硫离子与部分水解聚丙烯酰胺溶液性能的研究

施雷庭，史保录，叶仲斌，史开庆

(西南石油大学 油气藏地质与开发工程国家重点实验室，四川 成都 610500)

储层中不断滋生的H2S使得传统的聚驱技术受到了限制。王其伟等认为S2-引发的自由基链式反应致使聚合物分解成了带有双键的小分子，分子链尺寸降低[1]。黄漫等[2]发现S2-配制的聚合物溶液无紧密的聚集形态，分布散乱。伊卓等[3]发现S2-引起溶液表观黏度降低的原因是聚合物分子主链C—C链断裂形成，侧基基团不会发生降解。然而，目前国内外的学者对微观尺度上S2-降粘机制研究较少。本文利用分子动力学研究了S2-对各亲水基团中心原子水化能力的差异，进一步探讨了S2-的微观卷曲机制；为防止聚合物黏度损失，研究了聚合物与Na2CO3组成的复合体系在H2S存在条件下的增粘稳粘效果。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

原油(黏度40 mPa·s);实验用水，按照油田地层水配方实验室自制模拟地层水，离子组成见表 1。

表1 油田模拟水离子组成Table 1 The ion composition oilfield simulation of water

部分水解聚丙烯酰胺HPAM(水解度20.9%，固含量91.6%，特性粘数1 680 mL/g，粘均相对分子质量1.122×107)、稀H2SO4均为分析纯；FeS为化学纯。

HAKKE Thermo Scientific MARSⅢ 高温高压流变仪。

1.2 实验方法

1.2.1 聚合物粘均分子量的测定 特性粘数按照GB 12005.1—89方法测试，粘均分子量与特性粘数的关系由Mark-Houwink经验公式可得。

1.2.2 室内S2-与聚合物溶液反应方法的建立 室内评价S2-降粘效果的实验流程依次为H2S发生装置、H2S反应装置(含聚合物搅拌装置)以及H2S回收装置。H2S发生装置为稀H2SO4水溶液以及FeS粉末，缓慢滴加稀H2SO4水溶液；产生的H2S经过反应装置进行降粘实验；……