曝氧對(duì)污水聚合物溶液黏度影響研究

王榮義,王 維

（1.東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶，163318;2.大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江大慶，163318）

0 前言

近些年來，隨著油田采出污水配制聚合物溶液進(jìn)行回注的興起，有關(guān)學(xué)者關(guān)于氧對(duì)于聚合物溶液的影響方面做出了大量的研究，并認(rèn)為厭氧菌的存在是造成聚合物溶液黏度下降的主要原因，所以油田普遍使用污水曝氧之后配制聚合物溶液的方法，來減小厭氧菌對(duì)污水配制的聚合物溶液的影響。但如果曝氧過量，氧分子又會(huì)造成污水所配制而成的聚合物溶液長(zhǎng)期穩(wěn)定性變差。在活性雜質(zhì)存在的時(shí)候，甚至極其微量的氧也會(huì)導(dǎo)致聚合物的分子量發(fā)生斷裂，造成溶液黏度的快速降低。所以，優(yōu)選出合理的曝氧量是油田采出污水配制聚合物溶液技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 室內(nèi)試驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)使用三種聚合物（中分子量聚合物、高分子量聚合物及抗鹽聚合物）均由大慶煉化公司提供；實(shí)驗(yàn)用水取自大慶采油一廠，礦化度為2697mg/L。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

厭氧箱、恒溫箱、布氏粘度計(jì)、磁力攪拌器等。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）于厭氧的條件下，將污水進(jìn)行沉淀以及過濾處理；

（2）將部分水樣進(jìn)行曝氧處理；

（3）分別在厭氧以及曝氧的情況下，分別使用三種聚合物干粉配制聚合物溶液；

（4）厭氧以及曝氧的情況下，將聚合物溶液置于油藏溫度環(huán)境中，并在不同時(shí)間測(cè)量各聚合物溶液的黏度；

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在油藏溫度環(huán)境下，三種聚合物溶液在厭氧以及曝氧條件下所測(cè)得的黏度結(jié)果如下所示。

?

由上表能夠發(fā)現(xiàn)：

（1）三種聚合物溶液體系在油藏環(huán)境下各時(shí)間點(diǎn)測(cè)得的結(jié)果，曝氧條件下的黏度均略高于厭氧條件下的黏度，即曝氧條件下聚合物溶液的黏度保持率較高；

（2）在濃度相同的條件下，抗鹽聚合物溶液的黏度最大，中分聚合物溶液的黏度最??；

（3）三種聚合物溶液在曝氧以及厭氧的條件下，聚合物溶液的黏度隨時(shí)間快速下降，至10天之后黏度的下降逐漸趨于穩(wěn)定。

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

油田采出污水里含有相當(dāng)數(shù)量的厭氧微生物以及細(xì)菌，其會(huì)在相當(dāng)?shù)某潭壬蠈?duì)聚合物溶液的黏度造成影響。雖然氧氣的存在會(huì)使得聚合物分子發(fā)生降解，但是含有氧氣的富氧環(huán)境對(duì)厭氧細(xì)菌具有很強(qiáng)的殺菌作用，能夠保證聚合物溶液的穩(wěn)定性。

硫酸鹽還原菌為一類能夠于厭氧環(huán)境下將硫酸鹽物質(zhì)還原為硫化物，并以有機(jī)物質(zhì)作為主要營(yíng)養(yǎng)物的細(xì)菌。在厭氧的環(huán)境中，其能夠生成二價(jià)鐵等還原物，并與聚合物溶液當(dāng)中的氧發(fā)生反應(yīng)，造成聚合物的分子鏈發(fā)生斷裂，從而使得聚合物溶液的黏度出現(xiàn)下降。在曝氧的環(huán)境中，氧能夠殺死絕大部分包括硫酸鹽還原菌在內(nèi)的厭氧細(xì)菌以及微生物，并有效地一直其生長(zhǎng)，從而減小其對(duì)聚合物溶液的降解。

綜上所述，當(dāng)污水當(dāng)中的氧氣含量較少時(shí)，溶液中所含有的氧不足以將厭氧菌全部消滅，以此種污水所配制成的聚合物溶液，其黏度依然會(huì)受到剩余的厭氧菌所造成的不利作用；而如果污水當(dāng)中的氧氣含量較大時(shí)，將厭氧細(xì)菌消滅之后，污水當(dāng)中會(huì)有部分的氧剩余，以此種污水所配制成的聚合物溶液，聚合物的分子量會(huì)由于氧的作用從而導(dǎo)致出現(xiàn)斷裂，從而影響聚合物溶液的黏度。經(jīng)過優(yōu)選實(shí)驗(yàn)之后認(rèn)為，合理的曝氧量約為5mg/L。

圖2-1 中分聚合物溶液在不同環(huán)境中黏度隨時(shí)間變化曲線

3 結(jié)論

（1）曝氧環(huán)境下聚合物溶液的黏度要略高于厭氧環(huán)境下聚合物溶液的黏度；

（2）聚合物溶液的黏度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，先是快速下降，之后黏度的下降逐漸趨于穩(wěn)定；

（3）污水的合理曝氧量約為5mg/L，此時(shí)污水配制的聚合物溶液黏度最大。

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