濁度法測定廢水中聚丙烯酰胺的含量

1、目 錄摘 要1Abstract2第一章 前 言31.1 三次采油的基本概念及大慶油田應(yīng)用的有利條件31.1.1三次采油的基本概念和類型31.1.2大慶油田進(jìn)行三次采油的有利條件31.2 幾種測定聚丙烯酰胺濃度的方法41.2.1淀粉碘化鎘方法41.2.2粘度法51.2.3沉淀法51.2.4離子色譜法( IC)51.2.5濁度法51.3 油田應(yīng)用中測量方法的選擇5第二章 實(shí)驗(yàn)部分72.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑7 2.1.1 儀器7 2.1.2 試劑72.2 實(shí)驗(yàn)原理82.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容8第三章結(jié)果與討論93. 1 反應(yīng)時(shí)間對透光率的影響93. 2 波長對透光率的影響103. 3 測試溫度對透光率的影響10

2、3. 4 礦化度對透光率的影響113.4.1 陽離子對透光率的影響錯誤！未定義書簽。3.4.2 陰離子對透光率的影響錯誤！未定義書簽。 3.4.3 不同價(jià)態(tài)離子對透光率的影響錯誤！未定義書簽。 3.4.4 相同濃度不同價(jià)態(tài)離子對透光率的影響153.5 不同相對分子質(zhì)量聚合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線153.6標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制16第四章 結(jié)論18參考文獻(xiàn)19致 謝20摘 要本論文采用次氯酸鈉氧化法（濁度法），應(yīng)用紫外分光光度計(jì)對部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）質(zhì)量濃度進(jìn)行測定，探討了聚丙烯酰胺的相對分子質(zhì)量、次氯酸鈉溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間、波長、反應(yīng)溫度、礦化度等對透光率的影響，確定了測試的最佳條件，繪制了不同條件下測

3、定HPAM 質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線；研究了不同價(jià)態(tài)陽離子及陰離子的存在對該方法產(chǎn)生的影響，并提出了解決辦法，對濁度法的實(shí)施給出了建議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法檢測的HPAM 質(zhì)量濃度范圍寬，精確度高，重現(xiàn)性好。 關(guān)鍵詞：部分水解聚丙烯酰胺；質(zhì)量濃度；濁度法；透光率；礦化度AbstractThrough using sodium hypochlorite oxidation (turbidity method), the quality concentration of some hydrolysis polyacrylamide (HPAM) were determined by the applic

4、ation of the uv spectrophotometer. relative molecular mass of polyacrylamide to and the concentration with, solution concentration of sodium hypochlorite, reaction time, reaction temperature, salinity wavelength, and the influence of light transmittance were disscussed. The optimum condition were co

5、nfirmed, and standard curve of HPAM quality concentration with different conditions were drew. The solution and the implementation of turbidity method are proposed. The experimental results show that through this method, HPAM concentration has wide the range, high precision and good repeatability. K

6、eywords: part hydrolysis PAM; quality concentration; Turbidity method; Light transmittance; salinity 第一章 前 言大慶油田自20世紀(jì)60年代以來，一直十分重視三次采油的基礎(chǔ)科學(xué)研究和現(xiàn)場試驗(yàn)。大慶油田在會戰(zhàn)初期就提出， 如果采收率提高 1% 就相當(dāng)于找到了1個(gè)玉門油田；如果提高 5% ，就相當(dāng)于找到一個(gè)克拉瑪依油田。為此，大慶油田在薩中和薩北地區(qū)開辟了三次采油提高采收率試驗(yàn)區(qū)。由于大慶原油屬于石蠟基低酸值原油,開展表面活性劑驅(qū)難度很大， 因此，20世紀(jì)80年代初，大慶油田開展了以聚合物驅(qū)為重點(diǎn)

