专利名称：一种油藏污水中疏水缔合聚合物水解度测试方法
技术领域：
本发明涉及一种油藏污水中疏水缔合聚合物水解度的测试方法。
背景技术：
MjY^W^W^^ (HydropHobically Associating Water-Soluble Polymers) ^ 指聚合物亲水性大分子链上引入少量疏水基团的一类水溶性聚合物。在水溶液中，疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。分子内缔合和分子间缔合作用与疏水缔合聚合物的浓度有关，其中在稀溶液中是以分子内缔合为主，大分子链卷曲，溶液粘度较低，而随着浓度的升高并高于某一浓度(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，溶液粘度大幅度升高，表现出高效增粘性(Piotr Kujawa, Annie Audibert-Hayet, JosephSelb, andFrancοiseCandau. Effect of Ionic Strength on the Rheological Properties of Multisticker Associative PolyelectroIytes. Macromolecules, 2006, 39(1) :384-392.)。温度和盐浓度的提高在一定程度上可促进分子间缔合作用，从而使疏水缔合聚合物表现出优异的耐温抗盐性能，并在提高采收率领域方面已经得到了广泛的应用(周守为，韩明，向问陶，张健等.渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究及应用.中国海上油气，2006，18 (6) :386-389.)。水解度是聚丙烯酰胺类聚合物的一项重要性能指标，它是指聚合物分子中羧酸基团所占的摩尔比例。水解度与聚合物的增粘性能、驱油效果有着重要的关系，这在国内外已有相关的报道。杨继萍、周恩乐等认为在低水解度时随水解度的增加粘度增大，一般在水解度为20 30%时粘度达到最大，此后随水解度的增加粘度降低(杨继萍，李惠生，黄鹏程.部分水解聚丙烯酰胺在多孔介质中的静态吸附研究——水解度对吸附量的影响.高分子学报，1997，(5) :601-605;周恩乐，李虹，薄淑琴，郝克君，杨红，尚振平，方天如.聚丙烯酰胺的形态结构研究.高分子学报.1991，(1) :51-56. )。Alain Zaitoun等的研究表明， 聚合物的水解度在大于40%以后，容易与Ca2+、Mg2+离子作用产生沉淀而失去驱油的作用 (Alain Zaitoun. Limiting Conditions for the Use of Hydrolyzed Polyacrylamides in Brines Containing Divalent Ions. SPE11785，1983，143-150.)。由此可见，研究实际油藏条件下疏水缔合聚合物的水解度测试方法，对疏水缔合聚合物在实际油藏中的水解规律认识、驱油效果预测等具有十分重要的意义。测定聚丙烯酰胺类聚合物水解度的方法较多，其中GB12005. 6-89的方法是在纯水条件下，采用甲基橙-靛蓝二磺酸钠为指示剂测试部分水解聚丙烯酰胺的水解度，由于滴定终点为人为判断，因此实验误差较大。除指示剂滴定法外，定氮法、热重法、凝胶色谱法等也可用于测定聚合物的水解度，但是这些方法操作较为复杂，对样品纯度要求较高， 并需要昂贵的仪器，不适合用于聚合物水解度的广泛测试。而在聚合物测试方法的改进上，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，该方法是对 GB12005. 6-89测试方法的改进，仍然是测试水解聚丙烯酰胺在纯水溶解条件下的水解度， 其具体测试方法并不适用于油藏污水条件下疏水缔合聚合物的水解度测试。
而对于油藏污水条件下疏水缔合聚合物的水解度测试，还未见到相关的专利报道。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供了一种油藏污水条件下疏水缔合聚合物的水解度测试方法。其核心内容为根据油藏污水的矿化度大小，用蒸馏水稀释油藏污水溶解的疏水缔合聚合物溶液至某一浓度，使稀释后溶液的电导值< 1900μ s/cm， 再用低浓度(根据稀释后聚合物的浓度调整盐酸的浓度，使电导率-盐酸体积曲线出现转折点时的盐酸体积低于8mL)的盐酸进行滴定。该方法能够准确的测定疏水缔合聚合物在实际油藏应用过程中的水解度或水解度变化规律。