集成膜法軟化海水配聚的影響因素及中試研究.pdf

1、聚合物驅(qū)油是一種重要的三次采油技術(shù)，可以有效提高油田的原油采收率。聚合物驅(qū)油技術(shù)需要大量的淡水作為配聚用水，而海上油田淡水資源緊缺，且海水由于礦化度和硬度較高，配制的聚合物溶液粘度低，不能滿足聚合物驅(qū)油的粘度要求，或聚合物溶液濃度很高時(shí)才能滿足驅(qū)油粘度要求。因此，尋求適合聚合物驅(qū)油所需的淡水資源是海上油田提高聚合物驅(qū)油效率的關(guān)鍵。
　　本文采用三種分子量不同的部分水解聚丙烯酰胺聚合物（分別記為HPAM-A，HPAM-B，HPAM-

2、C），研究了影響聚合物溶液粘度的主要因素，包括聚合物溶液濃度、攪拌速度、剪切速率、溫度、礦化度、陽(yáng)離子濃度、pH值、溶解氧含量等。為了解決海上油田淡水緊缺問(wèn)題，采用產(chǎn)量為100 t/d的集成膜法設(shè)備處理膠州灣海水，以軟化海水作為配聚淡水來(lái)源，研究了各種軟化海水作為配聚用水時(shí)的驅(qū)油效果，并選用最適宜的軟化海水做聚合物驅(qū)油中試研究。
　　研究結(jié)果表明，部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）溶液的粘度隨著HPAM聚合物溶液濃度的增加而增大，在考

3、慮驅(qū)油效果和經(jīng)濟(jì)效益的情況下選擇合適濃度以及增粘效果較好的HPAM。由于HPAM是鏈狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，因此，其溶液的粘度受溶解攪拌速度及機(jī)械剪切作用的影響，所以應(yīng)盡量避免 HPAM溶液受剪切作用造成粘度的損失。同時(shí)，HPAM溶液粘度受溫度的影響較大，當(dāng)溫度從20℃升高到60℃時(shí)，粘度的損失率在30％左右。
　　由于三次采油所用的HPAM為陰離子聚合物，因此，配聚用水中的陽(yáng)離子對(duì)HPAM溶液的粘度會(huì)造成嚴(yán)重影響。HPAM溶液的粘度隨著總

4、礦化度（TDS）和二價(jià)陽(yáng)離子濃度的增大而呈線性降低；陽(yáng)離子對(duì) HPAM溶液粘度的影響程度隨著陽(yáng)離子價(jià)態(tài)的升高而增加，三價(jià)陽(yáng)離子濃度增大到一定值時(shí)，HPAM溶液可產(chǎn)生絮凝；由于Fe2+具有還原性，因此在有氧存在時(shí)，HPAM溶液的粘度降低嚴(yán)重。
　　HPAM溶液的粘度受pH值影響明顯，pH在7~9之間時(shí)，HPAM溶液粘度存在最大值；溶解氧對(duì) HPAM有氧化降解的作用，充氮?dú)獬醴绞接懈玫某跣Ч?，除氧率可達(dá)86%，溶解氧含量可降低至

5、1 mg·L-1左右，可使HPAM溶液的初始粘度提高50%，并且經(jīng)過(guò)10天65℃老化后粘度保留率為80%，可有效防止HPAM高分子的氧化降解；
　　采用NF1、NF2、NF3、NF4四種軟化海水作為配聚用水，結(jié)果顯示：NF1、NF4兩種軟化海水對(duì)聚合物溶解時(shí)間最短為60 min，且NF1、NF4配制聚合物增粘效果也好于NF2、NF3，當(dāng)所配制的HPAM-C聚合物濃度在1500 mg·L-1時(shí)，粘度均大于30 mPa·s，可滿足聚合

6、物驅(qū)油粘度要求；軟化海水溶解的HPAM-C聚合物溶液具有良好的粘溫性、剪切稀釋性、抗剪切性及熱穩(wěn)定性；NF1、NF4兩種軟化海水所配制1500 mg·L-1的HPAM-C聚合物溶液與地層巖心有良好的配伍性，其中NF1和NF4軟化海水配制聚合物溶液阻力系數(shù)分別為7.46、8.08，殘余阻力系數(shù)分別為2.32、2.58。
　　軟化海水配聚中試研究表明：HPAM-C聚合物在NF4軟化海水中的溶解時(shí)間約為90 min；當(dāng)濃度為1500 m