7、的三次采油科技攻關(guān)。大慶油田聚合物驅(qū)油技術(shù)已大規(guī)模進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用，2000 年大慶油田聚合物驅(qū)原油產(chǎn)量達(dá)900 104t 以上，為大慶油田“高水平, 高效益，可持續(xù)發(fā)展”作出了突出貢獻(xiàn)。1.1 三次采油的基本概念及大慶油田應(yīng)用的有利條件1.1.1三次采油的基本概念和類型三次采油是指油田在利用天然能量進(jìn)行開采和傳統(tǒng)的用人工增補(bǔ)能量(注水、注氣) 之后，利用物理的、化學(xué)的、生物的新技術(shù)進(jìn)行尾礦采油的開發(fā)方式。這種驅(qū)油方式主要是通過注化學(xué)物質(zhì)、注蒸汽、注氣(混相) 或微生物等，從而改變驅(qū)替相和油水界面性質(zhì)或原油物理性質(zhì)。目前世界上已形成三次采油的四大技術(shù)系列，即化學(xué)驅(qū)、氣驅(qū)、熱力驅(qū)和微生物采油。其中

8、化學(xué)驅(qū)包括聚合物驅(qū)、復(fù)配的三元復(fù)合驅(qū)等；氣驅(qū)包括混相或部分混相的CO2 驅(qū)、氮?dú)怛?qū)、天然氣驅(qū)和煙道氣驅(qū)等；熱力驅(qū)包括蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐、熱水驅(qū)和火燒油層等；微生物采油包括微生物調(diào)剖或微生物驅(qū)油等。1.1.2大慶油田進(jìn)行三次采油的有利條件（1）大慶油田油層非均質(zhì)變異系數(shù)在0.160.18 之間大慶油田的油層溫度適合聚合物驅(qū)研究結(jié)果表明 ：正韻律、多段多韻律和復(fù)合韻律類型油層均適合聚合物驅(qū)，但油層滲透率變異系數(shù) V k 對聚合物驅(qū)效果影響極大。大慶油田適合聚合物驅(qū)的 2718 108t 地質(zhì)儲量的油層，滲透率變異系數(shù)在 0.16350.1718 之間，恰好處于聚合物驅(qū)提高采收率最大的范圍內(nèi)。（2）大

9、慶油田的地層水礦化度適中地層水和注入水礦化度的高低，對聚合物增粘效果影響極大。海相沉積的油田，地層水礦化度一般為幾萬毫克每升，高者甚至十多萬毫克每升。聚合物在油層中的粘度很低，起不到降低流度比的作用，因而聚合物驅(qū)效果較差。而陸相沉積的油田， 地層水礦化度一般較低，聚合物在油層中的粘度損失較小，能起到降低油水流度比的作用，因此聚合物驅(qū)效果較好。 （3）大慶油田的油層溫度適合聚合物驅(qū)研究結(jié)果表明，在油層溫度大于 65 時(shí)，聚合物就會發(fā)生嚴(yán)重的熱氧降解。大慶油田油層溫度在 45 左右，不會發(fā)生熱氧降解，因而在聚合物配注過程中，不需要除氧工藝。 從而可以大大提高聚合物驅(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。 （4）聚合物驅(qū)油技

10、術(shù)步入工業(yè)化生產(chǎn), 開創(chuàng)了三次采油新局面從1996 年起，聚合物驅(qū)油技術(shù)陸續(xù)步入工業(yè)化生產(chǎn)，到 2000 年底大慶油田已投入聚合物驅(qū)區(qū)塊共 14 個(gè)，動用面積 km2 ，地質(zhì)儲量 25 690104t ，總井?dāng)?shù) 2 368 口。2000 年聚合物驅(qū)產(chǎn)油量已達(dá) 900 104t 以上，占大慶油田當(dāng)年產(chǎn)油量的 17 % ，開創(chuàng)了中國聚合物驅(qū)三次采油的嶄新局面，成為21世紀(jì)大慶油田乃至中國石油可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)支柱。1.2 幾種測定聚丙烯酰胺濃度的方法部分水解聚丙烯酰胺(HPAM ) 的濃度測量是聚合物驅(qū)技術(shù)中的基本問題，是吸附滯留研究的關(guān)鍵手段，是礦場聚合物驅(qū)動態(tài)監(jiān)測的重要項(xiàng)目，也是 HPAM

