纳滤膜软化海水配制聚合物驱油溶液的研究
海上油田聚合物驱油最方便的用水来源应是海水；但直接采用海水配制聚合物溶液，由于海水矿化度很高，导致溶液粘度很低，不能满足聚驱要求。纳滤(NF)膜能够脱除水中的中、低分子量有机物及盐分，并且具有选择性分离二价及高价离子的特性，非常适于去除水中的钙、镁、硫酸根等离子，较石灰软化法、离子交换法等其他软化水工艺具有设备占地省、出水水质稳定等优点。在海上平台有限的空间内，采用纳滤软化海水进行注水配聚具有显著的实用价值。
本文基于某海上油田聚合物驱油的粘度要求，对几种纳滤软化海水及驱油聚合物进行了筛选，并在此基础上开展了聚合物与软化海水配伍性、增粘性的研究，为实际软化海水用于聚驱采油的工程应用提供了一定的参考。
针对两种编号为PAM-D和PAM-S油田聚驱用聚丙烯酰胺，本文研究了其溶液体系的粘度特性，探讨了聚合物溶液粘度的影响因素，其中包括溶解和使用温度、搅拌和剪切速率、溶液的pH值及矿化度等。结果表明聚丙烯酰胺溶液随着温度升高和剪切速率增大，粘度呈下降趋势。在强酸或强碱环境下，聚丙烯酰胺溶液的粘度衰减剧烈，甚至形成聚合物的橡胶状沉淀，适宜使用的pH范围为4-10。矿化度严重影响聚丙烯酰胺的粘度，矿化度每升高1000mg/L，粘度平均下降幅度达到16.9％；其中又以高价阳离子最为显著，如Al3+和Fe3+在很低浓度下(浓度50mg/L)就会明显地引起聚合物溶液的沉淀。同样，天然海水中浓度较高的Ca2+和Mg2+也会导致聚合物溶液粘度的显著下降，因此用于配聚的海水应予以软化处理，使两种离子的总含量控制在200mg/L以下。
在掌握了聚丙烯酰胺粘度的影响因素后，本文开展了软化海水配制聚驱溶液的研究，包括聚合物在软化海水中的溶解实验、粘度实验以及驱替实验，筛选出了适于聚驱的编号为NFI的软化海水及编号为PAM-D的聚丙烯酰胺。实验结果表明经过纳滤处理后的NFI软化海水，钙镁离子显著降低，在油藏高温环境下增粘效果显著，90天内粘度保留率在70％以上。NFI软化海水和PAM-D聚丙烯酰胺进行配聚时，显示出了良好的水溶性和增粘性，岩心驱替实验也验证了该聚合物溶液与岩心的良好配伍性。
纳滤膜;海上油田;聚合物驱油;海水配制聚合物;聚丙烯酰胺;软化海水;聚驱溶液
中国海洋大学
硕士
海洋化学
高从堦
2009
中文
TE357.46;TE53
63
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）