专利名称：一种检测水解聚丙烯酰胺分子量的方法
技术领域：
本发明涉及一种油田聚合物驱油用水解聚丙烯酰胺分子量的检测方法。
背景技术：
聚合物驱主要是通过提高注入水的粘度和降低水相渗透率而增加采收率。聚合物分子量是影响上述机理的主要参数之一，聚合物分子量越高其增粘性越好，降低水相渗透率的能力越强。但如果分子量选择的过高，会堵塞油层造成油层伤害。如果分子量选择的过低，由于增粘性差，势必要增加聚合物的用量，影响聚合物驱的技术经济效果，因此如何选择分子量是非常关键的问题。大庆油田聚驱所用的聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺，中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY 119-2005相关标准中对水解聚丙烯酰胺的分子量的表征主要是采用乌氏粘度计稀释法来检测平均分子量。该方法是根据特性粘数[n ]计算粘均分子量，通过将不同浓度(C )下(0.04%,0.06%,0.08%,0.1%)测定的nc/c值对C作图，通过曲线向C=O的外推得纵坐标截距的值便为特性粘数，根据公式M= ([ n ] /0.000373)1 515计算其分子量。具体的操作步骤是，首先要用柠檬酸钠、磷酸二氢钠和氯化钠配制缓冲溶液，并测量其在粘度计两刻度之间的流动时间。每个样品都需要将其母液稀释成浓度分别为0.04 %,0.06%,0.08%,0.1%的聚合物溶液，每一种溶液都要经玻璃砂芯漏斗过滤，每次测定前，粘度计都要用待测溶液冲洗2次到3次，然后测量不同浓度聚合物溶液在粘度计两刻度之间的流动时间，分子量越大，所耗费的时间越长。此外，乌氏粘度计的清洗非常困难，需要用有毒溶液来浸泡，清洗后还需要用烘箱烘干。总之，该方法测试过程繁琐，工作效率非常低。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测水解聚丙烯酰胺分子量的新方法，该方法可以在确保测量准确性的前提下，简化操作过程，缩短工作时间，提高工作效率。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是:一种检测水解聚丙烯酰胺分子量的方法，具体步骤如下:
一:首先找到水解聚丙烯酰胺溶液零剪切粘度与分子量的关系式:
1、选取若干不同分子量水解聚丙烯酰胺，按照中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY 119-2005中的水解聚丙烯酰胺的分子量检测方法中的聚合物母液的配制方法制备水解聚丙烯酰胺溶液；
2、采用旋转流变仪，测得剪切速率范围在0.0Ol-lOOOs—1的步骤I中的不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线，并计算各不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液的零剪切粘度n0欠小;
3、根据步骤2的结果绘制零剪切粘度与分子量的关系曲线；
4、根据步骤3的关系曲线，得到零剪切粘度/7,与分子量的关系式:
M= Axn Oh式中-Jfr—分子量；
A、b—回归系数；
二:测定待测水解聚丙烯酰胺的分子量
首先按照上述步骤I的方法配制水解聚丙烯酰胺溶液，并按照步骤2方法测试其溶液流变曲线，然后用Carreu模型计算其零剪切粘度7,，将零剪切粘度代入步骤4中的零剪切粘度H0与分子量的关系式，最后通过该关系式计算出该水解聚丙烯酰胺的分子量。有益效果:采用该方法，不需要配制缓冲溶液，每个水解聚丙烯酰胺样品仅需要采用蒸馏水配制一种浓度的聚合物溶液，不需要对溶液进行过滤，所采用椎板测量系统非常易于清洗，不需要采用任何有毒溶液。相对于原有检测方法，该方法具有环保、节能、工作效率高的优点。
图1为本发明中分子量为3268万水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线图。图2为本发明中分子量为1907万水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线图。图3为本发明中分子量为1566万水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线图。图4为本发明中分子量为800万水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线图。图5为本发明中分子量为400万水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线图。图6为本发明中分子量与零剪切粘度关系曲线拟合图。图7为本发明中 按标准测量的分子量为2003万聚合物溶液流变曲线图。图8为本发明中分子量3153万聚合物样品的重复性实验结果图。
具体实施例方式概括起来说，本发明提出了采用旋转流变仪，测得剪切速率范围在0.0Ol-lOOOs—1的不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线，然后用Carreu模型计算不同分子量聚丙烯酰胺溶液的零剪切粘度，以零剪切粘度为横坐标对分子量作图，最后采用幂率模型对曲线进行拟合，得到零剪切粘度与分子量的关系式:
M= Kx η ο
式中-Mr---分子量；
A回归系数； b回归系数；
H0—零剪切粘度；
要测定某一待测水解聚丙烯酰胺的分子量，首先测试其溶液流变曲线，然后用Carreu模型计算其零剪切粘度，将零剪切粘度代入零剪切粘度与分子量的关系式，就可以计算出该聚合物的分子量。以下结合具体实施例详细描述如何用本发明方法测定某一水解聚丙烯酰胺溶液的平均分子量:
实施例1
1、不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液的配制:
原料:选取五种水解聚丙烯酰胺，分子量分别为400、800、1566、1907、3268万，来自大庆炼化公司。将这五种水解聚丙烯酰胺配制成溶液，配制方法见中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY 119-2005相关标准中驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度的测定方法中试样溶液的配制。2、测量步骤I中不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线:
1)按正确开机程序启动美国TA公司生产ARES-LSl型旋转流变仪；
2)打开计算机,双击桌面上TAOrchestrator图标与仪器联机；
3)联机成功后,进入主操作界面,选择control(控制)---edit (编辑)/start test
(开始实验)进入实验设置界面，选择C50/0.04rad测量系统,选择(Steady Experiment)稳态实验模式，选择Steady Rate Swe印(稳态剪切速率扫描)，剪切速率范围设置在
0.0Ol-lOOOs—1，实验温度设置为45°C ；
4)间隙归零，装载样品，达到设置温度后，进入主操作界面，选择control(控
制)----edit (编辑)/start test (开始实验),点击begin test (开始实验)；保存实验结
果;
5)重复上述实验，得到不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线(见图1-5)。
3、采用Carreu模型对曲线进行拟合，得到不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液零剪切粘度:
1)在TA Orchestrator主操作界面，打开文件---选择Curve Fit (曲线拟
合)---Fit Data to Model (用模型拟合数据)---Viscosity Models (黏度模型)---Carreu
Model (Carreu模型)---Fit (拟合)---Save fit (保存拟合)---关闭窗口 ；
2)选择CurveFit (曲线拟合)---Stamp Fit (粘贴拟合)；
3)得到零剪切粘度7,;
4)重复上述步骤，得到不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液零剪切粘度，见下表1:
表I不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液零剪切粘度拟合结果
权利要求
1.一种检测水解聚丙烯酰胺分子量的方法，具体步骤如下: 一:首先找到水解聚丙烯酰胺溶液零剪切粘度与分子量的关系式: .1、选取若干不同分子量水解聚丙烯酰胺，按照中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY 119-2005中的水解聚丙烯酰胺的分子量检测方法中的聚合物母液的配制方法制备水解聚丙烯酰胺溶液； .2、采用旋转流变仪，测得剪切速率范围在0.0Ol-lOOOs—1的步骤I中的不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线，并计算各不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液的零剪切粘度n0欠小; .3、根据步骤2的结果绘制零剪切粘度与分子量的关系曲线； .4、根据步骤3的关系曲线，得到零剪切粘度/7,与分子量的关系式:
全文摘要
本发明公开了一种检测水解聚丙烯酰胺分子量的方法，解决了现有检测方法操作繁杂的问题；该方法采用旋转流变仪，测得不同分子量水解聚丙烯酰胺溶液流变曲线，用Carreu模型计算不同分子量聚丙烯酰胺溶液的零剪切粘度，以零剪切粘度为横坐标对分子量作图，得到零剪切粘度与分子量的关系式，然后测量待测水解聚丙烯酰胺的零剪切粘度，利用上述关系式，得到待测待测水解聚丙烯酰胺的分子量。该方法可以在确保测量准确性的前提下，简化操作过程，缩短工作时间，提高工作效率。
文档编号G01N11/00GK103217360SQ201310123298
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者吴淑云 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司