11、分子量和水解度測量所必需的數(shù)據(jù)。因此，HPAM 濃度分析技術(shù)發(fā)展很快，國內(nèi)外均有大量文獻(xiàn)報(bào)道1- 4 。油田鹽水成分復(fù)雜，礦化度、二價(jià)陽離子含量較高，膠束驅(qū)、堿表面活性劑聚合物驅(qū)采出液為乳狀液或溶有原油而帶較深的顏色，高溫、高 pH 值條件下 HPAM 水解度明顯增大，這些因素將嚴(yán)重影響 HPAM 濃度的準(zhǔn)確分析。1.2.1淀粉碘化鎘方法Scoggin s5 和M iller6 給出了該方法的反應(yīng)機(jī)理。溴與酰胺基反應(yīng)生成溴代酰胺并水解轉(zhuǎn)化成次溴酸，過量的溴用甲酸鈉還原除去，次溴酸與淀粉碘化鎘顯色劑反應(yīng)生成藍(lán)色的三碘淀粉絡(luò)合物，然后用紫外分光光度計(jì)測量。Scoggin s 等人7 首次將淀粉碘化

12、鎘方法用于油田鹽水中 HPAM 濃度的分析，其研究結(jié)果表明。將緩沖液 pH 值調(diào)至 3. 5 可以消除樣品中大量 Cl- 的干擾，在緩沖液中加入過量的 A l3+ 能消除 Fe3+ 和 B i3+ 等高價(jià)陽離子的干擾。淀粉碘化鎘方法可以準(zhǔn)確測量含有表面活性劑和溶有原油的帶色樣品中 HPAM 的濃度，很適合巖心實(shí)驗(yàn)流出液和大批量常規(guī)樣品的分析。碘和胺對該方法有影響。淀粉碘化鎘方法反應(yīng)步驟多，手工分析操作較繁。用 F IA 技術(shù)改進(jìn)后的淀粉碘化鎘方法具有反應(yīng)靈敏、干擾因素少、精確度高和簡單快速的特點(diǎn)。1.2.2粘度法8 利用已知的一定剪切速率下的粘度和濃度關(guān)系，測出樣品的粘度，插值求出濃度。該方法

13、要求粘度的變化正比于 HPAM 濃度變化，僅能用于已知組份的體系。溫度、離子強(qiáng)度、剪切速率、HPAM 的分子量、水解度和分子量分布的變化都影響 HPAM 溶液的粘度。該方法的應(yīng)用受到嚴(yán)重限制。1.2.3沉淀法9 用甲醇、丙酮或異丙醇等 HPAM 的非溶劑緩慢地使 HPAM 從溶液中沉淀，經(jīng)過濾分離、真空干燥、稱量后，測出 HPAM 的含量。該方法相當(dāng)費(fèi)時(shí)，僅在 HPAM 濃度很高時(shí)使用。樣品中所含的鹽或表面活性劑應(yīng)在分析前用滲析的方法除去。1.2.4離子色譜法( IC) 10利用離子色譜測量 Na+ 含量從而求出水溶液中 HPAM 的濃度。該方法僅在 Na+ 含量和羧基含量相等時(shí)才能應(yīng)用。1.

14、2.5濁度法常用Hyamine 1622 (季銨鹽) 或次氯酸鈉溶液與 HPAM 反應(yīng)，生成不溶于水、懸浮在溶液中的化合物， 然后用濁度計(jì)或分光光度計(jì)測量。A llison 等人11和 W imberly 等人12用Hyamine 1622 作沉淀劑測量 HPAM， 水的礦化度、鐵離子、甲醛和 HPAM 的分子量不影響測定結(jié)果， 在有 3% 檸檬酸鈉存在時(shí)濃度小于 200mg/l 的陰離子表面活性劑不產(chǎn)生干擾。 Kuehne 等人13用次氯酸鈉溶液作沉淀劑，用丁醇萃取分離陰離子表面活性劑以消除其干擾作用， 這一萃取步驟增大了實(shí)驗(yàn)誤差。李學(xué)軍等人14-18研究了次氯酸鈉溶液作沉淀劑、有醋酸存在時(shí)

