某开发区聚合物化学降解剂配方研究

吴春华(大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江大庆163513)

某开发区聚合物化学降解剂配方研究

吴春华
(大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江大庆163513)

聚合物是长链高分子化合物，黏度较大，容易堵塞地层孔隙，降低地层渗透性，需要对堵塞孔道的聚合物进行化学降解，研究降解剂配方，实现解堵的目的。通过对聚合物采用不同组分、不同质量分数的降解剂进行室内降解反应实验，确定降解剂及辅助剂的成分和质量分数。次氯酸钠、H2O2和XF-2-C与聚合物溶液混合后降解效果好，能达到部分或完全溶解。综合反应效果、安全等因素，XF-2-C作为降解剂的主剂较为理想;降解效果随辅助剂质量分数的增加而增加，对于每种辅助剂都存在着一个最佳的质量分数;0．5%S9+1．2%XF-2-C降解聚合物效果最好，且药剂用量相对较小，用该配方处理聚合物溶液，最终黏度可达1．63 mPa·s。

聚合物;降解剂;辅助剂;质量分数

某油田2003年开始开展聚合物驱油技术应用，很好地改善了储层驱替波及体积，使得原来水驱未波及到的物性相对较差的储层得到有效动用，极大地改善了开发效果［1-5］。在聚合物驱取得良好增油效果的同时，随着注聚时间的增长，由于储层污染堵塞现象严重，注入压力逐渐升高，注聚井的注入量逐渐下降，无法满足配注要求，严重影响了聚驱开发效果［6-12］。因此，有针对性地开展了解堵剂配方研究，改善注聚井欠注问题，提高注聚开发效果。

1 降解剂及辅助剂筛选

聚合物是长链高分子化合物，在溶液中表现为舒展状态，黏度较大。聚合物的氧化降解属于自由基反应，降解剂可使聚合物分子骨架断裂，并将其降解为水化小分子和胶态分散微凝胶，使聚合物溶液黏度大幅度降低，实现解堵的目的。通过聚合物降解反应，对具有降解作用的化学药剂进行筛选。

1．1降解剂主剂筛选

选用某区在用聚合物(相对分子质量2 500×104)，采用清配污稀法配制2 000 mg/L的聚合物溶液;取200 mL配好的聚合物溶液放入广口瓶中，加入200 mL质量分数1．0%的不同降解剂溶液，搅拌混合均匀，放入45℃恒温箱中，静置反应24 h，利用黏度计测定溶液黏度。

聚合物降解实验现象见表1，降解过程中黏度变化见图1。由表1可见，次氯酸钠、H2O2和XF-2-C与聚合物溶液混合后降解效果好，能达到部分或完全溶解，其他几种降解剂与聚合物混合后都产生不同程度的沉淀和絮凝。由图1所示的黏度变化曲线可以看出，H2O2和XF-2-C降解效果较好。因为H2O2会释放游离氧，且释放速度较快，因此现场存在安全隐患。综合反应效果、安全等因素，确定XF-2-C作为降解剂的主剂。

表1 聚合物溶液降解实验现象Table 1 Experimental phenomena of polymer solution degradation

图1 聚合物降解过程中黏度变化Fig．1 Curve viscosity change during polymer degradation

1．2降解辅助剂筛选

对能改善反应环境，与降解剂相互配合，进一步提高降解效果的化学药剂，称之为化学降解辅助剂。辅助剂吸附能力较强，与聚合物分子相遇后，迅速吸附在聚合物分子链上，将会使聚合物长链断裂，实现对聚合物分子的降解。因此，为进一步提高聚合物化学降解剂的效率，需要对辅助剂进行筛选。

配制2 000 mg/L的聚合物溶液。取25 g配好的聚合物溶液放入塑料离心管中，分别加入质量分数1%的不同药剂溶液25 g，搅拌均匀，恒温45℃，静置，反应24 h后，取出并观察现象(见表2)。

由表2可见，辅助剂S1、S3、S4、S5、S6、S9、S15溶液对聚合物溶液的降解效果相对较好，其余辅助剂对聚合物的降解效果不明显。图2为辅助剂降解聚合物黏度曲线。由图2可见，S1、S4、S9、S15对聚合物分子的降解效果较好。

表2 降解辅助剂降解聚合物实验现象Table 2 Degradation of polymers by degradation of auxiliary agents

续表2

图2 辅助剂降解聚合物黏度曲线Fig．2 Polymer degradation viscosity curve of auxiliary agent

2 辅助剂和降解剂质量分数优化

为了提高对聚合物的处理效果，降低药剂成本，对效果好的上述4种辅助剂和降解剂XF-2-C进行复配，测定其对聚合物的降解程度，优化药剂质量分数。

2．1辅助剂质量分数优化

2．1．1实验步骤

(1)用量筒量取200 mL配置好的2 000 mg/L的聚合物溶液，放入广口瓶;

