聚合物提高采收率

聚合物驅(qū)是提高采收率的方法之一，但存在聚合物粘度過高的問題而影響了提高石油采收率，因此提出降低聚合物的粘度。本文通過對木質(zhì)素、聚丙烯酰胺及其驅(qū)油理論和聚合物驅(qū)油理論及其今后國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r等方面的研究，為聚合物降粘實(shí)驗(yàn)提供了有利的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論和研究意義。本文主要闡述了降低部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）的粘度的變化。通過大量的實(shí)驗(yàn)，對藥品性能的了解，對聚丙烯酰胺的驅(qū)油機(jī)理的正確理解，分析了影響聚丙烯酰胺粘度變化的影響因素。其中對于加入木質(zhì)素質(zhì)量最多的同濃度HPAM溶液，隨著時(shí)間的變化，降粘效果最好，且粘度值不為零，最后趨于一條直線；對于加入同質(zhì)量木質(zhì)素的最大濃度HPAM溶液，隨著時(shí)間的變化，降粘效果最不明顯，最后也趨于一條直線；對于同濃度HPAM、同加量木質(zhì)素與HCl溶液復(fù)配實(shí)驗(yàn)降粘效果最好。關(guān)鍵詞：聚合物驅(qū)；聚合物；采收率；木質(zhì)素；聚丙烯酰胺；降粘AbstractPolymerfloodisoneofthemethodstoimprovetherecoveryefficiency.Buttheexistingproblemthattheviscosityofpolymeristoohighaffectstheoilrecoveryefficiency,soitisposedtoreducetheviscosityofpolymer.Throughthestudyoflignin,polyacrylamide,oildisplacementtheory,polymeroildisplacementtheoryanditsthesisprovidesadvantagedbasicexperimenttheoryandthemeaningofstudyforthepolymerviscosityreductionexperiment.Thisthesismainlydescribesthechangeofthedecreasedviscosityofthepartiallyhydrolyzedpolyacrylamide,andanalyzesthefactorswhichaffectthechangeoftheviscosityofpolyacrylamidebyalargeamountofexperiments,andthelearningoftheperformanceofthepharmaceuticals,andthecorrectunderstandingoftheoildisplacementmechanismofthepolyacrylamide.Amongthem,asthechangeoftime,theHPAMsolutionofsameconcentrationthataddsthemostmassofligninhasthebesteffectoftheviscosityreduction.Andthenumberoftheviscositydoesn’tequaltandanlastittendstoastraightline.Amongthem,asthechangeoftime,theHPAMsolutionofmaximumconcentrationthataddsthesamemassofligninhasnotobviouseffectoftheviscosity,andlastthenumberalsotendstosstraightline.Amongthem,theexperimentthatcombinestheHPAMsolutionofsameconcentration,theligninofsamemasswiththeHClsolutionhasthebesteffectoftheviscosityreduction.Keywords:Polymerflood；Polymer；Recoveryefficiency；Lignin；Polyacrylamide；Viscosityreduction目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章概述1\o"CurrentDocument"第2章基礎(chǔ)理論32.1木質(zhì)素的概述3\o"CurrentDocument"2.2聚丙烯酰胺的概述6\o"CurrentDocument"2.3聚合物驅(qū)油13\o"CurrentDocument"第3章實(shí)驗(yàn)部分19\o"CurrentDocument"3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?9\o"CurrentDocument"3.2實(shí)驗(yàn)藥品19\o"CurrentDocument"3.3實(shí)驗(yàn)儀器19\o"CurrentDocument"3.4實(shí)驗(yàn)步驟19\o"CurrentDocument"3.5不同降粘劑對聚丙烯酰胺粘度的影響20結(jié)論26\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)27致謝29第1章概述我國油田主要分布在陸相沉積盆地，以河流三角洲沉積體系為主。受氣候和河道頻繁擺動的影響，儲層砂體的垂直分布和性能比海相沉積的復(fù)雜變化，泥質(zhì)含量高，泥、砂體的分布，儲層非均質(zhì)性，主要為國外石油海相沉積盆地高得多;陸生生物源材料，高粘度，高蠟。這個(gè)大陸的沉積環(huán)境和沉積源條件，提高了油田開發(fā)難度。因此，提高原油采收率已成為中國陸上石油工業(yè)持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)迫切的戰(zhàn)略任務(wù)。在提高采收率諸多方法中，認(rèn)為聚合物驅(qū)油技術(shù)的重要地位。從90年代開始，中國的主要石油領(lǐng)域已經(jīng)使用聚合物驅(qū)油技術(shù)，平均注射可增加可采儲量167t，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，采用聚合物驅(qū)油技術(shù)在2000年中國將增加原油產(chǎn)量超過10Mt以上。聚合物三采收率主要是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）。根據(jù)調(diào)查分析和預(yù)測，中國1998年的PAM對三油領(lǐng)域?yàn)?8kt消費(fèi)，2005年的PAM三的石油消費(fèi)量將達(dá)到110kt，大慶油田，油田、遼河油田生力已經(jīng)大規(guī)模使用PAM進(jìn)行三次采油。70年代初，國內(nèi)僅有4家企業(yè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺產(chǎn)品，到現(xiàn)在已有60余家。目前國內(nèi)聚丙烯酰胺生產(chǎn)不能滿足日益增長的需求，仍需要進(jìn)口。在107的范圍內(nèi)對聚丙烯酰胺分子量的國內(nèi)生產(chǎn)。大慶石油管理局介紹裝置聚丙烯酰胺生產(chǎn)從法國SNF公司，是以丙烯酰胺水溶液和碳酸鈉水解世界最大濃度，高達(dá)12x106?15x106聚丙烯酰胺分子量的生產(chǎn)，最大形成能力為52kt/a，主要應(yīng)用油田三次采油。國外主要生產(chǎn)聚丙烯酰胺的廠家有法國的SNF公司、英國的聯(lián)合膠體公司及日本的三菱公司、美國的道化學(xué)公司等。日本三菱公司的濃度的丙烯酰胺水溶液與NaOH水解；在丙烯酰胺水溶液和碳酸鈉水解濃度法國SNF公司；英國聯(lián)合膠體有限濃度的丙烯酰胺水溶液聚合過程中使用。三菱及SNF公司所生產(chǎn)的聚丙烯酰胺為陰離子型，聯(lián)合膠體公司的產(chǎn)品為非離子型。這些說明了國內(nèi)外對聚丙烯酰胺的需求量，進(jìn)而說明了聚丙烯酰胺在提高采收率中所起到的重要作用。因此，為更好的更有效的利用聚丙烯酰胺，首先要對聚合物驅(qū)油機(jī)理較為詳細(xì)的了解，正確的分析與應(yīng)用其機(jī)理，將機(jī)理正確地運(yùn)用在實(shí)際操作中，并且還要對聚合物在驅(qū)油過程中粘度對驅(qū)油效果的影響進(jìn)行分析。在石油工程領(lǐng)域，在世界范圍內(nèi)通過油井依靠天然能量開采和人工補(bǔ)充能量開采后的油藏，原油采出量平均不到原始地質(zhì)儲量的50%，即有一半左右的石油儲量殘留地下。在未發(fā)現(xiàn)既要經(jīng)濟(jì)又要豐富的石油代替物之前，要保持石油穩(wěn)定供給，不僅要在勘探上做出更大的努力，同時(shí)還要努力提高現(xiàn)有油藏的生產(chǎn)能力。隨著油井含水的增加，原油開采的經(jīng)濟(jì)效益越來越差，因此人們采用聚合物溶液驅(qū)油、化學(xué)驅(qū)、微生物驅(qū)等將其開采出來。