聚合物驅(qū)是大慶油田增油降水的主要手段，初始階段主要采用地面清水配制聚丙烯酰胺溶液，粘度控制因子較少，溶液粘度保持較好。近年來(lái)主要采用油田采出水配制，由于采出水組成復(fù)雜，水質(zhì)影響其粘度因素眾多，控制聚丙烯酰胺溶液粘度因子較多，所以其粘度大幅度降低，制約了聚合物使用率的發(fā)揮。本課題在分析大慶油田某采油廠配制聚丙烯酰胺的油田普通水和深度水水質(zhì)組成的基礎(chǔ)上，確定出油田采出水配制聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子，并將主要控制因子進(jìn)行分類，采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)這些控制因子進(jìn)行評(píng)價(jià)和定位，找出因子控制趨勢(shì)和規(guī)律。
研究結(jié)果表明油田采出水配制的聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子主要有物理因子和化學(xué)因子兩類，部分因子影響較大，溫度、高價(jià)陽(yáng)離子、特征有機(jī)物等控制因子可以大幅度降低聚丙烯酰胺溶液的粘度。配制水的工藝處理之一的就是曝氧過(guò)程，課題研究了普通水、深度水與曝氧水配制的聚丙酰胺溶液的粘度值，研究結(jié)果表明氧氣、Fe2+、S2-、細(xì)菌四個(gè)方面因素具有曝氧增粘作用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)算出當(dāng)充氧量達(dá)到2.6mg/L時(shí)，聚丙烯酰胺溶液粘度達(dá)到最大。為了證明不同水質(zhì)配制的聚合物溶液粘度影響機(jī)理和結(jié)論，我們對(duì)大慶油田不同水質(zhì)配制的聚丙烯酰胺溶液、不同水質(zhì)經(jīng)過(guò)曝氧工藝后配制的聚丙烯酰胺溶液、配注系統(tǒng)中不同位置的聚丙烯酰胺溶液進(jìn)行形貌學(xué)研究，研究過(guò)程中采用快速冷凍制樣法，確保樣品的聚合物分子形態(tài)與原水化狀態(tài)一致，用掃描電子顯微鏡（SEM）測(cè)量，研究表明：在聚合物溶液體系中存在二價(jià)離子時(shí)，分子的伸展度明顯收縮，存在蒙脫土等懸浮物時(shí)，聚合物有纏繞現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)骨架變細(xì)，證明二價(jià)離子和懸浮物對(duì)聚合物溶液的粘度有明顯的影響，也說(shuō)明了深度水比普通水配制的聚合物溶液的粘度高的原因。油田配注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聚合物溶液經(jīng)過(guò)管道長(zhǎng)距離地輸送混合，在配注系統(tǒng)中不同位置處其粘度可能發(fā)生變化，研究表明：同一濃度聚合物溶液，各部位的溶液粘度大小為：混合器出口＜井口＜泵出口，其原因是聚合物在井口為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分布較為均勻，但取樣時(shí)可能出現(xiàn)不均勻，粘度小的優(yōu)先流出來(lái)，所以溶液粘度下降。而聚合物溶液在混合器出口混合不均勻，并有機(jī)械降解的作用，導(dǎo)致粘度下降。本課題從油田配制聚丙烯酰胺使用的水質(zhì)分析入手，從水中所含物質(zhì)及曝氧工藝過(guò)程等方面探討聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子，并從形貌學(xué)角度揭示了聚丙烯酰胺溶液粘度控制微觀機(jī)理。結(jié)果對(duì)于采出水水質(zhì)控制、配制水的曝氧工藝控制、聚合物粘度控制提供指導(dǎo)性方法和數(shù)據(jù)。對(duì)于油田生產(chǎn)，具有理論和實(shí)踐意義。
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