(2)配制降解剂XF-2-C质量分数为1．0%，辅助剂质量分数分别为0，0．1%，0．3%，0．5%，0．7%，0．9%，1．2%，1．5%，2．0%的溶液200 mL，加入(1)的广口瓶的聚合物溶液中;

(3)置于恒温箱中，恒温45℃放置24 h，观察现象;

(4)测定黏度。

2．1．2实验结果不同配比的辅助剂与降解剂复配后，与聚合物溶液充分反应24 h后，测定黏度，结果见图3。

图3 不同质量分数的辅助剂和XF-2-C降解聚合物黏度变化Fig．3 Viscosity change of polymer with different concentration of auxiliary agent and XF-2-C

由图3可知，降解效果随辅助剂质量分数的增加而增加，对于每种辅助剂都存在着一个最佳的质量分数。质量分数0．7%S1、1．2%S4、0．5%S9、0．7%S15对聚合物的降解效果较好。

2．2降解剂质量分数优化

2．2．1实验步骤

(1)量取配置好的2 000 mg/L的聚合物溶液200 mL放入广口瓶;

(2)将上节实验中筛选出的效果较好的降解剂和辅助剂，分别配制质量分数为0．1%～2．0%的降解剂XF-2-C溶液200 mL(XF-2-C质量分数配置详见表3)，加入(1)的广口瓶中;

(3)放入45℃恒温箱中，恒温放置24 h后，观察实验现象;

(4)测定黏度，绘制黏度变化曲线。

2．2．2实验结果按照优化出来的质量分数，配制相应的辅助剂溶液，再配制不同质量分数降解剂，二者混合后再与聚合物充分反应24 h，测定黏度，结果见表3。

根据表3分析可知，将降解剂与辅助剂混合后处理聚合物，由于二者的协同效应，使得聚合物降解更为彻底和有效。按照处理后黏度要小于2mPa·s的要求，优化出相应的配方(质量分数)组合为: 0．7%S1+1．5%XF-2-C、1．2%S4+2．0%XF-2-C、0．5%S9+1．2%XF-2-C和0．7%S15+1．5%XF-2-C效果较好。其中，0．5%S9+1．2%XF-2-C降解聚合物效果最好，且药剂用量相对较小，用该配方处理聚合物溶液，最终黏度可达1．63 mPa·s。

表3 辅助剂和不同质量分数的降解剂降解聚合物Table 3 Auxiliary agent and different concentration of degradation agent

因此最佳配方为:0．5%LWLY+1．2%XF-2-C，24 h降解聚合物溶液，黏度为1．63 mPa·s。

3 结论

(1)次氯酸钠、H2O2和XF-2-C与聚合物溶液混合后降解效果好，能达到部分或完全溶解，其他几种降解剂与聚合物混合后都产生不同程度的沉淀和絮凝;综合反应效果、安全等因素，XF-2-C作为降解剂的主剂较为理想。

(2)降解效果随辅助剂质量分数的增加而增加，对于每种辅助剂都存在着一个最佳的质量分数，0．7%S1、1．2%S4、0．5%S9、0．7%S15对聚合物的降解效果较好。

(3)0．5%S9+1．2%XF-2-C降解聚合物效果最好，且药剂用量相对较小，用该配方处理聚合物溶液，最终黏度可达1．63 mPa·s。

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(编辑闫玉玲)

Formulation of Chemical Degradation Agent for Polymer in a Development Zone

Wu Chunhua
(No．5 Oil Production Plant of Daqing Oilfield Ltd．，Daqing Heilongjiang 163513，China)

The polymer is a long-chain polymer compound with high viscosity，easy to block the pores of the formation and reduce the permeability of the formation．It is necessary to chemically degrade the polymer in the plugging channel and study the formulation of the degrading agent．Through the use of different components and concentration of the degradation agent for indoor degradation reaction test，the concentration of degradation agent and adjuvant ingredients was determined．The degradation effect of XF-2-C as the main agentwas the bestwith the formulation of XF-2-C．To 0．5%S9+1．2%XF-2－C the dosage of the agent is relatively small，with the addition of the adjuvant concentration．After treating by the above degrading agent，the viscosity of polymer solution reached 1．63mPa ·s．

Polymer;Degradation agent;Adjuvant;Concentration

TE357．4

A

10．3969/j．issn．1006-396X．2017．04．008

1006-396X(2017)04-0038-05

2017-03-10

2017-06-08

吴春华(1977-)，女，工程师，从事油田开发管理方面研究;E-mail:zhzhjian@petrochina．com．cn。