聚合物驅(qū)是當(dāng)前一種日趨成熟的提高水驅(qū)油田的采收率的方法，其驅(qū)油機(jī)理也是當(dāng)前提高原油采收率學(xué)術(shù)與技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)問題。自從人們對聚合物驅(qū)可以提高采收率進(jìn)行研究以來，就開始了對聚合物驅(qū)的驅(qū)油機(jī)理的研究機(jī)構(gòu)，在早期的研究主要是由毛細(xì)管數(shù)和分流方程為基礎(chǔ)，利用和進(jìn)一步了解聚合物的驅(qū)油機(jī)理是降低石油的流動的水比數(shù)值模擬的方法，物理模擬，被注入的洪流，膨脹波效率的地區(qū)?？傊?，在這一時(shí)期，人們主要是在宏觀位移影響聚合物溶液的研究。聚合物驅(qū)油機(jī)理，人們的認(rèn)識是不一致的。一些人認(rèn)為，注意最后的殘余油飽和度粘性水與常規(guī)水驅(qū)是相同的；也有人認(rèn)為，不在受影響地區(qū)的殘余油飽和度，大大降低了聚合物驅(qū)，在國內(nèi)和國外，一個(gè)普遍的觀點(diǎn)是：聚合物可以提高波及效率，且不增加微觀驅(qū)油效率。事實(shí)上，我們的理解聚合物溶液驅(qū)油滲流特征的過程中，地面上還很不完善，尤其是微觀物理化學(xué)滲流，有待進(jìn)一步。聚合物驅(qū)油是我國提高原油采收率的主導(dǎo)技術(shù)，經(jīng)過較長時(shí)間的室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)，目前已經(jīng)進(jìn)入了工業(yè)化礦場應(yīng)用階段，在大慶、勝利、大港、南陽等大中型油田，均獲得了明顯增油效果。該技術(shù)對處于中、高含水期的油田開發(fā)持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，具有決定性意義和指導(dǎo)性作用，在三次采油技術(shù)中占有重要地位。雖然聚合物驅(qū)油是一種比較成熟的三次采油技術(shù)，該技術(shù)不僅可以提高8%?15%的回收率，但也存在以下問題：（1）聚合物溶液雖然有調(diào)剖作用，但不能控制高滲透層（特別是特高滲透層）；（2）聚合物驅(qū)后恢復(fù)水驅(qū)時(shí)存在指進(jìn)現(xiàn)象，含水油井產(chǎn)量迅速增加；（3）聚合物驅(qū)后地層存在很多的聚合物；（4）聚合物在地層中存在不可入孔隙體積（約5%?30%），降低聚合物驅(qū)和聚合物驅(qū)油的體積；（5）聚合物驅(qū)沒有石油能力的低界面張力產(chǎn)生的。為了解決聚合物和聚合物驅(qū)的問題，在中國三次采油技術(shù)，經(jīng)過十年的研究，已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，聚合物驅(qū)工業(yè)化應(yīng)用開始。三采油技術(shù)是復(fù)雜的，仍然是全球高科技驅(qū)油機(jī)理有待確認(rèn)，以適應(yīng)不同類型的儲層地質(zhì)條件的新方法被開發(fā)出來，專注于新技術(shù)的發(fā)展需要降低成本，有很長的路要走。降低油品損耗，最大限度的回收率，將是油田開發(fā)工作者的終身職責(zé)。本文從實(shí)驗(yàn)的角度對聚合物驅(qū)油機(jī)理進(jìn)行初步的了解。實(shí)驗(yàn)采用的部分水解聚丙烯酰為主要實(shí)驗(yàn)研究對象，對其粘度降低后變化進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)從不同木質(zhì)素加量對部分水解聚丙烯酰胺粘度的影響、從同一木質(zhì)素對不同濃度的部分水解聚丙烯酰胺粘度的影響、從與多種氧化劑的復(fù)配效果等方面進(jìn)行，較為詳細(xì)的研究了部分水解聚丙烯酰胺粘度在多種因素下的變化，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以具體的分析多種降粘劑對部分水解聚丙烯酰胺降粘效果的影響。因而，先從各個(gè)方面選取資料，對木質(zhì)素、聚丙烯酰胺等實(shí)驗(yàn)藥品進(jìn)行一定的了解，對聚合物驅(qū)油機(jī)理系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，著手進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析多種處理劑對部分聚丙烯酰胺粘度效果的影響。第2章基礎(chǔ)理論2.1木質(zhì)素的概述2.1.1木質(zhì)素性質(zhì)木質(zhì)素一種分子很大的、具有三維結(jié)構(gòu)的芳香族高聚物。有對-香豆醇、松柏醇和芥子醇脫氧氫聚合而成。因?yàn)橹参锬挲g和種類的不同，這3種組分的相對量變化也很大，所以木質(zhì)素不是一種，而是有多種。它主要存在與木質(zhì)部中，是廣泛存在于植物體中的一種天然高聚物，是一種非常豐富的可再生資源，是木質(zhì)部中各部分細(xì)胞壁，特別是次生壁的組分，填充在細(xì)胞壁的纖維素微纖絲周圍的基質(zhì)中，增加機(jī)械強(qiáng)度。它是木材的主要成分。用間苯三酚和鹽酸染色時(shí)，呈現(xiàn)鮮紅色，正常狀況下為棕色。木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在植物體和纖維素，半纖維素互相侵入，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，很難分離和提取。為了解決這個(gè)問題，人們探索用有機(jī)酸或低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑來分離紙漿與木質(zhì)素，但由于溶劑回收困難，而難以推廣。采用高沸醇溶劑（HighBoilingSolvent，簡寫HBS）法制各纖維素與木質(zhì)素的新工藝具有無污染、充分利用資源等優(yōu)點(diǎn)。使用高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，木屑，稻草或稻殼和其他植物材料蒸煮可以成功地制備了高沸醇（HBS）木質(zhì)素。高沸醇溶劑法是一種制備方法制漿新工藝，無污染，充分利用資源，與傳統(tǒng)制漿特性有本質(zhì)的區(qū)別。冷凍干燥HBS木質(zhì)素后是一個(gè)棕色的粉末，在高沸點(diǎn)的醇溶性，苯酚或堿溶液，難溶于乙醇，不溶于水。HBS木質(zhì)素的平均相對分子質(zhì)量在2000?4000和傳統(tǒng)的木質(zhì)素的分子量大小比較接近，通過提取杉木或松木木質(zhì)素和灰分含量為0.1%?0.2%，糖含量為4.10%?5.47%。HBS木質(zhì)素含糖量和灰分含量比傳統(tǒng)方法得到的木素磺酸鹽低許多，這將有利于HBS木質(zhì)素衍生物的制法和在高分子材料改性方面的應(yīng)用。用高沸醇提取的木質(zhì)素含有大量的活性基團(tuán)，具有較高的化學(xué)反應(yīng)活性，不需經(jīng)過復(fù)雜的提純過程，可以直接制備多種木質(zhì)素的衍生物。無論是十幾米、幾十米高大樹木還是風(fēng)中搖擺的蘆葦和小草，它們是以怎樣的強(qiáng)度和韌度支持著自己的身軀，這就是木質(zhì)素的功勞。以木材為例，其主要成分是：纖維素，占木材的50%左右；半纖維素，占20%左右；木質(zhì)素，占木材的20%左右；浸提物，占木材的10%左右；此比例在針葉材和闊葉材中有所不同。我們把高大的樹木比作大樓的話，那細(xì)小的纖維素和半纖維素尤如磚塊，而木質(zhì)素恰如那水泥漿，把這些磚塊粘結(jié)起來，形成了樹木的整體。由于生長周期、生長環(huán)境、生長習(xí)性等因素的不同，各類木質(zhì)素的分子量都有所不同，單元分子結(jié)構(gòu)也不同。木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)是苯基丙烷結(jié)構(gòu)：針葉材苯基的3位上含有一個(gè)甲氧基的結(jié)構(gòu)較多；闊葉材在苯基丙烷的3?5位上含有甲氧基結(jié)構(gòu)比較多；而草類木質(zhì)素的苯基上則基本不含有甲氧基，實(shí)際上這一點(diǎn)很重要的，這對我們將來在木質(zhì)素硫磺酸鹽的加工和使用上都有著具大的影響。影響木質(zhì)素硫磺酸鹽質(zhì)量的因素是它的基本結(jié)構(gòu)。在自然界中，木質(zhì)素的儲量僅次與纖維素、甲殼素，且每年都以1500億噸的速度再生。制漿造紙工業(yè)每年要從植物中分離出大約1.4億噸纖維素，同時(shí)得到5000萬噸有的木質(zhì)素副產(chǎn)品，但迄今為止，超過95%的木質(zhì)素仍以“黑液”直接排入到河或濃縮后燒掉，很少得到利用。木材、竹料、草類等植物中都含有木質(zhì)素。原生木質(zhì)素不能溶解于水中，就是說原生木質(zhì)素不具有活性功能，不能被人類生產(chǎn)活動所利用。2.1.2木質(zhì)素的提取方法制漿造紙技術(shù)距現(xiàn)在已有兩千多年的歷史，而木質(zhì)素的應(yīng)用距現(xiàn)今只有百余年的歷史，在中國的應(yīng)用也只是在50年代以后。