聚合物驱是目前我国应用最为广泛的一种提高 采收率技术，取得了较好的经济和社会效益。但是 聚合物驱油过程中存在着如下问题：(1)污水配制聚合物过程中，在盐效应的作用 下，聚合物增黏能力降低[1];(2)部分油井产出高浓度的聚合物；(3)聚合物驱后转水驱，注人水沿高渗透条带 指进到油井后，注人水无效循环，而存留在中渗层的 聚合物阻碍了驱替水与原油的接触，导致油井含水 快速上升[2< ;(4)在聚合物驱过程中，由于驱替速度、溶液浓 度、污水盐度等影响，导致大晕聚合物吸附滞留在地 层中，造成地层堵塞15+ ,给后续水驱造成困难；(5)聚合物驱会造成比水驱后更为复杂的剩余 油分布上述问题严军阻碍了聚合物驱油技术的发展， 对于聚合物驱后进一步提高原油采收率造成了困 难。对此，本文借鉴美国含聚丙烯酰胺废水处理剂 开发的成功经验，开发了一种R]■利用电性作用吸附 部分水解聚丙烯酰胺形成超分子的技术W。

　　

　　1聚丙烯酰胺凝聚剂的制备采用微乳法聚合的方法，以丙烯酰胺和二甲基二 烯丙基氯化铵（DMDAAC)为单体，以过硫酸铵、甲醛 和次硫酸纳为引发体系，加人少量N，N-二丙烯酰胺 制备聚丙稀酰胺凝聚剂~，反应产物结构式见图1。

　　

　　从图1可以看出，合成的聚丙烯酰胺凝聚剂是 一种带有阳离子基团的体型聚合物。通过静电引 力，该聚合物可吸附部分水解聚丙烯酰胺分子中的 羧酸根，形成超分子的结构。

　　

　　为了使吸附聚丙烯酰胺后形成的超分子具有大 的动力学结构，合成过程中需重点控制凝聚剂的阳 离子度。

　　

　　2结果与讨论带有不同电荷的阴离子聚合物和阳离子聚合物， 可以通过静电力形成聚电解质复合物。当两种 聚合物的相反电荷适当匹配时，可形成均相的超分子 溶液，此时体系的黏度会增加；当两种聚合物的静电 力太强时，则会发生絮凝、沉淀等相分离现象，此时体 系的黏度会大幅度下降U2_l3]。因此，通过测定溶液 黏度，可以表征超分子或相分离发生的情况^141。

　　

　　2.1凝聚剂分子中阳离子度对复合溶液黏度的影响改变凝聚剂分子中AM与DMDAAC的比例，制 备了不同阳离子度的凝聚剂。在蒸馏水中，配置部分 水解聚丙烯酰胺和凝聚剂质量分数均为〇。 1% ,体积 比为1:1的复合溶液，测定溶液的黏度（剪切速率固 定为170，）。

　　

　　首先测出单纯部分水解聚丙烯酰胺质量分数为 0.2%时的黏度为23 mPa ? s。然后再测试已配置好 的复合溶液，发现其黏度均高于23 mPa ? s,说明试验 合成的凝聚剂与部分水解聚丙烯酰胺形成了超分子 的结构。但是，凝聚剂分子中阳离子度不同时，所形 成的复合溶液黏度有差异：(1)当凝聚剂分子中阳离子度为1%时，复合 溶液最低及平均黏度值分别为31. 1,35.7 mPa ? s;(2)当凝聚剂分子中阳离子度为5%时，复合 溶液黏度为40.5mPa，S;(3)此后再增大凝聚剂阳离子度，复合溶液的 黏度反而成下降趋势。

　　

　　以上试验结果表明，只要控制好凝聚剂中阳离 子度，即可得到具有较好增黏效果的聚丙烯酰胺凝 聚剂。因此，后续的研究中皆选择阳离子度为5% 的凝聚剂进行试验。

　　

　　2.2凝聚剂用量对复合溶液黏度的影响以阳离子度为5%的凝聚剂为试验对象，考察 其用量不同时对复合溶液黏度的影响，结果如图2 所示。

　　

　　图2凝聚剂用ft对复合溶液黏度影响 Fig.2 Effect of coagulant content on the viscosity of coavouDd solution由图2可以看出，随着复合溶液中凝聚剂用量的 增加，复合溶液的黏度呈现先增大后降低的趋势。当 凝聚剂用量为50%时，复合溶液的黏度最大，可达到 40.5mPa.s。这可能是因为凝聚剂用量超过50% 时，混合体系中的阳离子度增大，阳离子聚合物和阴 离子聚合物吸附点变多，静电吸引力增强，导致体系 开始发生相分离，因而黏度降低。

　　

　　2.3剪切作用对复合溶液黏度的影响将阳离子度为5%的凝聚剂和部分水解聚丙烯 酰胺混合，配置质量分数均为〇。 1%、体积比为1 :1 的复合溶液，测其不同剪切速率下的黏度，考察剪切 作用对超分子结构的影响。

