聚合物水解度对有机铬交联剂成胶性能的影响

王纪云，孔 燕，赵春旭，刘艳华，郝明耀

（1.河南油田石油勘探开发研究院，河南南阳473132；2.河南南阳石油机械厂，河南南阳473132）

河南油田进行交联聚合物驱油试验，是采用聚合物驱用聚合物，为了得到较高的井口粘度，水解度一般比较高[1]，但高水解度聚合物是否适合于交联聚合物驱，以及如何选择最佳水解度的聚合物作为交联聚合物驱，过去从未进行过系统研究，为此，我们系统研究了聚合物水解度对成胶性能的影响，为凝胶驱聚合物的选型提供了依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

Brookfield 粘度计，Sanyo 烘箱，真空泵等。

试验用水：下二门油田产出污水；交联剂：有机铬，有效含量Cr3+2.5%；聚合物：MO4000、ZL 聚合物。

表1 聚合物参数表Tab.1 Parameters of polymer

1.2 母液配制样品的制备

采用下二门油田除硫产出污水配制成4000mg·L-1聚合物母液，用新鲜污水和除硫污水稀释成400×60mg·L-1的交联聚合物溶液，密封在安瓿瓶中，放置在烘箱中考察其成胶时间及长期稳定性。

2 结果与讨论

2.1 MO4000 不同水解度对成胶性能的影响

试验温度：50℃；配制水采用下二门油田产出新鲜污水和除硫污水。

表2 MO4000 不同水解度成胶情况Tab.2 Gelling under different degree of hydrolysis of MO4000

表3 MO4000 不同水解度成胶情况（mPa·s）Tab.3 Gelling under different degree of hydrolysis of MO4000

由表2、3 我们可以看出，MO-4000 在聚合物/交联剂：400～60mg·L-1配方时，水解度在22%时成胶效果最好，成胶速度最快，成胶后稳定性也比较好，水解度为18%，成胶速度慢，成胶后粘度不大，但成胶后稳定性较好。水解度为26%，成胶速度慢，成胶后粘度不大，成胶后稳定性较差。采用除硫污水稀释，看不出水解度对成胶性能的影响。

2.2 ZL 不同水解度对成胶性能的影响

试验温度：50℃聚合物/交联剂：400～60mg·L-1

表4 ZL 不同水解度聚合物成胶情况Tab.4 Gelling under different degree of hydrolysis of ZL

由表4 可以看出，ZL 聚合物水解度在27%时，基本上不能成胶，水解度在15.5%时，成胶效果最好，水解度为7.4%体系不成胶。

通过这两组试验，我们认为：水解度对成胶性能有较大的影响，不同聚合物类型，有一个较为适宜的聚合物水解度范围。对于聚驱来说，高水解度聚合物[2]可以保证井口的高粘度，但对于交联聚合物驱来说，并非水解度越高越好。

2.3 聚合物浓度、交联剂浓度的影响[3]

对于高水解度的聚合物来说，要想提高其成胶能力，就需增加聚合物和交联剂浓度。试验选用水解度为26%的MO4000 聚合物，采用新鲜污水配制的聚合物浓度分别为200、300、400、500mg·L-1浓度，加交联剂60mg·L-1，结果见图1。

图1 水解度26%MO4000 聚合物在不同聚合物浓度下的成胶结果Fig.1 Gelling under different polymer concentration and the degree of hydrolysis is 26% of MO4000

由图1 可见增加交联剂浓度也可以达到增加成胶粘度的目的，试验选用水解度为26%的MO4000 聚合物，采用新鲜污水配制聚合物浓度400mg·L-1，分别加交联剂20、40、60、80mg·L-1，结果见图2。

图2 水解度26%MO4000 聚合物在不同交联剂浓度下的成胶结果Fig.2 Gelling under different crosslinking agent concentration and the degree of hydrolysis is 26% of MO4000

由图1、2 可以看出，聚合物浓度增加到一定浓度时，成胶粘度大幅度增加，且稳定性好；增加交联剂浓度，成胶粘度有所增加，粘度在120d 内可以保持稳定。

3 结论

（1）水解度对有机铬交联聚合物的成胶性能具有较大的影响。

（2）不同类型的聚合物有一个较为适宜的成胶水解度范围。

（3）高水解度的聚合物，要想提高其成胶能力，需增加聚合物或交联剂浓度，但增加交联剂浓度不如增加聚合物浓度效果好。

（4）新鲜污水的成胶能力比除硫污水的成胶能力弱、成胶时间长。

［1］孔柏岭.污水聚丙烯酰胺溶液高温稳定性研究［J］.石油勘探与开发，2001，28（3）：66-67.

［2］孔柏岭，韩杰.聚丙烯酰胺的分子结构对低浓度交联聚合物体系性能的影响［J］.石油勘探与开发，2001，28（5）：71-74.

［3］孔昭柯,等.提供聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性的研究［J］.油田化学，2002，19（3）：260-264.