1957年，前蘇聯(lián)政府支援我國的工業(yè)建設(shè)，派出的專家組來到我國吉林省長春一汽。在當(dāng)時(shí)的中國的經(jīng)濟(jì)還十分落后的狀況下，工業(yè)生產(chǎn)更是舉步唯艱，手工的翻砂造型工藝采用的是在當(dāng)時(shí)非常珍貴的糯米漿，蘇聯(lián)專家看到后說：“你們守著那么近的粘合劑資源基地，為什么要用這么珍貴的糧食來做粘合劑呢？”當(dāng)時(shí)的人都在問，在哪呢，哪有工業(yè)粘合劑？專家說：“在你們本省，東北第一造紙廠（解放初期國家命名的造紙廠，后期更名為石峴造紙廠）。接著有了蘇聯(lián)專家離開石峴廠建設(shè)全國第一個(gè)亞硫酸鹽制漿廢液的綜合治理利用項(xiàng)目，實(shí)際上就是將亞硫酸鹽廢液濃縮成50%固形物的濃縮液。在這之前，制漿造紙廢液一直是排放到江河湖泊的，由于把它專門做為鑄造砂型粘合劑來使用的，因此人們一直把它們叫做粘合劑，延續(xù)至今（當(dāng)?shù)厝巳绻皇菍I(yè)搞木質(zhì)素的，叫木質(zhì)素都還很陌生）。到六十年代末、七十年代初，隨著工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，石油工業(yè)和染料工業(yè)率先采用了以亞硫酸鹽木漿木質(zhì)素為原料生產(chǎn)的石油鉆井助劑和染料分散劑，替代了進(jìn)口。也是七十年代中期，木質(zhì)素磺酸鹽又做為了減水劑開始應(yīng)用與混凝土領(lǐng)域。制漿方法大體可分為：機(jī)械制漿法、化學(xué)制漿法、機(jī)械化學(xué)制漿法。而機(jī)械制漿法在制漿過程中不分離木質(zhì)素，只是把木片磨碎，因此在這里不加敘述?；瘜W(xué)法制漿基本可分為堿法（石灰法、燒堿法、硫酸鹽法、氨法、預(yù)水解堿法）、亞硫酸鹽法（酸性亞硫酸鹽法、亞硫酸氫鹽法、中性亞硫酸鹽法、堿性亞硫酸法）和氯堿法，根據(jù)制漿的原料不同所采取的制漿方法也不同，在同一種制漿方法中所選擇的藥劑也不同。石灰法主要用來蒸煮草類生產(chǎn)半化學(xué)漿；燒堿法和硫酸鹽法用于各種纖維原料的蒸煮以生產(chǎn)化學(xué)漿、半化學(xué)漿；氨鹽法主要蒸煮草漿；中性鹽法（亞硫酸鈉）用來蒸煮葦漿；酸性亞硫酸鈣鹽法用來蒸煮木漿。因此，從以下方面可以具體劃分為：從pH值上看，制漿方法可分為酸性法、中性法、堿性法；從藥液的鹽基上看，有鈣、鈉、鎂、氨；從制漿原料上看，有木材、竹子、蘆葦、甘蔗渣、草；那么，又是這么多制漿方法，又是引進(jìn)這么多離子，又是這么多制漿原料，哪一種原料和方法產(chǎn)生的木質(zhì)素最好呢？這個(gè)問題我們不能一概而論。首先我們要知道的是，木質(zhì)素為什么能在那么多的領(lǐng)域應(yīng)用，人們應(yīng)用了它的什么特性？木質(zhì)素是一個(gè)有機(jī)大分子，而且它的活性極強(qiáng)，象是我們手中拿著的大面團(tuán)，可以捏個(gè)什么是什么，它有很多的活性基團(tuán)，通過這些基團(tuán)，它有絡(luò)合、聚合、鰲合等功能，可達(dá)到更完美、更廣泛的應(yīng)用。但萬變不離其中，木質(zhì)素應(yīng)用的可能首先是它必須具有的可溶性，就是必須引進(jìn)磺酸基，如果沒有磺酸基的介入，木質(zhì)素是不溶的，我們無法利用。引入磺酸基的多少，又是木質(zhì)素磺酸鹽性能的關(guān)鍵，這也是我們所說的木質(zhì)素的首要特征一分散性。木質(zhì)素磺酸鹽磺酸基的引入量不同，它的應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)然不同。再有如果我們把制漿造紙溶出的木質(zhì)素不做任何深加工，直接干燥成粉劑稱為一級木質(zhì)素產(chǎn)品的話，應(yīng)該說是亞硫酸鹽木漿木質(zhì)素為最佳，因?yàn)樗鲜亲詈玫?，而且它是全化學(xué)漿，就是說它的磺化度最高、最徹底，它的水溶液紅亮透明。堿法漿一級產(chǎn)物沒有磺酸基，只是溶解在堿性溶液中，與中性以下即不溶解，在這里不多說。蘆葦和草類植物一般采用亞硫酸鎂鹽法或中性鹽（亞硫酸鈉），產(chǎn)生的木質(zhì)素同樣也稱為木質(zhì)素磺酸鎂、木質(zhì)素磺酸鈉，但由于它有先天不足（單元結(jié)構(gòu)的不同）和后天的“營養(yǎng)不良”（半化學(xué)漿法），所以說它的一次產(chǎn)品在分散性上與亞硫酸鹽木漿木質(zhì)素是沒法比的。2.1.3木質(zhì)素的化學(xué)改性方法及應(yīng)用制漿造紙廢液中含有大量的木質(zhì)素，如不加以回收利用，隨黑液直接排入納污水體，不僅浪費(fèi)資源，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染危害。從造紙黑液回收的木質(zhì)素，具有良好的理化特性，是一種重要的基本工業(yè)原料，越來越多的環(huán)境科技工作者投入了針對木質(zhì)素應(yīng)用開展的技術(shù)研究。木質(zhì)素分子中缺乏強(qiáng)親水性官能團(tuán)，同時(shí)可發(fā)生反應(yīng)的高活性位置不足，故其水溶性和化學(xué)反應(yīng)性能不良限制廢舊木材和實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用范圍。通過物理化學(xué)的改性方法，在木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中引入高活性基團(tuán)，優(yōu)化木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)性能，提高其產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值，己經(jīng)成為木質(zhì)素利用研究關(guān)注的焦點(diǎn)。制漿造紙廢液回收的木質(zhì)素的化學(xué)改性方法，包括磺化、接枝共聚、縮合、氧化和脫甲基化等研究進(jìn)行綜述分析，以推動木質(zhì)素應(yīng)用的改性方法研究和工業(yè)木質(zhì)素的應(yīng)用發(fā)展。其方法有：磺化改性，接枝改性，聚合改性，木質(zhì)素氧化氨解改性，其他改性方法。可自然再生的木質(zhì)素是一種無儲量之憂的資源物質(zhì)，作為制漿造紙工業(yè)必然發(fā)生的廢棄物，將其回收使用是解決制漿造紙工業(yè)廢液排放對環(huán)境污染的必須之路，增加基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究中的應(yīng)用，有助于解除制漿造紙排放廢液的環(huán)境污染，同時(shí)對彌補(bǔ)礦產(chǎn)資源日漸消減對社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約具有重要意義。對木質(zhì)素進(jìn)行改性，給予其某些優(yōu)良功能，提高產(chǎn)品附加值，進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用范疇，必將有效推動造紙廢液回收木質(zhì)素的運(yùn)用。近年來，在市場需求的木質(zhì)素及其改性產(chǎn)品呈逐步增加的勢頭，使木質(zhì)素綜合利用相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益已逐漸成為現(xiàn)實(shí)。因此，今后在木質(zhì)素的改性方法中加強(qiáng)新方法、新技術(shù)、新工藝的研究，開發(fā)出市場需求量大、性能好、經(jīng)濟(jì)效益好的木質(zhì)素產(chǎn)品，加速木質(zhì)素利用的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，將促進(jìn)資源的充分利用自然再生和制漿造紙廢水污染排放的基本治理。2.2聚丙烯酰胺的概述2.2.1聚丙烯酰胺的性質(zhì)聚丙烯酰胺，簡稱PAM俗稱絮凝劑或凝聚劑，可分為陽離子、陰離子型，因此聚丙烯酰胺（PAM）是陰離子、非離子和陽離子型聚合物。分子量一般在400?1800萬之間，聚丙烯酰胺的外觀為白色或略帶黃色粉末，液態(tài)為無色粘稠膠體狀，易溶于水，溫度超過120°C時(shí)易分解。無味，無腐蝕性，能溶于水而不溶于有機(jī)溶劑?？捎糜诰酆衔矧?qū)油提高采收率、聚合物降解等方面，主要用于聚合物不分散低固相水基鉆井液的絮凝劑，并兼有改善鉆井液流變性能、減少摩阻等功能。其質(zhì)量指標(biāo)為表2-1：表2-1聚丙烯酰胺的指標(biāo)項(xiàng)目_指標(biāo)膠體粉劑分子量，萬200?600300?-900有效物含量，％28.090.0游離單體含量，％21.01.0水溶性全溶全溶聚丙烯酰胺分子中具有非離子基團(tuán)（-CONH2），能與分散于溶液中的懸浮粒子吸附和架橋，有著極強(qiáng)的絮凝作用，因此廣泛用于水處理以及冶金、造紙、石油、化工、紡織、選礦等領(lǐng)域。主要用于聚合物不分散低固相水基鉆井液的絮凝劑，并兼有改善鉆井液流變性能、減少摩阻等功能。聚丙烯酰胺分為：陰離子型、陽離子型和非離子型。