15、在 470 nm 處測吸光度的濁度法。K+ 、Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 等陽離子和某些酸根離子對測定結(jié)果沒有影響。在標(biāo)準(zhǔn)液中加入等量的三價(jià)離子，才能消除被測樣品中三價(jià)離子的干擾。但是, HPAM 與次氯酸鈉、醋酸的比例不同，產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)曲線也不同，在測量未知樣品時(shí)難以保證試液的加入量與所用標(biāo)準(zhǔn)曲線的要求一致。陳立仁等人用新潔爾滅替代 Hyamine 1622 作沉淀劑，建立了流動注射分析法，每小時(shí)可分析 60 個(gè)樣品，重復(fù)性好, 在 30- 200 mg /L 濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，但未報(bào)道干擾因素。濁度法所需樣品量重金屬離子和陰離子表面活性劑干擾測量結(jié)果，影響了該方法的應(yīng)用。 1.3 油

16、田應(yīng)用中測量方法的選擇以上討論了五類測量 HPAM 濃度的方法。除了沉淀法之外，所有方法都要受 HPAM 水解度變化的影響， 用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的 HPAM 的水解度應(yīng)和待測水溶液中 HPAM 的水解度相同。在這幾種常用方法中粘度法可用于礦場高濃度 HPAM 注入液的常規(guī)質(zhì)量監(jiān)測，有快速簡便的特點(diǎn)。淀粉碘化鎘方法， 特別是采用 F IA 技術(shù)的淀粉碘化鎘方法， 不受礦化度、高價(jià)陽離子和表面活性劑的影響，也能用于礦場采出液中 HPAM 濃度的測量。在進(jìn)行大批量樣品分析時(shí)，該方法分析速度快，重復(fù)性好，其優(yōu)點(diǎn)是其它方法不可比擬的。濁度法具有較高的準(zhǔn)確度和較少的干擾因素，在油田有較廣泛應(yīng)用。第二章 實(shí)驗(yàn)

17、部分2.1 儀器與試劑 2.1.1 儀器 儀器名稱 型號 生產(chǎn)廠家紫外可見分光光度計(jì)T6新世紀(jì)北京普析通用儀器公司電子天平（精確度 0.0001克）FA1604上海天平儀器廠超級恒溫槽超級恒溫器加熱磁力攪拌器超聲波清洗器SYC-15BCS 501型EMS-9AAS系列南京桑力電子設(shè)備廠重慶實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司天津歐諾儀器儀表有限公司天津奧特賽恩斯儀器有限公司 2.1.2 試劑 試劑名稱 純度 生產(chǎn)廠家聚丙烯酰胺 分析純天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司冰醋酸次氯酸鈉 分析純 分析純哈爾濱市新春化工廠哈爾濱市新春化工廠硫酸鈉碳酸氫鈉硫酸鎂硫酸鋁氯化鈉硫酸鉀 分析純 分析純 分析純 分析純 分析純 分析純天

18、津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠廣東汕頭市西隴化工廠廣東汕頭市西隴化工廠廣東汕頭市西隴化工廠廣東汕頭市西隴化工廠廣東汕頭市西隴化工廠2.2 實(shí)驗(yàn)原理冰醋酸與次氯酸鈉反應(yīng)生成 Cl2 , Cl2 再與 HPAM 反應(yīng)生成不溶性的氯酸胺使溶液渾濁. 在一定條件下,其濁度值與HPAM 的質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，它可由分光光度計(jì)或濁度計(jì)來測定。從預(yù)先繪制的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出,或由回歸直線方程計(jì)算出所測的 HPAM 的質(zhì)量濃度。反應(yīng)式為NaClO + CH3COOH Cl2 + CH3COONa O O R-C-NH2 + Cl2 R-C-NHCl + HCl2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2.3.1藥品配制(1) 因?yàn)榫郾０?/p>

19、粘性很大所以在配制時(shí)需要十分細(xì)心，用電子天平稱量 0.15g 左右聚丙烯酰胺與小燒杯中，配制時(shí)細(xì)心磕入帶有攪拌子的反應(yīng)器中，攪拌速度調(diào)至最大，但要保證水溶液不會濺出反應(yīng)容器外以免造成損失而造成不必要的誤差。 （2）對于冰醋酸溶液的配制可用移液管量取一定量（71mL）于 250mL 的容量瓶中搖勻備用；而對于次氯酸鈉溶液的配制因其最佳放置時(shí)間不能太長，需要少于十四天，所以為避免造成更大誤差一般無意外則多是現(xiàn)配現(xiàn)用。 （3）在配制其余藥品氯化鈉、硫酸鈉、碳酸氫鈉，硫酸鉀，硫酸鎂，硫酸鎂，硫酸鋁等時(shí)均需要用小燒杯于少量水中先溶之后再用聚丙烯酰胺母液溶放置一定時(shí)間后備用。 2.3.2反應(yīng)過程用移液管移

