本发明公开一种污水溶解的疏水缔合溶液至某一浓度

申请日期2011.10.23

公开（公告）日 2012.06.27

IPC分类号G01N31/16； G01N1/38； G01N27/06

总结

本发明公开了一种测试油藏污水中疏水缔合聚合物水解度的方法，其特征在于：根据油藏污水的盐度，将疏水缔合聚合物溶解在油藏污水中。用蒸馏水稀释溶液达到一定浓度，使稀释溶液的电导值≤1900μs/cm，然后用低浓度（根据稀释聚合物浓度调整盐酸浓度，所以电导率-盐酸体积曲线拐点处的盐酸体积小于8 mL）滴定盐酸，该方法可准确测定水解度或水解度变化规律疏水缔合聚合物在油藏实际应用过程中的应用。

索赔

1.一种测试油藏污水中疏水缔合聚合物水解度的方法，其特征在于：进行如下步骤

(1)用蓄水池污水(盐度≤2×104mg/L)配制5000mg/L疏水缔合聚合物母液： A.称取(200-1/S)g蓄水池污水置于a 500mL烧杯（S为疏水缔合聚合物的固含量），将烧杯置于50℃恒温水浴中，启动恒速搅拌器，使油层污水产生1-2cm深涡流；B.当蓄水池污水温度与恒温水浴温度一致时，准确称取（1/S）g疏水缔合聚合物样品，精确至0.0001g，缓慢加入30s内沿涡流壁将样品倒入烧杯中，密封搅拌2h后取出，所得溶液为5000mg/L疏水缔合聚合物母液，放置24h备用；

在所述步骤中，疏水缔合聚合物由0.815mol丙烯酰胺、0.18mol丙烯酸钠和0.005mol十六烷基二甲基烯丙基溴化铵共聚物制成，其分子重量为 5.4×106g/mol。该聚合步骤中，聚合温度为50℃，聚合时间为8小时；

(2)用油藏污水稀释(1)制备的疏水缔合聚合物母液至1500mg/L(此浓度在大多数油田使用的聚合物浓度范围内)：准确称取60 g疏水缔合聚合物母液水解度公式，加水池污水140g，置于30℃恒温水浴中，用恒速搅拌器以400转/分搅拌1小时，得1500mg/L水库污水条件下疏水缔合聚合物溶液;

(3)将水库污水条件下得到的1500mg/L疏水缔合聚合物溶液用蒸馏水稀释至一定浓度(2)稀释溶液的电导率要求≤ 1900μs/cm)，体积为250mL，置于集电极式恒温磁力搅拌器中30℃搅拌10min，然后将EC215电导仪的四环铂电极插入疏水缔合聚合物溶液中，调整1999.9μs/cm档位，使用一定浓度的盐酸溶液（根据聚合物的浓度调整盐酸的浓度，使盐酸的体积在转折点处）电导率-盐酸体积曲线小于8 mL）滴定；

(4)以消耗的盐酸体积V为横坐标，电导值K为纵坐标，做K-V图，将曲线拐点前后的曲线拟合成直线分别求出两条直线的交点对应的横坐标为滴定终点所消耗的盐酸体积，VHCl；

(5)根据下式计算疏水缔合聚合物的水解度： 式中c为盐酸溶液的浓度，mol/L；VHCl为聚合物溶液消耗的盐酸体积，mL；V0为空白盐水的消耗量，盐酸的体积，mL；m为待测体系中疏水缔合聚合物的质量，g。

说明

油藏污水中疏水缔合聚合物水解度的测试方法

技术

本发明涉及一种测试油藏污水中疏水缔合聚合物水解度的方法。

背景技术

疏水缔合水溶性聚合物（Hydrophobically Associating Water-Soluble Polymers）是指在聚合物的亲水性大分子链中引入少量疏水基团的一类水溶性聚合物。在水溶液中，疏水基团由于疏水相互作用而聚集，导致大分子链的分子内和分子间缔合。分子内缔合和分子间缔合与疏水缔合聚合物的浓度有关。在稀溶液中，以分子内缔合为主，大分子链卷曲，溶液粘度低。当浓度高且高于一定浓度（临界缔合浓度）时，形成以分子间缔合为主的超分子网络结构，溶液的粘度大大增加，表现出高效的粘度增加（Piotr Kujawa, Annie Audibert-Hayet , Joseph Selb, and Francoise Candau. 离子强度对 Multisticker Associative Polyelectrolytes 流变性质的影响. Macromolecules, 2006, 39 (1):384-392.). 温度和盐浓度的升高促进分子间缔合，使疏水缔合聚合物表现出优异的耐温性和耐盐性，已广泛应用于提高采收率领域（周守伟，韩明，向文涛，张健等。聚合物的研究与应用）渤海油田驱油提高采收率技术. 中国海洋石油, 2006, 18(6):386-389.).