陰離子型主要用于生活生產(chǎn)用水，工業(yè)和城市污水處理。也適用于氧化鋁制備過程中赤泥的絮凝沉淀及泥液分離。高分子量陽離子，主要用于水懸浮絮凝沉淀和懸浮物含量、酸度和酸溶液含有有機(jī)懸濁物當(dāng)絮凝是困難的。在這種情況下，陽離子聚丙烯酰胺絮凝沉淀，能有效地顯示其卓越的性能。使用形態(tài)為0.1%?0.2%水溶液，它必須準(zhǔn)備與pH值7或更少的水，比賽結(jié)束后成稀溶液容易水解。應(yīng)隨配隨用或在當(dāng)天用完，不宜長時(shí)間存放。應(yīng)貯于干燥通風(fēng)庫房，嚴(yán)防潮濕雨淋。桶裝膠體切勿甩打和倒置。其優(yōu)點(diǎn)：PAM用作污水處理，對水中有機(jī)物去除效率高，用量少，沉降速度快，制水成本低，是其它絮凝劑無法替代的產(chǎn)品。特性：聚丙烯酰胺，別名PAM，是一種玻璃狀固體，容易吸水，是重要的水溶性聚合物，而且兼具絮凝性、增稠性、剪切性、降阻性。聚丙烯酰胺溶于水，也溶于酸胺乙二醇、甘油和胺等有機(jī)溶劑。長期受熱分解，分解溫度在120°C以上，在無氧條件下，210C碳化為黑色粉末。2.2.2聚丙烯酰胺的用途1.污水處理在使用鋁鹽、鐵和其他無機(jī)凝聚劑和絮凝劑在廢水處理系統(tǒng)，如需要處理的水量比澄清池容量或由于其他因素，水浮動絮狀物太遲，只是增加外結(jié)算和0.1?2mg/L的PAM凝結(jié)，可以明顯改善沉降的效果。而且，處理后水的COD和色度指標(biāo)有所改善。重要的是，要注意到無機(jī)混凝劑或絮凝劑使用必須與本產(chǎn)品具有良好的適用性。污泥濃縮使用0.3?2mg/L可以減少污垢和水在生化池和污泥濃縮池比列，提高了生化池和利用污泥濃度池。污泥濃度可提高3?10g/L到30?100g/L，顯著降低了下一步的污泥脫水污泥體積，提高了污泥脫水設(shè)備和人員的效率。污泥脫水在不同濃度的PAM應(yīng)當(dāng)用于污泥脫水干燥起來°PAM的過程中的污泥脫水的類型和添加量和脫水后泥餅干燥程度取決于類型的污泥和不同，我們必須測試各種型號的聚丙烯酰胺產(chǎn)品和選擇。聚丙烯酰胺（PAM）是一種線型水溶性高分子，是水溶性高分子化合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一，而且兼具絮凝性、增稠性、剪切性、降阻性、分散型等重要性能。用來提高水處理過程中沉降、澄清、過濾、離心等工藝的效率。而在選礦、洗煤、冶金、化工、造紙、紡織、制糖、醫(yī)藥、環(huán)保、建材、農(nóng)戶生產(chǎn)等部門都有廣泛應(yīng)使用。非離子聚丙烯酰胺的主要用途：污水處理劑：當(dāng)懸浮性污水顯酸性時(shí)，采用非離子聚丙烯酰胺作絮凝劑較為合適。這是PAM吸附橋接作用，使懸浮粒子產(chǎn)生絮凝沉淀，實(shí)現(xiàn)污水處理的目的。也可以用于凈化自來水，尤其是和無機(jī)絮凝劑,在水處理效果最好。紡織印染助劑：添加一些化學(xué)物質(zhì)可以匹配到化學(xué)材料，用于紡織上漿。防沙固沙：將非離子聚丙烯酰胺溶成0.3%濃度加入交聯(lián)劑，噴灑在沙漠上可起到防沙固沙的作用。土壤保濕劑：用作土壤保濕劑和各種改性聚丙烯酰胺的基礎(chǔ)原料。陽離子聚丙烯酰胺的主要用途：污泥脫水：根據(jù)污水的性質(zhì)可以選擇相應(yīng)數(shù)量的本產(chǎn)品，可有效在污泥進(jìn)入壓濾之前進(jìn)行重力污泥脫水。脫水，產(chǎn)生絮凝物，不粘濾布，當(dāng)過濾器不是僑民，減少用量，脫水效率高，泥餅含水率低于80%。污水和有機(jī)廢水的處理：本產(chǎn)品具有在酸性或堿性介質(zhì)中的陽離子，使懸浮顆粒的污水絮凝污水的負(fù)電荷，澄清是很有效的，如酒精廢水，啤酒廢水，味精廢水，制糖廢水，肉菜廠污水廠廢水，飲料，紡織印染廢水，與陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺，非離子聚丙烯酰胺或無機(jī)鹽效果的幾倍或幾十倍，因?yàn)檫@類廢水一般帶負(fù)電荷的。自來水廠水處理絮凝劑：該產(chǎn)品具有用量少，效果好，成本低等特點(diǎn)，和無機(jī)絮凝劑復(fù)配使用效果更好。造紙助劑：陽離子PAM紙張?jiān)鰪?qiáng)劑是一種含氨基甲?；乃苄躁栯x子聚合物，具有增強(qiáng)，保留，排水等功能，能有效地提高紙張的強(qiáng)度。同時(shí)該產(chǎn)品是一種高效分散劑。油田化學(xué)品：如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑品等。陰離子聚丙烯酰胺的主要用途：工業(yè)廢水處理：對于懸浮顆粒，較出、濃度高、粒子帶陽電荷，水的pH值為中性或堿性的污水，鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。飲用水處理：我國很多自來水廠的水源來自江河，泥沙及礦物質(zhì)含量高，比較渾濁，雖經(jīng)過沉淀過濾，仍不能達(dá)到要求，需要投加絮凝劑，投加量是無機(jī)絮凝劑的1/50，但效果是無機(jī)絮凝劑的幾倍，對于有機(jī)物污染嚴(yán)重的江河水可采用無機(jī)絮凝劑和我公司的陽離子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。淀粉廠及酒精廠的流失淀粉酒糟的回收：現(xiàn)在很多淀粉廠的廢水內(nèi)含淀粉很多，現(xiàn)投加陰離子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后將沉淀物經(jīng)壓濾機(jī)壓濾變成餅狀，可作飼料，酒精廠的酒精也可采用陰離子聚丙烯酰胺脫水，壓濾進(jìn)行回收。2.2.3聚丙烯酰胺的驅(qū)油機(jī)理驅(qū)替機(jī)理聚丙烯酰胺水溶液驅(qū)油劑稱為冷凝水驅(qū)或增稠水驅(qū)。驅(qū)油機(jī)理主要是通過注入水油流度比，注入水指法，達(dá)到活塞位移，為了提高掃描索引的油，從而提高油層的采收率。水油流度比是指在儲層流動的水是流動的除油，即：M=（K/^）/（K/^）=X/人（2-1）式中M——水與油的流度比；K——水的相對滲透率；R可—水的粘度；K——油的相對滲透率；^°——油的粘度；"——水的流動度（即流度）；人w一油的流動度。聚丙烯酰胺是通過增加PW和減少來減少Kw水的流度，因此減少水油流度比。增加pw主要因?yàn)榫郾０肥撬钚愿叻肿?，而且分子最大，重?fù)鏈節(jié)多，如分子量為wX106的聚丙烯酰胺的鏈節(jié)數(shù)有70422個(gè)，鏈節(jié)中有親水基團(tuán)，如-COONa，在水溶劑中的聚合物分子，形成外部溶劑膜，增加摩擦力的相對運(yùn)動，而在水中的親水性基團(tuán)的解離，產(chǎn)生許多收取相同的符號鏈接，這些鏈接是相互排斥的，聚合物分子更舒展，具有良好的增稠能力。減少Kw主要是由于聚合物在巖石孔隙結(jié)構(gòu)中的滯留。滯留有兩種形式，一種形式是吸附，吸附是指通過彌散力、氫鍵等作用力是而濃緊在巖石孔隙結(jié)構(gòu)表面上的現(xiàn)象。另一種形式是捕集，捕集是指半徑小于空隙喉道半徑的無規(guī)線團(tuán)通過“架橋”而留在喉道外的現(xiàn)象。聚合物分子雖被捕集不同于物理堵塞，在聚合物分子的無規(guī)線團(tuán)或其交聯(lián)體的半徑大于孔隙的喉道半徑時(shí)發(fā)生物理堵塞。物理堵塞后，水就不能從喉道通過。由于在孔隙聚合物分子量的增加，孔隙流體的流動阻力增加，所以Kw減少。聚丙烯酰胺溶液屬高分子溶液，具有空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有系統(tǒng)粘度，由于高分子溶液流速加大時(shí)損壞了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而使粘度降低，故高分子溶液的流型不屬于牛頓流體而屬于假塑性流體，這種性質(zhì)對注增粘水驅(qū)動地層油是有益的。因?yàn)樵谟蛯幼⒃稣乘畷r(shí)，在井筒中由于流速很大，剪切力大，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拆散，系統(tǒng)粘度消失，有利于降低管內(nèi)流動阻力，到地層后，流速降低，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)恢復(fù)，粘度增加，這樣可以使注入劑與地層油的流度比更加相等于1，相等于活塞式驅(qū)替，使注入劑的波及系數(shù)增大，可以提高采收率。聚丙烯酰胺在水中容易水解，通常被稱為部分水解聚丙烯酰胺。部分水解聚丙烯酰胺具有選擇性堵水，因?yàn)樗乃芤嚎梢允紫冗M(jìn)入水層（因?yàn)樗畬拥暮柡投雀撸瑢λ臐B透率高），-CONH2、-COOH部分水解聚丙烯酰胺在巖石表面的附著是通過氫鍵結(jié)合，而不附著部分留在空間引起出水層的堵塞，進(jìn)入油層的部分水解聚丙烯酰胺，由于砂巖表面被油所覆蓋，所以油層不發(fā)生吸附，所以不堵塞油層。還有在油水共同通過一孔道的情況下，也能是堵水不堵油，因?yàn)椴糠炙饩郾０飞系挠H水基團(tuán)-COONa解離，鏈接是帶負(fù)電荷的靜電斥力，所以留在空間的不吸附部分向水中延伸，因此具有較大的水流動阻力，起到堵水作用，當(dāng)油通過有吸附部分水解聚丙烯酰胺的孔道時(shí)，因?yàn)樗挥H油，分子不能在油中延伸，因而對油的流動阻力很小。