20、取適量 HPAM 溶液于 50 mL 的容量瓶中，然后按實(shí)驗(yàn)要求的藥劑配比、反應(yīng)溫度加入 5 mol/ L 的冰醋酸溶液，輕輕搖勻，靜止 12 min 后再按配比加入 3 % 的次氯酸鈉溶液并搖勻。 約反應(yīng) 15min 后有沉淀生成，反應(yīng)完成時(shí)溶液會產(chǎn)生混濁。用紫外可見分光光度計(jì)，在波長 350nm 處，1cm 比色皿中按質(zhì)量濃度由小到大的順序測聚丙烯酰胺反應(yīng)溶液的透光率，空白（清水或者礦化水加等量等濃度的冰醋酸溶液和等量等濃度的次氯酸鈉溶液）溶液作參比。其中高濃度的 HPAM 溶液渾濁度高, 低濃度的渾濁度低，即不同濃度聚丙烯酰胺溶液的透光率不同。 第三章 結(jié)果與討論3. 1 反應(yīng)時(shí)間對透光

21、率的影響 為了確定反應(yīng)時(shí)間，指從加入次氯酸鈉開始直至測定透光率數(shù)值之間的時(shí)間差與透光率的關(guān)系，在不改變其他即聚丙烯酰胺的分子量、反應(yīng)溫度、使用波長、配制溶液的礦化度測定條件情況下， 對質(zhì)量濃度為 108mgL 的聚丙烯酰胺溶液，按體積比 V HPAM V CH3COOH V NaClO = 1 2 2 進(jìn)行測試，如圖3-1 所示。 圖3-1 透光率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線 由圖3-1 可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，生成氯酸胺沉淀的量逐漸增加，所以透光率不斷減小。且不同濃度次氯酸鈉對反應(yīng)影響不同，1.3% NaClO 溶液在 30min 時(shí)吸收最大；2%的在 25min 時(shí)最大；3% 的溶液在 15 m

22、in 時(shí)最大；5% 的在 10min 時(shí)最大，而相比之下 5%的所需時(shí)間最短，但透光率太小，綜合各條件后本實(shí)驗(yàn)選 3% NaClO 溶液為最佳條件。最佳時(shí)間即 15min。3. 2 波長對透光率的影響為確定反應(yīng)波長與透光率的關(guān)系，在保持測定時(shí)間為 15min、次氯酸鈉最佳濃度為 3%、反應(yīng)溫度、聚丙烯酰胺的分子量、溶液的礦化度等條件不變的情況下，在不同的測試波長下按反應(yīng)藥品體積比為 V HPAM V CH3COOH V NaClO = 1 22 進(jìn)行測試，結(jié)果見圖3-2 所示。 圖3-2 透光率隨波長變化的關(guān)系曲線 由圖3-2 可知，隨著波長的增大透光率的值隨之減小，當(dāng)波長為 350 nm 時(shí)

23、反應(yīng)體系透光率最小即吸收最大，隨波長繼續(xù)增大透光率值呈上升趨勢.。 由此可知最大吸收出現(xiàn) 350nm 處，因此采用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測試時(shí)的最佳波長為 350 nm。3. 3 測試溫度對透光率的影響為確定反應(yīng)溫度與透光率的關(guān)系， 在聚丙烯酰胺的確定分子量為 500萬、反應(yīng)時(shí)間為15min、最佳波長 350nm、及溶液礦化度等測定條件情況下， 對質(zhì)量濃度為 54 、81mg/ L 的聚丙烯酰胺溶液，按體積比 V HPAM V CH3COOH V NaClO =12 2 在不同溫度下進(jìn)行測試，結(jié)果見圖3-3 所示。 圖3-3 透光率隨溫度變化的關(guān)系曲線由圖 3-3 可知，隨溫度的升高，透光率的值呈

