污水中金属离子对聚合物溶液粘度的影响doc（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）污水中金属离子对聚合物溶液粘度的影响赵华聚合物驱是完善的提高原油采收率的重要技术措施之一。目前国内油田通常采用清水配制聚合物溶液或清水配制聚合物母液污水稀释。若能采用污水配制聚合物溶液，就能节约大量清水，解决注采不平衡问题；污水回注地层还有利于环境保护。因此，采油污水配制聚合物越来越受到重视。本文研究了采油污水中金属离子、溶解氧、悬浮物、细菌对聚合物溶液初始粘度和稳定性的影响，提出了上述影响因素在采油污水配制聚合物溶液时的限度，为油田现场用采油污水代替清水配制聚合物溶液提供参考依据。1实验方法1.1实验试剂NaCl、无水等均为分析纯；钠土、高岭土均为化学纯；高抗盐超高分子量聚丙烯酰胺：白色颗粒粉剂，水解度23﹪～30﹪，相对分子质量2300×104～2500×104，北京市恒聚油田化学剂。实验用污水取自孤东油田，水质分析结果见表1。1.2实验仪器BrookfieldDV-ⅢULTRA可编程流变仪（美国）；WFX-1F2B型原子吸收分光光度计（北京）；101A-1E型红外干燥烘箱（上海）；精密增力定时电动搅拌器（江苏金坛）；恒温水浴锅（山东龙口）；精密pH计（上海）；分析天平（上海）；常规玻璃仪器等。1.3实验方法1.3.1聚合物溶液的配制与测定去离子水聚丙烯酰胺母液的配制按照SY/T6576—2003[5]。配制污水聚丙烯酰胺溶液时，烘干的聚丙烯酰胺干粉在120～150rpm搅拌下缓缓加入到污水中，搅拌30min，配成1500mg.L-1的聚丙烯酰胺溶液，然后在60℃恒温2小时，再用BrookfieldDV-ⅢULTRA可编程流变仪在60℃、7.34s-1下测定其表观粘度。这里聚合物溶液的浓度为1500mg.L-1。1.3.2聚合物溶液粘度稳定性的实验方法实验采用充氮气除氧法：将搅拌均匀的HPAM溶液充氮气1小时，然后把HPAM溶液转移至安瓿瓶中，酒精喷灯封口。制备好的安瓿瓶放在60℃恒温箱中恒温老化，间隔一定时间取出安瓿瓶，测量老化的HPAM溶液粘度随时间的变化。封口前测定充氮气除氧后溶解氧含量低于1mg.L-1（含氧量的测定采用测氧管比色法[6]），不除氧的溶液中溶解氧含量为5～6mg.L-1。2实验结果分析2.1污水中金属阳离子对聚合物溶液粘度的影响2.1.1Na+对聚合物溶液粘度的影响将NaCl加入到去离子水稀释的聚合物母液中，测定不同Na+含量下聚合物溶液的粘度，如图1所示。随着Na+含量的增加，初始粘度一直下降，浓度大于1200mg.L-1以后，粘度下降趋势有所平缓。其原因是Na+浓度的增加，使聚合物分子上羧酸根所带的负电减弱，聚合物分子内和分子间的静电斥力减弱，分子变得蜷曲，分子间内摩擦力减小的缘故。因此应控制Na+含量低于3000mg.L-1，最好低于1000mg.L-1。图2为充氮气除氧与不除氧的情况下，Na+对去离子水稀释的聚合物溶液粘度的影响。Na+在低浓度时对聚合物溶液粘度稳定性影响较大，高浓度时影响较小。当Na+含量为400mg.L-1（除氧）时，40天后聚合物溶液粘度损失达到45%。溶解氧的存在加速了Na+对聚合物溶液的降解，但影响较小。3.1.2Ca2+、Mg2+对聚合物溶液粘度的影响将CaCl2、MgCl2分别加入到去离子水稀释的聚合物母液中，测定不同Ca2+、Mg2+含量下聚合物溶液的粘度，如图3。聚合物溶液初始粘度随着Ca2+、Mg2+含量的增加，初始粘度先快速下降，当Ca2+浓度大于200mg.L-1、Mg2+浓度大于100mg.L-1以后，粘度下降趋于平缓。Ca2+、Mg2+含量越高，粘度损失越严重，甚至出现聚合物的絮凝或沉淀。从图3还可以看出，Mg2+对聚合物溶液粘度的影响比Ca2+大，这是因为Mg2+的离子半径比Ca2+小的缘故。Ca2+、Mg2+之所以使聚合物溶液粘度下降，是因为Ca2+、Mg2+使聚合物发生分子内缩聚，分子链收缩，并引起去水化作用，使聚合物产生絮凝沉淀。由于Ca2+、Mg2+对聚合物溶液粘度影响十分严重，Ca2+的含量一般控制在200mg.L-1以下，Mg2+含量一般控制在100mg.L-1以下。CaCl2加入到去离子水稀释的聚合物母液中再分别充氮气除氧与不除氧，粘度稳定性如图4。Ca2+含量高时聚合物溶液粘度损失大，含量低时粘度损失小。当Ca2+含量为40mg.L-1（除氧）时，聚合物溶液粘度保留率仅为20%，可见，Ca2+对聚合物溶液粘度损失影响很大。从图中还可看出，溶解氧的存在对稳定性影响很小。2.1.3Fe3+对聚合物溶液初始粘度的影响将FeCl3溶液与去离子水聚合物母液以不同的比例混合稀释，测定不同F