在堵水時(shí)，部分水解聚丙烯酰胺通常配成100?5000mg/L的溶液應(yīng)用，處理半徑一般大于12m。影響因素（1）聚丙烯酰胺在水中易水解，分子量應(yīng)該選用在1X106?107范圍內(nèi)，一般用5X105?8X106的范圍，如果分子量太大，分子間力就會太大，不易溶解，容易降解;如果分子量太小，分子間力就會太小，加上分子鏈太短，會影響結(jié)構(gòu)粘度形成和增粘效果。（2）聚丙烯酰胺中的-CONH2水解成-COOH和-COONa的百分?jǐn)?shù)叫水解度。一般情況下水解聚丙烯酰胺的水解度應(yīng)在0.1%?70%的范圍，一般在1%?45%的范圍，最好在5%?30%的范圍內(nèi)。水解度越大，聚合物的-COO-越多，有利于增粘并降低吸附，但不利于聚合物的化學(xué)穩(wěn)定性；相反，水解度太小-CONH2更多，雖有利于聚合物的化學(xué)穩(wěn)定性，但-CONH2易吸附在地層表面，使吸附量大大增加，這是不利的。（3）為了減少聚丙烯酰胺溶液氧化降解，必須首先添加亞硫酸鈉除氧，水中的氧含量可降低到低于1mg/L。（4）水的礦化度對聚丙烯酰胺溶液影響較大，礦化度增加，鹽中的陽離子可在-COO-更接近的距離中和它的電性，使部分水解聚丙烯酰胺鏈的減少之間的靜電斥力，卷曲度增加，降低制備的溶液的增稠能力，水的鹽度低于5000mg/L。（5）控制酸堿度即pH值，pH不能過小，過小有利于-COO-與H+結(jié)合成-COOH，還可以減少鏈節(jié)間的靜電斥力而降低增粘能力，實(shí)驗(yàn)中，pH不能小于7。（6）為了減少在油面被聚丙烯酰胺的吸附，可用低分子量的部分水解聚丙烯酰胺水溶液做前置液，讓它先吸附在地層表面，從而減少后來注入的高分子量的增粘能力好的部分水解聚丙烯酰胺的吸附，也能達(dá)到較好的驅(qū)油效果。2.2.4聚丙烯酰胺的溶解工藝及應(yīng)用聚丙烯酰胺在使用以前均需要將固體聚丙烯酰胺配制成0.1?0.5%的備液，投加時(shí)需要進(jìn)行稀釋或水力輸送，0.5%的備用溶液的儲存期為一周，0.1%的備用溶液的儲存期為三天，配制溶液時(shí)應(yīng)該注意以下事項(xiàng)：（1）溶解時(shí)的溫度，溶解聚丙烯酰胺需要有一定的溫度，便于加快溶解速度，但如果溫度太高了聚合物的分子鏈就會斷裂，使用效果將會降低，溶解溫度應(yīng)該在50?60°C的范圍內(nèi)。（2）攪拌時(shí)應(yīng)該注意的條件。聚丙烯酰胺的溶解應(yīng)避免強(qiáng)大剪切力使分子鏈斷裂，從而降低使用效果。要采用低速漿葉攪拌，如錨，框架式，多層漿式等。60轉(zhuǎn)的攪拌速度輸送時(shí)較適宜采用活塞泵或隔膜泵。（3）均勻分散投料。聚丙烯酰胺溶解的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是均勻的分散投料。一般先將水溶液的溫度調(diào)到30。啟動攪拌機(jī)后，最好采用機(jī)械震動篩網(wǎng)投料（篩網(wǎng)數(shù)目為10目），盡量避免產(chǎn)生“大團(tuán)塊狀”、“魚眼狀”難溶顆粒，可以使聚合物充分溶解，發(fā)揮好使用效果。（4）避免與鐵接觸。在溶解攪拌及輸送投加系統(tǒng)中，最好采用塑料、搪瓷、鋁、不銹鋼等材質(zhì)裝。聚丙烯酰胺的投加點(diǎn)選擇，對使用效果影響較大。有資料介紹，在處理高濁水時(shí)，應(yīng)先投加聚丙烯酰胺，經(jīng)充分混合后，再在投加混劑前投加聚丙烯酰胺，會導(dǎo)致對溶膠的保護(hù)。國外資料介紹，在水中懸浮物含量超過50mg/L的季節(jié)里，聚丙烯酰胺粒子絮凝劑在一級處理構(gòu)筑物之前投加較合適，當(dāng)懸浮物含量較少時(shí)，在濾池之前投加較合適，為了使混凝劑和絮凝劑的時(shí)間間隔，一般在溫度和濁度越低、水的色度越高的情況下，則混凝劑和絮凝劑投入的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)越長，還應(yīng)當(dāng)考慮到水的消毒情況，如果聚丙烯酰胺溶于水的消毒程度可能越低，可能會惡化陽離子高分子絮凝劑的工藝性質(zhì)。因?yàn)轭A(yù)測氯可能在氧化劑破壞消毒過程中的分子生物學(xué)對象使陽離子聚合物。聚丙烯酰胺加入攪拌條件對混凝絮凝效果影響較大，最佳效果，應(yīng)該在反應(yīng)池前，即初級絨絮形成時(shí)投加為好。對聚丙烯酰胺的用量，根據(jù)不同的凈化過程的特點(diǎn)及水的水質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)確定。國外有關(guān)資料介紹，高分子絮凝劑絮凝規(guī)律：（1）的高分子絮凝劑的覆蓋范圍可以當(dāng)蓋固體粒子的位置的表面時(shí)，可達(dá)到最佳狀態(tài)。（2）顆粒表面被聚合物分子過高而惡化，因?yàn)樵谶@種情況下高分子的自由末端也可以吸附在同一表面上，形成彎曲狀，相臨顆粒間的架橋結(jié)合數(shù)因而減少。（3）高溫能夠破壞聚合物的結(jié)合時(shí)，酒會發(fā)生已絮凝顆粒的散開，如果高分子絮凝劑劑量投量少于最佳投量，則架橋鍵更弱。（4）聚丙烯酰胺分散相顆粒表面上容許吸附的面積之間存在線性關(guān)系。南方某水廠認(rèn)為，對于其污染比較嚴(yán)重、污染物品種繁多、PH值和堿度陽離子型聚丙烯酰胺相對比較適合其的絮凝，陰離子型聚丙烯酰胺略微遜色，陽離子型聚丙烯酰胺則效果較差。根據(jù)絮凝理論嚴(yán)重的枯水期遠(yuǎn)水濁度比較低，水體中可供架橋的顆粒比較少，先投加液氯消毒，后投加絮凝劑，對陽離子型絮凝劑的結(jié)構(gòu)可以加混凝劑和消毒劑的水體，PH值一般不高于7.0，水體電荷傾向不明顯，陰、陽離子型的聚丙烯酰胺表現(xiàn)不出優(yōu)勢。聚丙烯酰胺在某公司供水生產(chǎn)已使用多年，多提高絮凝效果、節(jié)約磯耗、去除藻類、降低致突變性、提高水質(zhì)、應(yīng)付突發(fā)水有明顯的效果。1.提高絮凝效果，克服干旱季節(jié)絮體上浮，節(jié)約磯耗，降低水處理成本。低溫低濁，在成分相對水的濁度，有機(jī)物占較大的絮凝物和聚合鋁，松散的結(jié)構(gòu)比例，由輕，不易沉淀。投加聚丙烯酰胺0.025?0.05mg/L助凝后，由于其巨大的吸附表面積促使反應(yīng)生成的絮凝體體積增大，比重增加，沉降速度加快，沉淀池沉淀能力迅速提高，出水濁度大為降低。投聚丙烯酰胺后，5分鐘后出水剩余濁度僅為20NTU以下，同等時(shí)間內(nèi)比無投助絮凝劑的水樣出水剩余濁度降低20?30NTU，水樣由于原水有機(jī)物污染嚴(yán)重，絮體輕浮，最終濁度無法降低，將其放置1小時(shí)其剩余濁度也無明顯減少。投加聚丙烯酰胺助凝劑能節(jié)約磯耗約25%,產(chǎn)水量不升約5?10%,成本節(jié)約約24%。2.提高水質(zhì)，去除色度，去除有機(jī)物，藻類的去除，降低致突變性。因?yàn)榫郾０分Ч?，出水濁度明顯下降，而有機(jī)物濁度有極為密切的關(guān)系，根據(jù)專家相信，當(dāng)濁度降低至0.5度時(shí)，水中有機(jī)物去除率為80%，添加聚丙烯酰胺凝能有效地去除廢水水質(zhì)。色度的去除率提高了10%以上，除水有機(jī)物下降46%以上，藻類的去除率提高了16?26%。沉淀池出水的致突變性降低，從出水濁度的降低，去除了相當(dāng)部分的有機(jī)物，因此改善了出水的致突變性。聚丙烯酰胺本身基本無毒，因?yàn)樗谶M(jìn)入人體后，絕大部分在短期內(nèi)排出體外，很少被消化道吸收入，多數(shù)商品也不刺激皮膚但可能有殘余緘；當(dāng)重復(fù)、長期接觸時(shí)會有刺激性，美國食品和藥物管理局認(rèn)為，PAM和其水解體是低毒或無毒的。PAM對有毒金屬單體的毒性和夾帶的生產(chǎn)工藝。聚丙烯酰胺為神經(jīng)性致毒劑，對神經(jīng)系統(tǒng)有損傷作用，中毒后邊縣出肌體無力，運(yùn)動失調(diào)等現(xiàn)象，衛(wèi)生部門對聚丙烯酰胺殘余含量在工業(yè)產(chǎn)品聚丙烯酰胺的規(guī)定，一般為0.5%?0.05%。一般在凈水處理中的應(yīng)用，聚丙烯酰胺直接和飲用水處理時(shí)，需在0.05%以下，國際健康衛(wèi)生組織在1985年推出的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)指出：PAM中殘留AM量控制在0.05%以下，經(jīng)過處理后水中的含量將低于0.25Pg/L，符合大多數(shù)國家的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。目前歐美主要國家第一規(guī)定，飲用水處理及食品中PAM總的殘余含量低于0.05%，并控制PAM的用量。某些陽離子型聚丙烯酰胺的情況更為復(fù)雜，這是因?yàn)殛栯x子型聚丙烯酰胺引入的氨基類等基團(tuán)，其毒性往往是數(shù)十全數(shù)百倍的陽離子型，他們的慢性毒性增進(jìn)一步研究中。對應(yīng)用于飲用水處理的絮凝聚丙烯酰胺，應(yīng)使用食品級的產(chǎn)品為適合。