專(zhuān)利名稱(chēng)：一種油藏污水中疏水締合聚合物水解度測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油藏污水中疏水締合聚合物水解度的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
MjY^W^W^^ (HydropHobically Associating Water-Soluble Polymers) ^ 指聚合物親水性大分子鏈上引入少量疏水基團(tuán)的一類(lèi)水溶性聚合物。在水溶液中，疏水基團(tuán)由于疏水作用而發(fā)生聚集，使大分子鏈產(chǎn)生分子內(nèi)和分子間締合。分子內(nèi)締合和分子間締合作用與疏水締合聚合物的濃度有關(guān)，其中在稀溶液中是以分子內(nèi)締合為主，大分子鏈卷曲，溶液粘度較低，而隨著濃度的升高并高于某一濃度(臨界締合濃度)時(shí)，形成以分子間締合為主的超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，溶液粘度大幅度升高，表現(xiàn)出高效增粘性(Piotr Kujawa, Annie Audibert-Hayet, JosephSelb, andFrancοiseCandau. Effect of Ionic Strength on the Rheological Properties of Multisticker Associative PolyelectroIytes. Macromolecules, 2006, 39(1) :384-392.)。溫度和鹽濃度的提高在一定程度上可促進(jìn)分子間締合作用，從而使疏水締合聚合物表現(xiàn)出優(yōu)異的耐溫抗鹽性能，并在提高采收率領(lǐng)域方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用(周守為，韓明，向問(wèn)陶，張健等.渤海油田聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)研究及應(yīng)用.中國(guó)海上油氣，2006，18 (6) :386-389.)。水解度是聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，它是指聚合物分子中羧酸基團(tuán)所占的摩爾比例。水解度與聚合物的增粘性能、驅(qū)油效果有著重要的關(guān)系，這在國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)的報(bào)道。楊繼萍、周恩樂(lè)等認(rèn)為在低水解度時(shí)隨水解度的增加粘度增大，一般在水解度為20 30%時(shí)粘度達(dá)到最大，此后隨水解度的增加粘度降低(楊繼萍，李惠生，黃鵬程.部分水解聚丙烯酰胺在多孔介質(zhì)中的靜態(tài)吸附研究——水解度對(duì)吸附量的影響.高分子學(xué)報(bào)，1997，(5) :601-605;周恩樂(lè)，李虹，薄淑琴，郝克君，楊紅，尚振平，方天如.聚丙烯酰胺的形態(tài)結(jié)構(gòu)研究.高分子學(xué)報(bào).1991，(1) :51-56. )。Alain Zaitoun等的研究表明， 聚合物的水解度在大于40%以后，容易與Ca2+、Mg2+離子作用產(chǎn)生沉淀而失去驅(qū)油的作用 (Alain Zaitoun. Limiting Conditions for the Use of Hydrolyzed Polyacrylamides in Brines Containing Divalent Ions. SPE11785，1983，143-150.)。由此可見(jiàn)，研究實(shí)際油藏條件下疏水締合聚合物的水解度測(cè)試方法，對(duì)疏水締合聚合物在實(shí)際油藏中的水解規(guī)律認(rèn)識(shí)、驅(qū)油效果預(yù)測(cè)等具有十分重要的意義。測(cè)定聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物水解度的方法較多，其中GB12005. 6-89的方法是在純水條件下，采用甲基橙-靛藍(lán)二磺酸鈉為指示劑測(cè)試部分水解聚丙烯酰胺的水解度，由于滴定終點(diǎn)為人為判斷，因此實(shí)驗(yàn)誤差較大。除指示劑滴定法外，定氮法、熱重法、凝膠色譜法等也可用于測(cè)定聚合物的水解度，但是這些方法操作較為復(fù)雜，對(duì)樣品純度要求較高， 并需要昂貴的儀器，不適合用于聚合物水解度的廣泛測(cè)試。而在聚合物測(cè)試方法的改進(jìn)上，專(zhuān)利CN1415956A介紹了一種測(cè)試部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法，該方法是對(duì) GB12005. 6-89測(cè)試方法的改進(jìn)，仍然是測(cè)試水解聚丙烯酰胺在純水溶解條件下的水解度， 其具體測(cè)試方法并不適用于油藏污水條件下疏水締合聚合物的水解度測(cè)試。