本发明条件下测定疏水缔合聚合物水解度的方法步骤如下(1)采用油藏污水(矿化度彡2X104mg/L)配制5000mg/L的疏水缔合聚合物母液:A、称取O00-1/S)g油藏污水于500mL烧杯中(S为疏水缔合聚合物固含量)，并将烧杯置于50°C的恒温水浴中，开动恒速搅拌器，使油藏污水产生1 2cm深的漩涡；B、待油藏污水温度与恒温水浴温度一致时，准确称取(1/ g疏水缔合聚合物样品，精确至0. OOOlg,沿旋涡壁30s内慢慢将试样加入烧杯中，密封搅拌池后取出，所得溶液即为5000mg/L的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而成，分子量为5. 4X106g/mol。该聚合步骤中，聚合温度为50°C，聚合时间为8小时；(2)将(1)配制的疏水缔合聚合物母液用油藏污水稀释至1500mg/L(此浓度在多数油田的聚合物使用浓度范围之内)准确称取疏水缔合聚合物母液60g，加入油藏污水 140g后，置于30°C的恒温水浴中，用恒速搅拌器在400RPM时搅拌lh，得到油藏污水条件下的1500mg/L的疏水缔合聚合物溶液；(3)将(2)得到的油藏污水条件下的1500mg/L的疏水缔合聚合物溶液用蒸馏水稀释至一定浓度(要求稀释后的溶液电导率彡1900 μ s/cm)，体积为250mL，并置于30°C的集热式恒温磁力搅拌器中恒温lOmin，然后将EC215型电导率仪的四环钼金电极插入疏水缔合聚合物溶液中，调节1999. 9 μ s/cm档位，采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，使电导率-盐酸体积曲线出现转折点时的盐酸体积低于8mL)进行滴定；(4)以消耗盐酸的体积V为横坐标，电导值K为纵坐标做K-V图，并将图中曲线转折点前后的曲线分别拟合成直线，求出两条直线交点对应的横坐标即为滴定终点时消耗盐酸的体积νΗα ；
c(V -Πχ71.(5)按照公式计算疏水缔合聚合物的水解度HD= 、 —其
IOOOm-23c(VHCl-V0),
中c是盐酸溶液的浓度，mol/L ；Vhc1是聚合物溶液消耗盐酸的体积，mL ；V0是空白盐水消耗的盐酸体积，mL ；m是待测体系中的疏水缔合聚合物质量，g。本发明具有以下有益效果(1)本发明所述测试方法可用于多种油藏污水条件下，对疏水缔合聚合物的水解度进行测试，具有操作简单、人为误差小、数据准确度高的特点，平均误差低于1. 20% ；
(2)本发明所述方法可用于研究疏水缔合聚合物在油藏应用过程中的水解度随时间的变化规律，可为疏水缔合聚合物分子结构与油藏条件下水解速率的关系、矿场应用选型和驱油效率研究等提供重要的依据。
图1是本发明中疏水缔合聚合物在油藏污水矿化度5841. 20mg/L、聚合物浓度 50mg/L、盐酸浓度0. 006mol/L时的电导率-盐酸体积滴定曲线；图2是本发明中疏水缔合聚合物在油藏污水矿化度19981. 16mg/L、聚合物浓度 18mg/L、盐酸浓度0. 0032mol/L时的电导率-盐酸体积滴定曲线；图3是本发明中疏水缔合聚合物在渤海某油田油藏污水中终水解规律(T = 65 0C )；图4是本发明中疏水缔合聚合物在胜利某油田油藏污水中的水解规律(T = 85 0C )；图5是本发明中疏水缔合聚合物分子量与水解速率的关系。
具体实施例方式实施例1 油藏污水矿化度大小对疏水缔合聚合物水解度测试结果的影响以水解度为18. 21 % (按照GB12005. 6-89测试)的疏水缔合聚合物为研究对象， 研究了油藏污水矿化度大小对疏水缔合聚合物水解度测试结果的影响。实验步骤如下(1)采用矿化度彡2X104mg/L的油藏污水(具体组成见表1-3)配制5000mg/L 的疏水缔合聚合物母液:Α、称取O00-1/S)g油藏污水于500mL烧杯中(S为疏水缔合聚合物固含量)，并将烧杯置于50°C的恒温水浴中，开动恒速搅拌器，使油藏污水产生1 2cm 深的漩涡；B、待油藏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. OOOlg,沿旋涡壁30s内慢慢将试样加入烧杯中，密封搅拌池后取出，所得溶液即为5000mg/L的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. ISmol丙烯酸钠和