在《給水排水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施手冊》水處理標(biāo)準(zhǔn)中，明確聚丙烯酰胺在正常使用情況下＞0.1mg/L，在經(jīng)常使用下＜0.1mg/L。在水處理工藝助凝應(yīng)用中，其使用量可取上述標(biāo)準(zhǔn)值為最大投加量，選購食品含聚丙烯酰胺產(chǎn)品，則可能保證飲用水的衛(wèi)生安全。如果使用聚丙烯酰胺絮凝劑的植物，最大劑量0.09mg/L，是廣州食品級化工部門使用，過濾水和自來水，均未發(fā)現(xiàn)有丙烯酰胺單體，故認(rèn)為僅要控制好使用產(chǎn)品的質(zhì)量和投加量，則采用聚丙烯酰胺是用水衛(wèi)生而言是安全的。近期展望，我國應(yīng)用聚丙烯酰胺類有機(jī)產(chǎn)品做水處理劑，將會隨水質(zhì)性缺水的范圍擴(kuò)大、國民對飲用水要求的提高而逐步擴(kuò)大。2000年與99年相比，用量已增約8倍，使用水廠從1家增加至6家，使用范圍有混凝、助濾、助凝。據(jù)介紹，在過濾前投加聚丙烯酰胺在經(jīng)濟(jì)上是合算的，加入聚丙烯酰胺的過濾器，可以通過過濾器，防止藻類，在事故的處理，可使濾后水水質(zhì)。那里有好的結(jié)果，在自來水廠的應(yīng)用中取得。有機(jī)產(chǎn)品聚丙烯酰胺在水處理過程中的使用，其強(qiáng)化絮凝、提高濾池過濾能力、提高水質(zhì)、增加水量、節(jié)約用水等越多的供水企業(yè)樂意接受，聚丙烯酰胺在飲用水處理領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷被研究開發(fā)，其前景樂觀。2.3聚合物驅(qū)油2.3.1聚合物驅(qū)油在國內(nèi)的發(fā)展1979年，原石油部將三次采油列為我國油田開發(fā)十大科學(xué)技術(shù)之一，進(jìn)行了技術(shù)調(diào)研，并組織與國外的技術(shù)合作，揭開了我國三次采油高速發(fā)展的序幕。1982年，對國外五個(gè)主要石油生產(chǎn)國十余種三次采油方法篩選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了綜合分析，對中國23個(gè)大石油領(lǐng)域進(jìn)行了三次采油方法粗篩選。1984年開始在大港、大慶、玉門等油田進(jìn)行聚合物驅(qū)油、表面活性劑驅(qū)油國際技術(shù)合作，為我國吸收并掌握了80年代的三個(gè)國際先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)建立在一個(gè)相對短的時(shí)間周期的情況?！逼呶濉?1986?1990)，“八五”(1990?1995)，三次采油技術(shù)被連續(xù)列為國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。按照“立足國情，著眼于三次為生產(chǎn)力的提取，加快產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”的指導(dǎo)思想，基于我們的探明氣源不足，油混相壓力高，沒有廣泛的混相驅(qū)條件，確定化學(xué)驅(qū)作為中國三大石油主要技術(shù)。首先，明確的機(jī)制、技術(shù)較簡單、成本較低的聚合物驅(qū)作為重點(diǎn)。我們必須加快該原則的實(shí)施步伐，在短短十年內(nèi)，石油已經(jīng)掌握了聚合物驅(qū)油技術(shù)，并完善配套了十大技術(shù)。即注水后期油藏精細(xì)描述技術(shù)；聚合物篩選及評價(jià)技術(shù)；合理井網(wǎng)井距優(yōu)化技術(shù)；數(shù)值模擬技術(shù)；注入井完井、分注和測試技術(shù)；聚合物驅(qū)防竄技術(shù)；注塑工藝和注塑設(shè)備國產(chǎn)化，聚合物；采出液處理及應(yīng)用技術(shù)的高溫聚合物驅(qū)油技術(shù)、應(yīng)用；技術(shù)方案設(shè)計(jì)，礦場聚合物驅(qū)油。獲得比水驅(qū)提高10%以上的好結(jié)果回收率的聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)和工業(yè)領(lǐng)域。大港港西四區(qū)聚合物驅(qū)先導(dǎo)性井組試驗(yàn)，在“七五”期間首先取得明顯增油降水作用。井組含水從90.15%下降到67%，日產(chǎn)油由4816t上升到8814t，采收率提高了10.14%，注1t聚合物增產(chǎn)原油達(dá)400t。高滲透層吸收強(qiáng)度從15m3/m下降到l0m3/m，低滲透層吸水強(qiáng)度從1m3/m上升到7m3/m，有效地?cái)U(kuò)大了注入水波及體積。大慶是我國大面積化學(xué)驅(qū)油最有利的油田。大慶在注水近30年的中區(qū)西部開展了聚合物驅(qū)油先導(dǎo)性井組試驗(yàn)。河南雙河油田，當(dāng)油層溫度72r條件下，發(fā)展了一套抗高溫聚合物驅(qū)技術(shù)，使礦場先導(dǎo)試驗(yàn)取得提高采收率81.6%的好效果，預(yù)計(jì)試驗(yàn)完成后，可提高采收率10.14%。到“八五”末，全國已進(jìn)行聚合物驅(qū)油礦場試驗(yàn)19個(gè)，均取得明顯增油降水好功效。并在六大油區(qū)的25個(gè)油田、區(qū)塊開始推廣使用，建成168x104t原油生產(chǎn)能力。1997年實(shí)際全國聚合物驅(qū)年增原油達(dá)303x104t，現(xiàn)已投入聚合物驅(qū)工業(yè)化使用的油田面積達(dá)10113k廿，動用地質(zhì)儲量2121x108t，年注入聚合物十粉2137x104t。聚合物驅(qū)已成為我國陸上老油田穩(wěn)定形成的戰(zhàn)略性重大技術(shù)，但同時(shí)是世界上規(guī)模最大，大面積增產(chǎn)效果最好的國家?！熬盼濉币褜⒕酆衔矧?qū)增產(chǎn)原油列入我國陸上原油生產(chǎn)規(guī)劃，2000年年中增產(chǎn)原油將達(dá)500?700x104t,“九五”期間五年將增產(chǎn)原油1500x104t。在“七五”攻關(guān)掌握表面活性劑驅(qū)油技術(shù)的原理上，“八五”期間按結(jié)構(gòu)工程組織了科技攻關(guān)，開發(fā)了復(fù)合驅(qū)油機(jī)理、多種化學(xué)劑間協(xié)同性與相容性、驅(qū)油劑與油田地質(zhì)條件的適應(yīng)性、復(fù)合驅(qū)數(shù)值模擬軟件拓展、合理注采關(guān)系與動態(tài)監(jiān)測、注采工藝及采出液凈化處置等技術(shù)的科研。自行設(shè)計(jì)了不同油區(qū)、不同類型的五個(gè)復(fù)合驅(qū)油先導(dǎo)性礦場試驗(yàn)策略和實(shí)施策略。1993年在勝利油區(qū)孤東油田小井距測試區(qū)測試成功。在采出程度54%（超出水驅(qū)預(yù)測最終采收率一屬油田枯竭）條件下，又提升采收率13.14%，使總采收率達(dá)到67%。大慶油區(qū)在原油基本無酸值的中區(qū)西部、杏五區(qū)進(jìn)行先導(dǎo)測試均取得比水驅(qū)最終采收率提高20%以上的好功效，是聚合物驅(qū)提高采收率的二倍左右。新疆克拉瑪依礫巖油田二中區(qū)小井距先導(dǎo)測試區(qū)，在已含水99%情況下，使中心井產(chǎn)量加大了12倍，含水已降低到83%。遼河油區(qū)興隆臺油田興28塊是具有氣頂邊水的小斷塊油田，注水開采已枯竭，進(jìn)行堿聚合物二元復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)測試，中心井日采油由619t增加到917t。1996年11月在大慶油區(qū)杏二區(qū)進(jìn)行擴(kuò)大測試，在井距200m情況下，到1997年10月止，中心井日采油由0增加到30t，含水由100%減少到50.11%，估測采收率可比水驅(qū)提高24.17%。1997年3月在北一區(qū)斷西進(jìn)行的井距250m擴(kuò)大測試，到1997年10月截止，全區(qū)日采油已由99t增加到129t，估測也將比水驅(qū)提高采收率25%。以上成就，展現(xiàn)出我國復(fù)合驅(qū)驅(qū)油技術(shù)在室內(nèi)研究、策略規(guī)劃、異同類型的油田試驗(yàn)技術(shù)的配套、現(xiàn)場測試的數(shù)量、獲取的效果等方面均在世界名列前茅。復(fù)合驅(qū)油技術(shù)將在“九五”期間進(jìn)一步擴(kuò)大工業(yè)性礦場試驗(yàn)，進(jìn)一步系統(tǒng)地完善配套技術(shù)，為2000年以后大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，大幅度提高采收率奠定基礎(chǔ)。2.3.2聚合物驅(qū)油機(jī)理同常規(guī)的注水方法相比，對于某些油藏來說，注聚合物驅(qū)油可以明顯提高原油采收率，與其他化學(xué)驅(qū)油相比，聚合物溶液驅(qū)油的機(jī)理也比較簡單，盡管如此，關(guān)于聚合物驅(qū)油的機(jī)理仍是目前研究的重點(diǎn)，下面簡單介紹聚合物驅(qū)油的機(jī)理及影響因素。