而對(duì)于油藏污水條件下疏水締合聚合物的水解度測(cè)試，還未見(jiàn)到相關(guān)的專(zhuān)利報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種油藏污水條件下疏水締合聚合物的水解度測(cè)試方法。其核心內(nèi)容為根據(jù)油藏污水的礦化度大小，用蒸餾水稀釋油藏污水溶解的疏水締合聚合物溶液至某一濃度，使稀釋后溶液的電導(dǎo)值< 1900μ s/cm， 再用低濃度(根據(jù)稀釋后聚合物的濃度調(diào)整鹽酸的濃度，使電導(dǎo)率-鹽酸體積曲線(xiàn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的鹽酸體積低于8mL)的鹽酸進(jìn)行滴定。該方法能夠準(zhǔn)確的測(cè)定疏水締合聚合物在實(shí)際油藏應(yīng)用過(guò)程中的水解度或水解度變化規(guī)律。本發(fā)明條件下測(cè)定疏水締合聚合物水解度的方法步驟如下(1)采用油藏污水(礦化度彡2X104mg/L)配制5000mg/L的疏水締合聚合物母液:A、稱(chēng)取O00-1/S)g油藏污水于500mL燒杯中(S為疏水締合聚合物固含量)，并將燒杯置于50°C的恒溫水浴中，開(kāi)動(dòng)恒速攪拌器，使油藏污水產(chǎn)生1 2cm深的漩渦；B、待油藏污水溫度與恒溫水浴溫度一致時(shí)，準(zhǔn)確稱(chēng)取(1/ g疏水締合聚合物樣品，精確至0. OOOlg,沿旋渦壁30s內(nèi)慢慢將試樣加入燒杯中，密封攪拌池后取出，所得溶液即為5000mg/L的疏水締合聚合物母液，放置24h備用；所述步驟中，疏水締合聚合物由0. 815mol丙烯酰胺、0. 18mol丙烯酸鈉和 0. 005mol十六烷基二甲基烯丙基溴化銨共聚而成，分子量為5. 4X106g/mol。該聚合步驟中，聚合溫度為50°C，聚合時(shí)間為8小時(shí)；(2)將(1)配制的疏水締合聚合物母液用油藏污水稀釋至1500mg/L(此濃度在多數(shù)油田的聚合物使用濃度范圍之內(nèi))準(zhǔn)確稱(chēng)取疏水締合聚合物母液60g，加入油藏污水 140g后，置于30°C的恒溫水浴中，用恒速攪拌器在400RPM時(shí)攪拌lh，得到油藏污水條件下的1500mg/L的疏水締合聚合物溶液；(3)將(2)得到的油藏污水條件下的1500mg/L的疏水締合聚合物溶液用蒸餾水稀釋至一定濃度(要求稀釋后的溶液電導(dǎo)率彡1900 μ s/cm)，體積為250mL，并置于30°C的集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫lOmin，然后將EC215型電導(dǎo)率儀的四環(huán)鉬金電極插入疏水締合聚合物溶液中，調(diào)節(jié)1999. 9 μ s/cm檔位，采用一定濃度的鹽酸溶液(根據(jù)聚合物的濃度調(diào)整鹽酸的濃度，使電導(dǎo)率-鹽酸體積曲線(xiàn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的鹽酸體積低于8mL)進(jìn)行滴定；(4)以消耗鹽酸的體積V為橫坐標(biāo)，電導(dǎo)值K為縱坐標(biāo)做K-V圖，并將圖中曲線(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后的曲線(xiàn)分別擬合成直線(xiàn)，求出兩條直線(xiàn)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即為滴定終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸的體積νΗα ；
c(V -Πχ71.(5)按照公式計(jì)算疏水締合聚合物的水解度HD= 、 —其
IOOOm-23c(VHCl-V0),
中c是鹽酸溶液的濃度，mol/L ；Vhc1是聚合物溶液消耗鹽酸的體積，mL ；V0是空白鹽水消耗的鹽酸體積，mL ；m是待測(cè)體系中的疏水締合聚合物質(zhì)量，g。本發(fā)明具有以下有益效果(1)本發(fā)明所述測(cè)試方法可用于多種油藏污水條件下，對(duì)疏水締合聚合物的水解度進(jìn)行測(cè)試，具有操作簡(jiǎn)單、人為誤差小、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，平均誤差低于1. 20% ；