水解度是聚丙烯酰胺聚合物的一个重要性能指标，它是指聚合物分子中羧酸基团的摩尔比例。水解程度与聚合物的增粘性能和驱油效果有重要关系水解度公式，国内外已有报道。杨继平、周恩乐等认为，水解度低时，粘度随水解度的增加而增加。一般在水解度为20-30%时黏度达到最大值，然后随着水解度的增加黏度降低（杨继平，李慧生，黄鹏程。零件水解聚丙烯酰胺的静态吸附研究多孔介质中水解度对吸附能力的影响. 高分子学报, 1997, (5): 601-605; 周恩乐, 李红, 薄淑琴, 郝克军, 杨红, 尚振平, 方天茹. 聚丙烯酰胺的形态和结构研究. 高分子学报. 1991, (1): 51-56.). Alain Zaitoun等人的研究。当聚丙烯酰胺的度数大于40时%，容易与Ca2+和Mg2+离子造成沉淀，失去驱油效果（Alain Zaitoun. Limiting Conditions for the Use of Hydrolyzed Polyacrylamides in Brines Containing Containing Divalent Ions. SPE11785, 1983, 143-15 0. ).可见，研究水解度测试非常重要疏水缔合聚合物在实际油藏条件下的方法，了解疏水缔合聚合物在实际油藏中的水解规律，预测驱油效果。意思。

测定聚丙烯酰胺聚合物水解度的方法有很多，其中GB12005.6-89的方法是用甲基橙-靛蓝二磺酸钠作为指示剂，在纯水条件下测试水解度部分水解聚丙烯酰胺的水解，由于滴定终点是人为判断，所以实验误差较大。除指示剂滴定法外，还可采用测氮法、热重法、凝胶色谱法等方法测定聚合物的水解程度，但这些方法操作复杂，对样品纯度要求高，仪器价格昂贵。不适用于聚合物水解度的广泛测试。在聚合物测试方法的改进方面，专利CN1415956A介绍了一种测试部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法。纯水中丙烯酰胺水解度的具体测试方法不适用于水库污水条件下疏水缔合聚合物的水解度。

关于疏水缔合聚合物在水库污水条件下的水解度测试，目前还没有相关的专利报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在油藏污水条件下测试疏水缔合聚合物水解度的方法。其核心内容是根据水库污水的盐度，用蒸馏水将溶解在水库污水中的疏水缔合聚合物溶液稀释到一定浓度，使稀释溶液的电导率值≤1900μs/cm，然后使用低浓度（根据稀释聚合物浓度调整盐酸浓度，当电导率-盐酸体积曲线出现拐点时，滴定盐酸体积小于8 mL的盐酸。该方法可准确确定疏水缔合聚合物在实际应用过程中的水解度或水解度的变化规律。

本发明条件下疏水缔合聚合物水解度测定方法的步骤如下：

(1)用蓄水池污水(盐度≤2×104mg/L)配制5000mg/L疏水缔合聚合物母液： A.称取(200-1/S)g蓄水池污水置于a 500mL烧杯（S为疏水缔合聚合物的固含量），将烧杯置于50℃恒温水浴中，启动恒速搅拌器，使油层污水产生1-2cm深涡流；B.当蓄水池污水温度与恒温水浴温度一致时，准确称取（1/S）g疏水缔合聚合物样品，精确至0.0001g，缓慢加入30s内沿涡流壁将样品倒入烧杯中，密封搅拌2h后取出，所得溶液为5000mg/L疏水缔合聚合物母液，放置24h备用；

所述步骤中，疏水缔合聚合物由0.815mol丙烯酰胺、0.18mol丙烯酸钠和0.005mol十六烷基二甲基烯丙基溴化铵共聚物制成，其分子重量为 5.4×106g/mol。该聚合步骤中，聚合温度为50℃，聚合时间为8小时；

(2)用油藏污水稀释(1)制备的疏水缔合聚合物母液至1500mg/L(此浓度在大多数油田使用的聚合物浓度范围内)：准确称取60 g疏水缔合聚合物母液，加水池污水140g，置于30℃恒温水浴中，用恒速搅拌器400转搅拌1h，得1500mg/L水库污水条件下疏水缔合聚合物溶液;

(3)将水库污水条件下得到的1500mg/L疏水缔合聚合物溶液用蒸馏水稀释至一定浓度(2)稀释溶液的电导率要求≤ 1900μs/cm)，体积为250mL，置于集电极式恒温磁力搅拌器中30℃搅拌10min，然后将EC215电导仪的四环铂电极插入疏水缔合聚合物溶液中，调整1999.9μs/cm档位，使用一定浓度的盐酸溶液（根据聚合物的浓度调整盐酸的浓度，使盐酸的体积在转折点处）电导率-盐酸体积曲线小于8 mL）滴定；

(4) 以盐酸消耗量V为横坐标，电导值K为纵坐标，制作K-V图，将曲线拐点前后的曲线拟合成直线，求两条直线的交点，对应的横坐标为滴定结束时消耗的盐酸体积，VHCl；

(5)根据下式计算疏水缔合聚合物的水解度： 式中c为盐酸溶液的浓度，mol/L；VHCl为聚合物溶液消耗的盐酸体积，mL；V0为空白盐水的消耗量，盐酸的体积，mL；m为待测体系中疏水缔合聚合物的质量，g。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的测试方法可用于测试油层污水各种条件下疏水缔合聚合物的水解程度，具有操作简单、人为误差小、数据准确度。特征，平均误差小于1.20%；

(2)本发明方法可用于研究疏水缔合聚合物在应用过程中水解度随时间的变化规律，可用于疏水缔合聚合物的分子结构与油藏条件的关系，对低水解速率、现场应用选择和驱油效率的研究可提供重要依据。