聚合物驅(qū)油機(jī)理當(dāng)今采油主要是采用想往油層注入工作劑（水）的措施進(jìn)行驅(qū)油，由于油層的非均質(zhì)及水油的粘度不好，使注入水前緣不規(guī)則，地層中有些部位并未受到水的波及；此外，在水波及的領(lǐng)域，油并并未完全被驅(qū)走，一些油被殘留在孔隙中。因此，若增加原油的采收率，一方面增加注入水的波及系數(shù)；另一方面增加水波及領(lǐng)域的洗油效率，油水的流度比是作用水波及系數(shù)的主要緣故之一。油水流度比越大，采收率越低，即注入水的波及系數(shù)越小，所以，要提高采收率，減少油水流度比或提高注入水的粘度是一種有效的措施。聚合物驅(qū)就是利用聚合物增加注入水的粘度，降低油水流度比，提高波及效率，從聚合物的流變性可看出，在水中添加聚合物后，水的粘度明顯變大，同時(shí)聚合物的濃度越大，粘度也越大。除此，當(dāng)巖石表面親水時(shí)，聚合物輕易吸附在巖石表面，注入水從吸附層表面經(jīng)過時(shí)，吸附層薄膜發(fā)生膨脹，然后減少了水相的有效滲透率，當(dāng)油與吸附層觸碰時(shí)，就不會發(fā)生膨脹情況。從而在含油飽和度很低的油層內(nèi)，應(yīng)用聚合物可顯著地減少水的流動度，因此改善原油采收率。聚合物驅(qū)油的影響因素由于聚合物驅(qū)主要是采取聚合物提高注入水的粘度，減少油水流度比。所以，聚合物水溶液的粘度大小，直接作用聚合物驅(qū)的效率，是聚合物驅(qū)油的的主要作用因素。下面簡單介紹影響聚合物驅(qū)油過程中聚合物溶液粘度的作用因素：聚合物的結(jié)構(gòu)及濃度的作用。聚合物增大水的粘度，主要是因?yàn)榫酆衔锸情L鏈的高分子化合物。在水中溶解時(shí)，聚合物分子向各個(gè)方向展開，并相互纏繞，使之具有撓性。相似膠狀的特點(diǎn)。聚合物分子越大，聚合物相互纏繞的水平越大，聚合物溶液的粘度增加。水解度是作用聚合物粘度的重要緣故。水解聚丙烯酰胺一般比相應(yīng)的非水解聚丙烯酰胺的粘度高，這主要是由于水解對聚合物分子的分子鏈的電荷可以使最大限度地延長，從而增加聚合物溶液的表觀粘度。聚合物的濃度也是干擾聚合物溶液粘度的一個(gè)重要緣故。因?yàn)榫酆衔餄舛仍黾?，被溶解在水中的聚合物分子越多，分子相互糾纏的機(jī)會明顯增多，聚合物溶液的粘度提高，但這種糾纏作用同時(shí)陪伴著間剪切應(yīng)力提高，使其具有更明顯的假塑性性質(zhì)，從而溶液的粘度更易受剪切應(yīng)力的作用。聚合物濃度減小時(shí)，溶液的粘度減小，受剪切力的影響相對比較低，溶液相近于牛頓流體的特性。油藏巖石類型的作用。減少聚合物在地層中驅(qū)油功效的一個(gè)重要緣故是聚合物在巖石表面的附著。溶液中聚合物被發(fā)生吸附從而濃度降低，另外減少滲透率，增達(dá)油水的流動阻力。附著不僅與聚合物的特征相關(guān)連，還與巖石的類型和礦物構(gòu)成有關(guān)。閑置的巖石，在地層水中和巖石表面產(chǎn)生的離子也有差異，有些離子與聚合物的離子相互作用，形成沉淀物質(zhì)，也可能進(jìn)行自由基取代，使聚合物降解，聚合物溶液的粘度降低。所以，用聚合物驅(qū)油時(shí)需要考慮巖石的構(gòu)成。地層水礦化度的作用因素。地層水的礦化度加大，聚合物在巖石表面上的附著量增加，會使聚合物溶液的有效濃度降低，粘度減小，除此之外，礦化度增大，水中的離子和聚合物分子鏈上的離子之間的互斥力增大，聚合物分子延伸的能力大大減小，聚合物溶液的粘度減小。還有，礦化度的提高，使聚合物對剪切更加靈敏。注入速度的影響。聚合物的粘度因剪切的影響是較大的，重要是聚丙烯酰胺。聚合物溶液的流動速度變大，即剪切速率增大，其溶液的粘度降低越多。注入水水質(zhì)的作用因素。注入水的水質(zhì)直接干涉聚合物驅(qū)油的功效。因?yàn)樽⑷胨写嬖谝恍╇x子、氧及細(xì)菌等，這些成分對聚合物溶液的粘度有極大的影響。水中的離子可與聚合物的分子進(jìn)行自由基換取或使聚合物形成膠凝、聚結(jié)、沉淀等氧可以使聚合物在地層中開展氧化作用，形成化學(xué)降解。全部這些聚合物作用都會使聚合物的粘度降低。在水注入地層之前，一般必須進(jìn)行必要的處理。已減小上述因素對聚合物驅(qū)油效果的影響。如在水中加入除氧劑和抗氧劑等，抑制聚合物的氧化，同時(shí)會使水中的高價(jià)陽離子還原或低價(jià)的離子，減少聚合物的膠結(jié)、膠凝等。隨著溫度的增加，聚合物溶液的粘度下降很快，同時(shí)，聚合物的化學(xué)及生物降解也會增加。因此，在選聚合物驅(qū)時(shí)，必須考慮油層溫度的高低。2.3.3聚合物驅(qū)油在三次采油的發(fā)展我國油田主要分布在陸相沉積盆地，以河流三角洲沉積體系為主。因氣候和河流頻繁擺動的作用，儲油層砂體縱橫向分布與物性改變均比海相沉積繁雜，泥質(zhì)含量高，泥砂錯(cuò)亂分散，油藏非均質(zhì)性遠(yuǎn)高于主要為海相沉淀的國外油田；陸相盆地生油母質(zhì)為陸生生物，原油有蠟高、粘度高。這種陸相沉淀環(huán)境和生油條件，加大了油田生產(chǎn)難度。對25個(gè)主力油田資料的研究表明，平均水驅(qū)波及系數(shù)最大為0.1693，驅(qū)油功效0.1531，推測全國油田采收率僅34.12%，這代表著我國近百億噸探明石油地質(zhì)存量開發(fā)不出來。相反過來，它為開發(fā)三次采油提供了巨大能源條件。1988年，應(yīng)用美國能源部提高采收率潛質(zhì)模型，對我國13個(gè)油區(qū)174個(gè)油田近千個(gè)區(qū)塊進(jìn)行了三次采油潛力剖析。其結(jié)果闡述：適合聚合物驅(qū)的地質(zhì)儲量5917億噸，平均提高采收率8.17%，可增大開采儲量5119億噸；相宜表面活性劑和二元復(fù)合驅(qū)（均可視為復(fù)合驅(qū)）的地質(zhì)存量60億噸，平均提升采收率18.18%，可增加可采儲量1113億噸。這些數(shù)字展現(xiàn)出我國三次采油存在著很大的潛力。事實(shí)上，經(jīng)過這些年近30個(gè)礦場的試驗(yàn)和普及應(yīng)用，聚合物驅(qū)可提高采收率10%；復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)可提高15%?20%。這表明三次采油可大幅度增加可采儲量，并將為我國老油田穩(wěn)產(chǎn)提供條件。我國這些年所實(shí)施的每個(gè)三次采油礦場試驗(yàn)，小到不足0.1km2，大到不超過1?3km2，都要投入幾千萬元甚至幾億元資金，應(yīng)用的失敗，不僅使企業(yè)蒙受巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且將使油田喪失對三次采油技術(shù)的信心，直接關(guān)系老油田穩(wěn)產(chǎn)和國家石油資源的利用。美國的一些油田開發(fā)專家認(rèn)為，這些年來美國一些三次采油礦場測試的失敗，主要是對油藏認(rèn)識的缺乏。三次采油對油藏條件有很強(qiáng)的針對性，小規(guī)模礦場試驗(yàn)有很大的局限性。因此，三次采油對油藏描述的要求遠(yuǎn)比二次采油深入。在油藏條件基本相同的情況下，大慶油田薩爾圖中區(qū)西部三元復(fù)合驅(qū)配方就不能用于南部杏樹崗五區(qū)，配方中所用表面活性劑與杏五區(qū)原油不能形成超低界面張力。我國這些年礦場試驗(yàn)表明，深化油藏地質(zhì)條件研究，直接關(guān)系三次采油的成敗。深化認(rèn)識儲層油藏應(yīng)密閉取心技術(shù)的發(fā)展、水淹層測井精細(xì)解釋技術(shù)和薄，井間地層巖性、物性變化的預(yù)測技術(shù)，技術(shù)等示蹤測試技術(shù)和室內(nèi)物理模擬。美國馬拉松公司70年代就已取得表面活性劑驅(qū)油試驗(yàn)成功，但由于需注入大量昂貴的表面活性劑，經(jīng)濟(jì)上無法承受工業(yè)化應(yīng)用而停止。一些專家預(yù)言，只有當(dāng)國際油價(jià)達(dá)到30美元桶時(shí)，才能考慮表面活性劑驅(qū)。在當(dāng)前油價(jià)情況下，世界三次采油均處于停滯狀態(tài)，室內(nèi)研究已轉(zhuǎn)向高效率、低成本方向發(fā)展。美國國內(nèi)油田已采出可采儲量86%以上，老油田大量產(chǎn)水，一大批油田接近枯竭，甚至廢棄。但經(jīng)三次采油信息系統(tǒng)模擬潛力分析，地下還有大約450億噸剩余油。因此，在當(dāng)前油價(jià)低的情況下，他們在深化油藏描述研究基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)向深度調(diào)剖和CO2混相驅(qū)。美國發(fā)展CO2混相驅(qū)，主要是美國中南部有多個(gè)巨型或大型CO2氣田，而且已建成三條CO2輸氣管線。在CO2便宜、供應(yīng)充足及油田具備較低混相壓力條件下，近年來CO2混相驅(qū)得到了很大的發(fā)展。如美國中南WassonSanAnros油田的Willard區(qū)CO2混相驅(qū)，使采收率油最主要的方法，1996年有60個(gè)礦場進(jìn)行CO2混相驅(qū)油，年總產(chǎn)油達(dá)855x104t。