0.005mol十六烷基二甲基烯丙基溴化铵共聚而成，分子量为5. 4X106g/mol。该聚合步骤中，聚合温度为50°C，聚合时间为8小时；(2)将(1)配制的疏水缔合聚合物母液用油藏污水稀释至1500mg/L(此浓度在多数油田的聚合物使用浓度范围之内)准确称取疏水缔合聚合物母液60g，加入油藏污水 140g后，置于30°C的恒温水浴中，用恒速搅拌器400RPM搅拌lh，得到油藏污水条件下的 1500mg/L的疏水缔合聚合物溶液；(3)将⑵得到的油藏污水条件下的1500mg/L的疏水缔合聚合物溶液用蒸馏水稀释至一定浓度(要求稀释后的溶液电导率彡1900yS/cm)，体积为250mL，并置于30°C的集热式恒温磁力搅拌器中恒温lOmin，然后将EC215型电导率仪的四环钼金电极插入疏水缔合聚合物溶液中，调节1999. 9 μ s/cm档位，采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，使电导率-盐酸体积曲线出现转折点时的盐酸体积低于8mL)每次滴加
1.OOmL进行滴定；(4)以消耗盐酸的体积V为横坐标，电导值K为纵坐标做K-V图，并将图中曲线转折点前后的曲线分别拟合成直线，求出两条直线交点对应的横坐标即为滴定终点时消耗盐酸的体积νΗα ； (5)按照公式计算疏水缔合聚合物的水解度H￡> = WOOm-23c(rjia-Vo)其中c
是盐酸溶液的浓度，mol/L ；Vhc1是聚合物溶液消耗盐酸的体积，mL ；V0是空白盐水消耗的盐酸体积，mL ；m是待测体系中的疏水缔合聚合物质量，g。实验结果见表4 (部分数据处理见图1、图2)表1油藏污水离子组成(总矿化度5841. 20mg/L)
权利要求
1. 一种油藏污水中疏水缔合聚合物水解度测试方法，其特征在于按下列步骤进行(1)采用油藏污水(矿化度彡2X104mg/L)配制5000mg/L的疏水缔合聚合物母液A、 称取O00-1/S)g油藏污水于500mL烧杯中(S为疏水缔合聚合物固含量)，并将烧杯置于 50°C的恒温水浴中，开动恒速搅拌器，使油藏污水产生1 2cm深的漩涡；B、待油藏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. OOOlg，沿旋涡壁30s内慢慢将试样加入烧杯中，密封搅拌池后取出，所得溶液即为5000mg/L的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而成，分子量为5.4X106g/mol。该聚合步骤中，聚合温度为50°C，聚合时间为8小时；(2)将(1)配制的疏水缔合聚合物母液用油藏污水稀释至1500mg/L(此浓度在多数油田的聚合物使用浓度范围之内)准确称取疏水缔合聚合物母液60g，加入油藏污水140g 后，置于30°C的恒温水浴中，用恒速搅拌器在400RPM时搅拌lh，得到油藏污水条件下的 1500mg/L的疏水缔合聚合物溶液；(3)将(2)得到的油藏污水条件下的1500mg/L的疏水缔合聚合物溶液用蒸馏水稀释至一定浓度(要求稀释后的溶液电导率彡1900yS/cm)，体积为250mL，并置于30°C的集热式恒温磁力搅拌器中恒温lOmin，然后将EC215型电导率仪的四环钼金电极插入疏水缔合聚合物溶液中，调节1999. 9 μ s/cm档位，采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，使电导率-盐酸体积曲线出现转折点时的盐酸体积低于8mL)进行滴定；(4)以消耗盐酸的体积V为横坐标，电导值K为纵坐标做K-V图，并将图中曲线转折点前后的曲线分别拟合成直线，求出两条直线交点对应的横坐标即为滴定终点时消耗盐酸的体积VHel ；… c(F r, -F0)x71(5)按照公式计算疏水缔合聚合物的水解度:HD= 1000m 23c(VHCI-V0)其中c是盐酸溶液的浓度，mol/L ；Vhc1是聚合物溶液消耗盐酸的体积，mL ；V0是空白盐水消耗的盐酸体积，mL ；m是待测体系中的疏水缔合聚合物质量，g。
全文摘要
本发明公开了一种油藏污水中疏水缔合聚合物水解度测试方法，其特征在于根据油藏污水的矿化度大小，用蒸馏水稀释油藏污水溶解的疏水缔合聚合物溶液至某一浓度，使稀释后溶液的电导值≤1900μs/cm，再用低浓度(根据稀释后聚合物的浓度调整盐酸的浓度，使电导率-盐酸体积曲线出现转折点时的盐酸体积低于8mL)的盐酸进行滴定，该方法能够准确的测定疏水缔合聚合物在实际油藏应用过程中的水解度或水解度变化规律。
文档编号G01N1/38GK102520117SQ20111032822
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月23日 优先权日2011年10月23日
发明者张新民, 李华兵, 胡俊, 郭拥军, 陈洪均 申请人:四川光亚聚合物化工有限公司, 西南石油大学