24、逐漸下降的趨勢，當(dāng)溫度上升到約 22 時(shí)，透光率趨于穩(wěn)定；隨溫度繼續(xù)升高至 25 左右，透光率的值又開始上升。 因此在 2025 之間進(jìn)行測試時(shí)，透光率值基本不受溫度的影響。可見濁度法具有較好的精確性。3. 4 礦化度對透光率的影響在油田注入、采出液中都具有一定的礦化度，主要含有一、二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子及某些陰離子，這些離子對透光率都有一定的影響。經(jīng)調(diào)研得知大慶水礦化度約為 3000-5000mg/L，所以本實(shí)驗(yàn)分別測定了總礦化度含量均為 4500mg/L 的 硫酸鋁、氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、硫酸鎂的聚丙烯酰胺溶液以及不同陰陽離子對透光率值的影響，并均按藥劑體積配比為 1 2 2 ， H

25、PAM 的質(zhì)量濃度分別為 0、27、54、81、108、135、150mg/ L 進(jìn)行測試。3.4.1礦化度對透光率的影響針對大慶油田地層水中所含礦化度范圍確定了總礦化度為 4500mg/L 后對含 Al2(SO4)3 、NaCl、NaHCO3、Na2SO4 、MgSO4的 HPAM進(jìn)行測定，用 2mL 移液管準(zhǔn)確移取 2mL 的 HPAM 溶液于容量瓶中，再加入 4mL 的 5mol/ L 醋酸溶液，輕輕搖勻，靜止 12min 后再加入 4mL 的 3 % 的 NaClO 溶液并搖勻； 15min 后進(jìn)行測樣，用空白溶液（2mL 清水配制的 HPAM， 4mL 的 5mol/ L 醋酸溶液

26、4mL 的 3 %的 NaClO 溶液）做參比。結(jié)果如圖3-4 所示。圖3-4 總離子濃度與透光率的關(guān)系曲線由圖3-4可知在水溶液的礦化度在 2300-4000mg/L 范圍內(nèi)時(shí)對透光率影響最小，而根據(jù)大慶油田水礦化度的范圍（3000-5000mg/L）本實(shí)驗(yàn)將總水溶液的總離子礦化度調(diào)整為 4500mg/L，所以對于大慶油田水使用濁度法時(shí)有一定限制。3.4.2陽離子對透光率的影響 為了研究具體每種組分對透光率的影響分別配制陽離子不相同陰離子相同的 Al2(SO4)3、MgSO4、Na2SO4、K2SO4 溶液，濃度分別為 1740、4600、1500、1500mg/l的HPAM ，并按藥劑體積

27、比為 V HPAM V CH3COOH V NaClO= 1 2 2 在 HPAM 的質(zhì)量濃度為 0、27、54、81、108、135、150mg/ L 時(shí)進(jìn)行測試,結(jié)果如圖3-5 所示。圖3-5 不同陽離子對透光率的影響曲線圖3-5 可知不同一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)金屬陽離子在陰離子相同的情況下對透光率的值的影響趨勢相同，影響聚丙烯酰胺濃度的因素包括聚丙烯酰胺的水解程度和反應(yīng)程度，對于此過程在水解程度相同的情況下只有反應(yīng)程度會影響透光率大小。 3.4.3陰離子對透光率的影響保證陽離子相同的情況下配制陰離子不同的 NaCl、NaHCO3、Na2SO4 含量分別為 2250 、2250 、1500mg/

28、 L 的聚丙烯酰胺溶液 HPAM 濃度為分別 0、27、54、81、108、135、150mg/ L，操作如上，結(jié)果如圖3-6 所示。 圖3-6 不同陰離子對透光率的影響曲線 由圖3-6可知不同陰離子對 HPAM 溶液透光率的影響趨勢相同，當(dāng) HPAM 溶液水解程度一定并相同時(shí)對其影響較大的是反應(yīng)程度即不同價(jià)態(tài)陰離子（一價(jià)和二價(jià)）對透光率的影響趨勢隨 HPAM 溶液濃度的增大而減小。 3.4.4不同價(jià)態(tài)離子對透光率的影響保證陰離子相同的情況下配制陽離子不同的含 Al2(SO4)3、MgSO4、Na2SO4 分別為 1740、4600、1500mg/ 的 HPAM 的質(zhì)量濃度為分別 0、27、5

