧量 4 3 结果分析 4 3 1 厌 曝氧条件对聚合物溶液黏度影晌 1 厌 曝氧条件下聚合物溶液黏度差异 在油藏温度和厌 曝氧条件下 中分 聚合物溶液黏度实验结果见袭4 1 由 表4 一l 所列数据绘制黏度与时间关系曲线 见圈4 一l 表4 1 聚合物溶液黏度实验数据 中分 m p a s 间 d 1251 02 03 04 05 0 6 0 状 厌氧 1 6 61 6 01 1 48 97 9 7 56 44 23 8 曝氧 1 7 91 7 o1 3 51 0 29 o8 67 06 2 4 3 从上表和下面的图分析可知 1 在油藏温度和厌 曝氧条件对 中分 聚合物溶液黏度存在影响 曝氧聚 合物溶液黏度高于厌氧聚合物溶液黏度 2 在油藏温度和在厌 曝氧条件下 中分 聚合物溶液黏度变化趋势相同 即黏度随时间的延长而降低 达到2 0 d 后变化幅度趋予平缓 1 7 第四章曝 厌氧絮台物溶液稻度差异 图4 1 嚣物溶液鑫对比曲篡 粥c d o图4 一聚合物溶液黏度对比曲线 中分 f i g 4 1 t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv is c o s i t yo fp o l y m e r 在油藏温度和厌 曝氧条件下 高分 和 抗盐 聚合物溶液黏度实验结果 见表4 2 和表4 3 由表4 2 和4 3 所列数据绘制黏度与时间关系曲线 见图4 2 和图4 3 表4 2 聚合物溶液黏度实验数据 高分 m p a s 时间 d l 251 02 03 04 05 06 0 状态 厌氧 2 0 1 1 9 1 1 6 4 1 1 11 1 0l o 89 27 25 4 曝氧 2 2 52 1 3 l 21 2 7l l 81 1 29 87 86 0 02 04 06 0 图4 2 聚合物溶液黏度对比曲线 o f i g 4 2t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m e a n dg e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 表4 3 聚合物溶液黏虔实验数据 抗盐 m p a s 时间 d 状态 1251 02 03 04 05 06 0 厌氧 2 5 92 9 82 1 91 6 8 1 5 7 1 4 31 1 39 8 7 o 曝氧 3 2 o3 5 62 8 5 2 2 61 6 0 1 5 0 1 3 21 1 07 5 l g 加埔m m 地m 8 6 4 2 o s 叠田 越梅 鲇 筘dmv却嘏o o 丈痰嚣油学院臻士辑巍囊论文 4 0 3 5 3 0 鼍2 5 童2 0 蓑1 5 1 0 5 02 04 06 08 0 时闼 d 稠4 3 聚合物溶液赫凝对比曲线 抗盐 f i g 4 3t h er e l a t i v ec u f v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 赢分 和 抗盐 聚合物溶液黏度交化规律和趋势与 中分 聚合黪相似 2 淡 曝襞条终下3 枣争聚会蘩滚滚嚣度鼹跑 程油藏湿度和沃氧条件下 3 种聚合物溶液黏度实验结鬃觅寝4 4 由表4 4 所列数据绘制黏度与时间激系曲线 见图4 4 表4 4 暑 舍物溶液黏度实验数据恹氧 m p a 3 鼙蠲 d l2s1 02 03 04 05 06 0 蒙食物 中分1 6 6 1 6 o1 1 48 97 97 56 44 23 8 高分 2 0 11 0 11 6 41 1 11 1 01 0 89 27 25 4 抗盐 2 5 92 9 82 1 91 6 81 5 71 4 31 1 39 87 0 3 5 3 2 5 2 0 磊1 5 勰1 0 5 02 0 4 0 6 0 时间 d o 黼4 4 不同聚合物溶液黻鹰对比曲线 厌氧 f i g 4 4t h er e l a t i v ec u r v eb e t w e e nt i m ea n d g e lv i s c o s i t yo fp o l y m e r 第四