(2)本發(fā)明所述方法可用于研究疏水締合聚合物在油藏應(yīng)用過(guò)程中的水解度隨時(shí)間的變化規(guī)律，可為疏水締合聚合物分子結(jié)構(gòu)與油藏條件下水解速率的關(guān)系、礦場(chǎng)應(yīng)用選型和驅(qū)油效率研究等提供重要的依據(jù)。


圖1是本發(fā)明中疏水締合聚合物在油藏污水礦化度5841. 20mg/L、聚合物濃度 50mg/L、鹽酸濃度0. 006mol/L時(shí)的電導(dǎo)率-鹽酸體積滴定曲線(xiàn)；圖2是本發(fā)明中疏水締合聚合物在油藏污水礦化度19981. 16mg/L、聚合物濃度 18mg/L、鹽酸濃度0. 0032mol/L時(shí)的電導(dǎo)率-鹽酸體積滴定曲線(xiàn)；圖3是本發(fā)明中疏水締合聚合物在渤海某油田油藏污水中終水解規(guī)律(T = 65 0C )；圖4是本發(fā)明中疏水締合聚合物在勝利某油田油藏污水中的水解規(guī)律(T = 85 0C )；圖5是本發(fā)明中疏水締合聚合物分子量與水解速率的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 油藏污水礦化度大小對(duì)疏水締合聚合物水解度測(cè)試結(jié)果的影響以水解度為18. 21 % (按照GB12005. 6-89測(cè)試)的疏水締合聚合物為研究對(duì)象， 研究了油藏污水礦化度大小對(duì)疏水締合聚合物水解度測(cè)試結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)步驟如下(1)采用礦化度彡2X104mg/L的油藏污水(具體組成見(jiàn)表1-3)配制5000mg/L 的疏水締合聚合物母液:Α、稱(chēng)取O00-1/S)g油藏污水于500mL燒杯中(S為疏水締合聚合物固含量)，并將燒杯置于50°C的恒溫水浴中，開(kāi)動(dòng)恒速攪拌器，使油藏污水產(chǎn)生1 2cm 深的漩渦；B、待油藏污水溫度與恒溫水浴溫度一致時(shí)，準(zhǔn)確稱(chēng)取(1/S)g疏水締合聚合物樣品，精確至0. OOOlg,沿旋渦壁30s內(nèi)慢慢將試樣加入燒杯中，密封攪拌池后取出，所得溶液即為5000mg/L的疏水締合聚合物母液，放置24h備用；所述步驟中，疏水締合聚合物由0. 815mol丙烯酰胺、0. ISmol丙烯酸鈉和
0.005mol十六烷基二甲基烯丙基溴化銨共聚而成，分子量為5. 4X106g/mol。該聚合步驟中，聚合溫度為50°C，聚合時(shí)間為8小時(shí)；(2)將(1)配制的疏水締合聚合物母液用油藏污水稀釋至1500mg/L(此濃度在多數(shù)油田的聚合物使用濃度范圍之內(nèi))準(zhǔn)確稱(chēng)取疏水締合聚合物母液60g，加入油藏污水 140g后，置于30°C的恒溫水浴中，用恒速攪拌器400RPM攪拌lh，得到油藏污水條件下的 1500mg/L的疏水締合聚合物溶液；(3)將⑵得到的油藏污水條件下的1500mg/L的疏水締合聚合物溶液用蒸餾水稀釋至一定濃度(要求稀釋后的溶液電導(dǎo)率彡1900yS/cm)，體積為250mL，并置于30°C的集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫lOmin，然后將EC215型電導(dǎo)率儀的四環(huán)鉬金電極插入疏水締合聚合物溶液中，調(diào)節(jié)1999. 9 μ s/cm檔位，采用一定濃度的鹽酸溶液(根據(jù)聚合物的濃度調(diào)整鹽酸的濃度，使電導(dǎo)率-鹽酸體積曲線(xiàn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的鹽酸體積低于8mL)每次滴加
1.OOmL進(jìn)行滴定；(4)以消耗鹽酸的體積V為橫坐標(biāo)，電導(dǎo)值K為縱坐標(biāo)做K-V圖，并將圖中曲線(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后的曲線(xiàn)分別擬合成直線(xiàn)，求出兩條直線(xiàn)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即為滴定終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸的體積νΗα ； (5)按照公式計(jì)算疏水締合聚合物的水解度H￡> = WOOm-23c(rjia-Vo)其中c