29、4、81、108、135、150mg/ L 的標(biāo)液，操作如上，結(jié)果如圖3-7 所示。圖3-7 不同價(jià)態(tài)離子影響的關(guān)系曲線由圖3-7可看出在三種離子不同的情況下影響趨勢相似但三價(jià)離子對透光率的影響程度又區(qū)別于一價(jià)及二價(jià)離子，影響原因包括兩方面聚丙烯酰胺的水解程度和反應(yīng)程度，因而在雙層作用下三價(jià)鋁離子所在線下降趨勢更大，即隨 HPAM 濃度的增大鋁離子線透光率降低的更快。3.5 不同相對分子質(zhì)量聚合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線根據(jù)聚丙烯酰胺的固含量，將 HPAM- 300萬、HPAM- 500萬、HPAM- 1000萬聚合物干粉配制成質(zhì)量濃度為 150ppm 母液，用蒸餾水分別將其稀釋成 54、108、135 m

30、g/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用濁度法進(jìn)行測試，在紫外分光光度計(jì)上測定透光率值，得到不同相對分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)曲線由圖3-8 所示。 圖3-8 透光率隨不同分子量變化的關(guān)系圖3-8可知， 在相同的測試條件下，聚丙烯酰胺的質(zhì)量濃度隨著聚合物相對分子質(zhì)量升高透光率值也隨之增大。部分水解聚丙烯酰胺屬線型高分子直鏈?zhǔn)交衔铮?聚丙烯酰胺相對分子質(zhì)量高， 直鏈上酰胺基數(shù)目多， 濁度法反應(yīng)的透光率增大。所以建議選用與實(shí)測水樣中聚丙烯酰胺相近的聚合物干粉標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測量。同時(shí)從圖中可看出對不同分子量 HPAM 其變化規(guī)律相同即濁度法的重現(xiàn)性較好。3.6標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)確定的反應(yīng)條件對不同 HPA

31、M 試樣，按不同的藥劑體積配比進(jìn)行測試，由圖可知，HPAM與藥劑(CH3 COOH 和 NaClO) 的體積配比對測試結(jié)果有較大影響。 測試時(shí)采用的體積配比不同，標(biāo)準(zhǔn)曲線中的直線部分對應(yīng)的 HPAM 的濃度范圍也不同如圖3-9 所示。 圖3-9 標(biāo)準(zhǔn)曲線 HPAM 的質(zhì)量濃度與透光率的關(guān)系當(dāng) HPAM、CH3COOH 和 NaClO 溶液的體積配比為 1 1 1 可知呈直線關(guān)系的 HPAM 的質(zhì)量濃度范圍為 2745mg/ L ；體積配比為 1 2 2 時(shí)如圖3-11 可知 呈直線關(guān)系的 HPAM 的質(zhì)量濃度范圍為 2060 mg/ L 。標(biāo)準(zhǔn)曲線是為測試未知試樣的 HPAM 而繪制的，對 H

32、PAM、CH3COOH 和 NaClO 溶液的體積配比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即可在較寬質(zhì)量濃度范圍內(nèi)對未知 HPAM 含量的試樣進(jìn)行檢測。由圖可知體積比為 1 2 2 時(shí)線性范圍較寬所以選其為最佳標(biāo)準(zhǔn)曲線繼續(xù)做不同礦化度水溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制 K2SO4 含量情況分別為 0、500、750、1000、1250、1500 mg/ L 的 HPAM 溶液，然后用移液管移取 2mL 的 HPAM 溶液于 50m 的碘量瓶中，再加入 4mL 的 5mol/ L 醋酸溶液， 輕輕搖勻， 靜止 12min 后再加入 4mL 的 3% 的 NaClO 溶液并搖勻； 15min 后進(jìn)行測定以空白水樣做參比。結(jié)果如圖