　　

　　复合溶液0.2%阴离子聚闪烯酰胺溶液50010001500200025003000剪切速率/s1图3剪切作用对溶液黏度的影响 Fig. 3 Effect of shearing action on solution viscosity由图3可见，复合溶液和部分水解聚丙烯酰胺 的黏度均对剪切作用敏感：（1)随剪切速率的增大， 溶液黏度大幅度下降，剪切稀释作用明显；（2) 当剪切速率增加到500时，黏度随剪切速率的增加变化很小;（3)已形成超分子结构的复合溶液，其 抗剪切的能力明显优于单纯的聚丙烯酰胺溶液，这 可能是由于凝聚剂和聚丙烯酰胺形成超分子水动力80-sndlu SLIZ3000500?’/:半柃较大的缘故2.4复合溶液热降解性评价111温度对水凝晈酸液H:向剂性能的影响研究结 采及明：在所测的温度范IH内，&合瑢液和中。纯的聚 闪烯酰胺浴液的黏度均随溢丨幵A而减小。这坫W 为温度升尚时。分子运动加剧，破坏r大分f链间的 疏水缔i>交联结构：水化坫W发生大水化作丨丨丨：人分 户链发牛构染转4;的频丰提A绽合作用使得聚^ 物线W R寸减小、黏度下降。丨4溢度升尚时。钇合济 液的黏度仍大于单纯的聚内烯酰胺溶液。表现出一 定的耐涡忭温度对浞介洛液黏度的钐响。如阐4所示-m-? wrc,恂溢ihri的u合溶液 + 0.2V?丨离f聚内试 + 8〇*(.ih?Ti的n np丨弗煤哝眩淋4：t^10001500 iMWiSf s图4高温处理后溶液黏度的变化 Fig. 4 Solution vi?*c〇Mly change after hiuh temperature Inratmcnt由图4可以出。将部分水解聚内'烯酰胺？名液， &合溶液在80 TC水浴中放锭4 b后，黏度均下降， m a合溶液黏哎始终大r中。纯的聚内烯酰胺济液， 说明超分厂结构w心史好的抗热降斛能乃 2.5复合溶液盐敏性评价向犮合溶液和单纯的聚内烯酰吱溶液屮加人不 卜1质《a分数的气化钠，在剪切速韦为no s1的条件 卜，测《 Jt?黏度，试验结果如图5所；r<.

　　

　　由困5 ?丨以宥出，两溶液黏度均随讽化钠丨丨丨故 的增加而娀小3[化钠顷研分数为〇。 1%时，部分 水解聚内'烯酰胺济液的黏坆降为32.6mPa ?合浓液的黏度里冇所降低。丨U仍尚于部分水解聚内'烯 胺浴液的黏度；当气化钠用母达到丨％时，U介溶 液的黏度为32.9ml?a ? S.lfi丨部分水解聚内烯酰胺溶 液的黏度却Q降为25.8 mP? ? s.说明纪合浓液的抗 盐性优r?部分水解聚W烯酰胺溶液」盐的加入之所以使得聚合物黏度降低。主耍足 W为盐中的阳离子寸以01缩部分水解聚内烯酰胺分 子屮羧酸根询丨f>1的扩败《 I li M.从而使；It?仲展f iUii： 降低。增黏效朵下降此外。小分子电解?的 城蔽作用t耍坫M过小分子电解?与岛分f链表如 I u疴的柑作〗丨丨来文观。w此，减少rt分子链的及面 电简可减弱小分子电解成付岛分？溶液黏度的影 响。提尚溶液的抗盐忭巾T凝聚剂和聚W烯酰K 浞介肟形成了超分子结构。rt流体力学t?牦较大。所 以伸展秆度受盐的影响较小 2.6岩芯流动实验结果用渗透韦为〇? "746 ?的宕芯进行岩芯流动实 验，实验结果如m 6所示ffl6溶液在岩芯中的咀力系数与剪切速军的关系 Rrlationship hctMcen (he resistance coefTkivnl and (htr shmr mte ?r solution in the core由图6可以苻出，ft岩芯流动过程中，两种溶液 在W切速申小于4〇〇*__时均fU〖较大的H1力系数， 随|):/ W速申的增大。附乃系数均降低。泛铋合溶液的 叭力系数明w.大r?聚内烯酰胺溶液，iii:明)tftY:?芯屮 的增黏印抗！w切件也得到r明w改泞3结论(|;衆内烯酰胺凝聚洲济液的丨川人寸以提A阴 离子型聚丙烯酰胺溶液的黏度，当阳离子度为5%、 两溶液质量分数相同、体积比为1 : 1时，其增黏和 抗盐效果最好，在剪切速率为170 的条件下，黏 度大约可以提髙10 mPa ? s。

　　

　　(2)复合溶液的耐温、抗盐、抗剪切性明显优于 阴离子型聚丙烯酰胺，更优于阳离子型聚丙烯酰胺 溶液，其性能得到了提高。