浅谈聚合物粘度稳定剂的开发

张永刚，李连客，候文斌，崔莉，单大龙，孔德照

（1.大庆油田开普化工有限公司；2.大庆油田第十采油厂第一作业区；3.大庆昆仑投资运营有限公司，黑龙江 大庆 163000）

大庆油田已建成了世界上最大的三次采油生产基地，聚驱是大庆油田最主要的三采方式。聚合物溶液的粘度及其稳定性是影响驱油效果的关键因素。现场应用结果表明，聚合物在配置及输送过程中粘度损失严重。采用“清配污稀”方式，采油一厂、三厂等主要聚驱区块的聚合物溶液从配制站到井口的粘度损失达26%～30%，造成聚合物驱油效率降低，三采成本提高。经测算，仅采油一厂聚合物溶液粘损率每增加1%，全年需多投聚合物近200t；采油六厂粘损率每增加1%，全年需多投聚合物近100t。因此，开发聚合物粘损控制技术具有重要意义。

1 水质对聚合物粘度影响因素分析

影响聚合物粘度的因素较多，除注入设备的机械剪切外，配制或稀释聚合物用污水水质的影响最大。影响聚合物溶液粘度的水质因素主要溶解氧、矿化度、金属阳离子、细菌、还原性物质等。对采油六厂喇6注污水进行了水质分析，结果如表1所示。

表1 喇6注污水质分析结果

根据聚合物溶液降解机理，结合喇6注污水水质分析结果，分析影响现场聚合物溶液粘度的主要因素如下：

1.1 细菌

聚丙烯酰胺的降解产物也可作为细菌生命活动的营养物质，营养物质的消耗就会促进聚丙烯酰胺的降解，从而导致溶液粘度的下降。前期对采油一厂萨中2配制站高分母液硫酸盐还原

菌（SRB）含量与粘度变化研究结果表明，聚合物粘度保留率从高到低依次是：SRB含量0个/ml、SRB含量2000个/ml、SRB含量2500个/ml、SRB含量60000个/ml。可以确定，聚合物溶液中SRB含量越高聚合物粘度保留率越低，即SRB可加速聚合物的粘度损失。

喇6注污水中三种细菌含量均较高，尤其是SRB高达2500个/ml，急需杀菌处理。

1.2 金属阳离子

金属阳离子含量对聚合物降解有较大影响，高价金属离子在抑制聚合物离子双电层的作用中起着更大作用，影响尤甚。此外，Fe2+在中和双电层作用的同时还参与氧和聚合物分子的自由基反应，促进聚合物大分子链的氧化降解。在有氧条件下，Fe2+超过1mg/l就能引发聚合物溶液粘度迅速下降。除Fe2+外，等离子比条件下降解强度大小顺序为Al3+＞Mg2+＞Ca2+＞Na+。

喇6注污水中Fe2+浓度达2.125mg/l，可造成聚合物溶液粘度迅速下降。所以必须对喇6注污水的Fe2+、Ca2+等金属离子进行处理，以消除金属离子对聚合物粘度的影响。

1.3 还原性物质S2-

随着油田污水中S2-质量浓度增加，聚合物黏度下降。含S2-的模拟污水配置的聚合物溶液中产生了带有双键的新物质；在降黏过程中发生了自由基链式反应，使聚合物长链断裂成小分子物质。6mg/l的S2-能使17g/L聚合物溶液黏度由72mPa·s降到10mPa·s以下，降粘率达86%。

喇6注污水的S2-浓度达6.53mg/L，对聚合物溶液粘度极为不利。

综上，细菌、Fe2+等金属离子、S2-是对聚合物溶液粘度产生不利影响的的主要因素。因此，杀灭细菌、螯合金属阳离子、消除S2-可减轻这些不利因素对聚合物溶液粘度的影响，稳定聚合物粘度。

2 粘度稳定剂室内评价效果

通过大量实验，筛选出了NW-01型聚合物粘度稳定剂，可有效杀灭细菌、螯合金属阳离子、消除还原性物质，减轻这些不利因素对聚合物溶液粘度的影响，稳定聚合物粘度。

评价了NW-01型聚合物粘度稳定剂对采油六厂稀释聚合物污水的作用效果，如图1所示。

图1 采油六厂喇6注污水投加粘度稳定剂效果

结果表明，投加NW-01对聚合物溶液的初始粘度无不利影响，聚合物溶液的粘度稳定性得到明显改善。在45℃、绝氧条件下老化15天后粘度保留率较不加药样品提高了14.37%。

评价了投加NW-01对三元体系界面张力、提高采收率的影响，结果如图2、表2所示。

表2 添加粘度稳定剂驱油实验对比数据(贝雷岩芯)

图2 添加NW-01与空白样界面活性图对比

三元体系界面活性实验表明，利用配注系统污水添加200mg/L粘度稳定剂配制三元体系，超低界面张力范围无明显变化。

添加粘度稳定剂物理模拟驱油实验结果表明，在相同三元体系用量条件下，添加粘度稳定剂后采收率比原体系提高2.81%。

3 结语

（1）细菌、Fe2+等金属离子、S2-是对聚合物溶液粘度产生不利影响的主要水质因素。

（2）投加NW-01对聚合物溶液的初始粘度无不利影响，在45℃、绝氧条件下老化15天后粘度保留率较不加药样品提高了14.37%。

（3）配注系统污水添加粘度稳定剂配制三元体系，超低界面张力范围无明显变化。在相同三元体系用量条件下，添加粘度稳定剂后物理模拟驱油实验采收率比原体系提高2.81%。