33、3-10 所示。圖3-10 不同礦化度 HPAM溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線由圖3-10 可知，對于不同水質(zhì)的油田水即礦化水與非礦化水對透光率的影響有很大差別，但對于不同礦化度 HPAM 水溶液的影響趨勢基本相同，所以濁度法適用于不同地域油田水使其使用范圍廣不受地域差別限制，因而應(yīng)用范圍相對較廣。 第4章 結(jié) 論 1 濁度法中一價(jià)、二價(jià)金屬離子和硫酸酸根離子、氯離子、碳酸氫根離子的總礦化度對反應(yīng)透光率的值基本無影響，而三價(jià)離子影響最大。2 采用濁度法測定 HPAM 質(zhì)量濃度時(shí)，加入次氯酸鈉溶液時(shí)要輕輕搖勻，否則生成的沉淀小顆粒很快會聚集成大顆粒而影響測定結(jié)果。3HPAM 溶液在配制時(shí)要慢慢磕入，以防聚丙烯酰

34、胺聚集成塊（聚丙烯酰胺黏度較大），均勻攪拌約 24 小時(shí)，攪拌時(shí)間不可過長防止機(jī)械降解之后需要放置二十四小時(shí)之后再使用，以保證較好的水解效果。4通過濁度法對采出液中聚合物質(zhì)量濃度的分析及檢測，確定了其最佳檢測時(shí)間為 15 min，最佳反應(yīng)溫度為 22 左右，最佳測試波長為 350nm，最適宜的次氯酸鈉濃度為 3%。濁度法操作簡單、對 HPAM 濃度的測試范圍寬、精度高、重現(xiàn)性好。5本實(shí)驗(yàn)的影響因素主要包括聚丙烯酰胺的水解程度和反應(yīng)程度。 參考文獻(xiàn) 1 Taylo r K C et al. J Petro l Sci Eng. 1994, 12: 9- 23 2 張祥云等. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)11

35、988, 12 (1) : 28- 33 3 Taylo r K C et al. SPE 29009, 1995 4 Hendrick son E R et al. A nal Chem. 1984, 56 (3) : 354- 358 5 ScogginsM W et al. Soc Petro l Engrs J. 1979, 19 (3) : 151- 154 6 M ungan N. J Canad Petro l Techno l. 1969, 8: 45- 50 7 Hunt J A et al. Soc Petro l Engrs Reservo ir Eng. 1988, 3

36、 (3) : 835- 841 8 M aurer J J et al. J L iq Ch romatogr. 1987, 10 (1) : 83- 94 9 A llison J D et al. Soc Petro l Engrs Reservo ir Eng. 1987, 2 (2) : 184- 188 10 W imberly J W et al. A nal Ch im A cta. 1971, 56: 308- 312 11 Kuehne D L et al. Soc Petro l Engrs J. 1985, 25 (5) : 687- 692 12 李學(xué)軍. 濁度法檢測聚

37、丙烯酰胺的研究 J . 油田地面工程, 1992,11( 3) : 41 - 44. 13 關(guān)淑霞, 范洪富, 吳松等，聚丙烯酰胺質(zhì)量濃度的測定濁度法J .油學(xué)院學(xué)報(bào), 2007 , 31 (2) : 1061091 14 王志武,劉恒,高樹棠. 三次采油技術(shù)礦場應(yīng)用M . 上海:上海交通大學(xué)出版社,1995 :43 - 58. 15高樹棠,蘇樹林,楊景純,等. 聚合物驅(qū)提高石油采收率M . 北京:石油工業(yè)出版社,1996 :18 - 35. 16黃彥,畢穎麗,甄開吉. 聚丙烯酰胺在油砂中滯留量的測定J . 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)學(xué)報(bào),1997 ,7 (3) :76 - 78. 17MUNAN

38、 N. Rheology and adsorption of aqueous polymar solutionsJ . J . Can. Pel Techn , 1969 ,15 (8) :45 - 50. 18 HUNT J A , L EUNG W M , ALL ISON J D. Size2exclusion chromatography in t he measurement of concent ration and molecular weightof some EOR polymersJ . Soc. Pet . Eng. Res. Eng , 1988 ,3 (3) :835 - 841.致 謝在這次論文設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備及完成過程中我得到了很多老師和同學(xué)的幫住，尤其是楊老師和王晶師姐，在此，我要向所有幫助過我的老師和同學(xué)表達(dá)深深的敬意和感謝。其中楊麗娟老師和王晶師姐對我的幫助和關(guān)心尤為重要。每次遇到難題，我都是向老師和師姐求助他們每次都會一起與我討論并一起尋求解