是鹽酸溶液的濃度，mol/L ；Vhc1是聚合物溶液消耗鹽酸的體積，mL ；V0是空白鹽水消耗的鹽酸體積，mL ；m是待測(cè)體系中的疏水締合聚合物質(zhì)量，g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4 (部分?jǐn)?shù)據(jù)處理見(jiàn)圖1、圖2)表1油藏污水離子組成(總礦化度5841. 20mg/L)
權(quán)利要求
1. 一種油藏污水中疏水締合聚合物水解度測(cè)試方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行(1)采用油藏污水(礦化度彡2X104mg/L)配制5000mg/L的疏水締合聚合物母液A、 稱(chēng)取O00-1/S)g油藏污水于500mL燒杯中(S為疏水締合聚合物固含量)，并將燒杯置于 50°C的恒溫水浴中，開(kāi)動(dòng)恒速攪拌器，使油藏污水產(chǎn)生1 2cm深的漩渦；B、待油藏污水溫度與恒溫水浴溫度一致時(shí)，準(zhǔn)確稱(chēng)取(1/S)g疏水締合聚合物樣品，精確至0. OOOlg，沿旋渦壁30s內(nèi)慢慢將試樣加入燒杯中，密封攪拌池后取出，所得溶液即為5000mg/L的疏水締合聚合物母液，放置24h備用；所述步驟中，疏水締合聚合物由0. 815mol丙烯酰胺、0. 18mol丙烯酸鈉和0. 005mol 十六烷基二甲基烯丙基溴化銨共聚而成，分子量為5.4X106g/mol。該聚合步驟中，聚合溫度為50°C，聚合時(shí)間為8小時(shí)；(2)將(1)配制的疏水締合聚合物母液用油藏污水稀釋至1500mg/L(此濃度在多數(shù)油田的聚合物使用濃度范圍之內(nèi))準(zhǔn)確稱(chēng)取疏水締合聚合物母液60g，加入油藏污水140g 后，置于30°C的恒溫水浴中，用恒速攪拌器在400RPM時(shí)攪拌lh，得到油藏污水條件下的 1500mg/L的疏水締合聚合物溶液；(3)將(2)得到的油藏污水條件下的1500mg/L的疏水締合聚合物溶液用蒸餾水稀釋至一定濃度(要求稀釋后的溶液電導(dǎo)率彡1900yS/cm)，體積為250mL，并置于30°C的集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫lOmin，然后將EC215型電導(dǎo)率儀的四環(huán)鉬金電極插入疏水締合聚合物溶液中，調(diào)節(jié)1999. 9 μ s/cm檔位，采用一定濃度的鹽酸溶液(根據(jù)聚合物的濃度調(diào)整鹽酸的濃度，使電導(dǎo)率-鹽酸體積曲線(xiàn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的鹽酸體積低于8mL)進(jìn)行滴定；(4)以消耗鹽酸的體積V為橫坐標(biāo)，電導(dǎo)值K為縱坐標(biāo)做K-V圖，并將圖中曲線(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后的曲線(xiàn)分別擬合成直線(xiàn)，求出兩條直線(xiàn)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即為滴定終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸的體積VHel ；… c(F r, -F0)x71(5)按照公式計(jì)算疏水締合聚合物的水解度:HD= 1000m 23c(VHCI-V0)其中c是鹽酸溶液的濃度，mol/L ；Vhc1是聚合物溶液消耗鹽酸的體積，mL ；V0是空白鹽水消耗的鹽酸體積，mL ；m是待測(cè)體系中的疏水締合聚合物質(zhì)量，g。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種油藏污水中疏水締合聚合物水解度測(cè)試方法，其特征在于根據(jù)油藏污水的礦化度大小，用蒸餾水稀釋油藏污水溶解的疏水締合聚合物溶液至某一濃度，使稀釋后溶液的電導(dǎo)值≤1900μs/cm，再用低濃度(根據(jù)稀釋后聚合物的濃度調(diào)整鹽酸的濃度，使電導(dǎo)率-鹽酸體積曲線(xiàn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的鹽酸體積低于8mL)的鹽酸進(jìn)行滴定，該方法能夠準(zhǔn)確的測(cè)定疏水締合聚合物在實(shí)際油藏應(yīng)用過(guò)程中的水解度或水解度變化規(guī)律。
文檔編號(hào)G01N1/38GK102520117SQ20111032822
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月23日
發(fā)明者張新民, 李華兵, 胡俊, 郭擁軍, 陳洪均 申請(qǐng)人:四川光亞聚合物化工有限公司, 西南石油大學(xué)