我國CO2、已探明的天然氣資源不足，大多數(shù)油藏混相壓力高，沒有混相驅(qū)條件。因此，我國三次采油主要發(fā)展化學(xué)驅(qū)提高采收率。大慶在良好油層進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油（尤其是聚合物驅(qū)油），已大大增加可采儲量的良好效果，并在化學(xué)驅(qū)的油藏，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會改變。為進(jìn)一步開發(fā)新技術(shù)，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益仍將是三次采油工業(yè)化推廣應(yīng)用的重大課題。1996年大慶開始在北薩爾圖、喇南，在注聚合物前進(jìn)行了深度調(diào)剖井組試驗(yàn)，后來的聚合物驅(qū)增產(chǎn)原油高于其他井組，聚合物產(chǎn)出濃度大大降低。這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，將使大慶化學(xué)驅(qū)進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)更大的規(guī)模。勝利油田化學(xué)驅(qū)地質(zhì)條件比大慶復(fù)雜、孤島、孤東油田，地下原油粘度高達(dá)60mPa?s以上，油層溫度65?80。長期注水開發(fā)，疏松砂巖高滲透形成大孔隙的困擾，加上上地缺乏淡水的地區(qū)，這些不利因素，對三次采油的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益直接提取的影響，為此給三次采油的應(yīng)用提出了一批需要攻克的新問題。如以搞清水竄大孔道分布為中心的油藏精細(xì)描述新方法；在新的密封和深度的大孔隙分布控制技術(shù)觀；油田污水聚合物溶液的粘度提高新技術(shù)制備；耐高溫，耐鹽性，廉價(jià)的聚合物的開發(fā)。這些技術(shù)的突破，將大大減少化學(xué)藥劑的用量，提高驅(qū)油效率，從而為更廣泛的工業(yè)應(yīng)用情況三采油中的應(yīng)用。我們的國家有一些更復(fù)雜的油田，經(jīng)濟(jì)條件比較困難的老油田，根據(jù)企業(yè)的條件，是坐落在環(huán)境，因地制宜發(fā)展三采油技術(shù)，如整體塊深度調(diào)剖技術(shù)，注氣技術(shù)源區(qū)和其他新技術(shù)。三次采油是系統(tǒng)工程，某一環(huán)節(jié)增加投資可能會使其他環(huán)節(jié)更少投入和更多產(chǎn)油。因此，要從三次采油整體工程經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)化、完善和發(fā)展新技術(shù)。美國雖然是海相沉積砂巖油田，他們?nèi)匀皇种匾暼尾捎颓斑M(jìn)行調(diào)剖作業(yè)。我國陸相沉積儲油層非均質(zhì)性嚴(yán)重。河南雙河砂礫巖油田，在進(jìn)行聚合物驅(qū)前和聚合物驅(qū)過程中，根據(jù)動態(tài)反映的情況，多次進(jìn)行部分井調(diào)剖，從而控制了聚合物的早竄和產(chǎn)出高濃度聚合物。這樣盡管增加了因調(diào)剖作業(yè)而增加的費(fèi)用，但可有效地提高化學(xué)劑利用率和驅(qū)油效率，從總體上增加了效益。三次采油在水驅(qū)基礎(chǔ)上，增加了新鉆井費(fèi)用、購買化學(xué)劑費(fèi)用和地面工程費(fèi)用三部分，根據(jù)我國近年來三次采油各礦場試驗(yàn)發(fā)生費(fèi)用情況，購買化學(xué)劑費(fèi)用占總費(fèi)用30%?50%；地面工程費(fèi)用占30%?40%。降低三次采油高投入，應(yīng)主要從這兩部分進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)，發(fā)展新技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)。關(guān)于降低化學(xué)驅(qū)油劑費(fèi)用，一方面要使驅(qū)油劑立足國產(chǎn)，開發(fā)高效廉價(jià)的系列驅(qū)油劑，另一方面要優(yōu)化驅(qū)油體系段塞尺寸，使驅(qū)油劑的用量減少，最有效地發(fā)揮驅(qū)油劑的作用。降低地面工程費(fèi)用，需要盡可能地簡化目前的工藝流程。如大慶將聚合物分散配制、分散注入的地面流程改進(jìn)為集中配注、分散注入，大大降低了地面建設(shè)投資；在產(chǎn)出液處理上，開發(fā)了高效破乳劑等。另一方面也可從總體效益出發(fā)來優(yōu)化、優(yōu)選技術(shù)，如聚合物是選用粉劑還是乳劑。粉劑聚合物，不但生產(chǎn)過程中要增加技術(shù)難度大的干燥和造粒工序，而且在油田注入時(shí)，又需將固體粉劑聚合物再進(jìn)行分散、溶解和熟化，使其成為溶液，使生產(chǎn)和使用都增加很多裝置和流程，增加了投入。因此，很需要從三次采油系統(tǒng)工程總體經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，結(jié)合油田實(shí)際，具體分析，對可供選用的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化決策。聚合物驅(qū)油是一種比較成熟的三次采油技術(shù)，該技術(shù)可以提高采收率8%?15%，但也存在以下問題：（1）聚合物溶液雖有調(diào)剖作用，但不能抑制高滲透層（特別是特高滲透層）；（2）聚合物驅(qū)后調(diào)整水驅(qū)時(shí)存在指進(jìn)現(xiàn)象，油井產(chǎn)液的含水率提高快；（3）聚合物驅(qū)后地層仍然殘留著很多聚合物；（4）聚合物在地層中具有不可入孔隙體積（約5%?30%），減少了聚合物驅(qū)的波及體積；（5）聚合物驅(qū)不具有低油水界面張力所形成的洗油能力。為了解決聚合物及聚合物驅(qū)后存在的問題，我國的三次采油技術(shù)，經(jīng)過十年的研究，已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，聚合物驅(qū)油在工業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)開始。三采油技術(shù)是復(fù)雜的，仍然是全球高科技驅(qū)油機(jī)理有待確認(rèn)，以適應(yīng)不同類型的儲層地質(zhì)條件的新方法被開發(fā)出來，適應(yīng)不同類型油藏地質(zhì)條件的新方法有待開發(fā)，圍繞降低成本的新技術(shù)有待發(fā)展，任重而道遠(yuǎn)。降低石油儲量損失，最大限度地提高采收率，將是油田開發(fā)工作者的終身職責(zé)。第3章實(shí)驗(yàn)部分3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)對木質(zhì)素、聚丙烯酰胺有所了解，并通過實(shí)驗(yàn)操作得出數(shù)據(jù)對木質(zhì)素對HPAM降粘效果進(jìn)行初步分析，分析不同木質(zhì)素加量對5000mg/LHPAM粘度的影響，分析不同木質(zhì)素加量對不同濃度（1000?10000mg/L）HPAM的影響，分析與同加量的木質(zhì)素和氧化劑的降解效果的影響。3.2實(shí)驗(yàn)藥品部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），木質(zhì)素、HCl、過硫酸鈉、NaClO、高錳酸鉀、配液用水（自來水）。3.3實(shí)驗(yàn)儀器NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、高速攪拌機(jī)、量杯、500mL量筒、電子天平、試管、移液管、玻璃棒。3.4實(shí)驗(yàn)步驟制備10種不同濃度的聚丙烯酰胺溶液，依次配制成質(zhì)量濃度為1000mg/L、2000mg/L、3000mg/L、4000mg/L、5000mg/L、6000mg/L、7000mg/L、8000mg/L、9000mg/L、10000mg/L。分別裝入已經(jīng)標(biāo)好的容器內(nèi)放置。先選定質(zhì)量濃度為5000mg/L的聚丙烯酰胺溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。確定聚丙烯酰胺的濃度后，改變木質(zhì)素加量，與聚丙烯酰胺均勻混合后，測定混合液不同時(shí)間下的粘度。確定木質(zhì)素的質(zhì)量后，分別取同體積的不同濃度的聚丙烯酰胺溶液，均勻混合后，測定混合液不同時(shí)間下的粘度。分別取出同體積不同濃度的聚丙烯酰胺溶液，分別加入一定劑量木質(zhì)素與各種氧化劑的混合溶液，測定其混合后不同時(shí)間下的粘度。

3.5不同降粘劑對聚丙烯酰胺粘度的影響1.不同木質(zhì)素加量對濃度為5000mg/L的聚丙烯酰胺的粘度影響電子天平稱取0.2g木質(zhì)素，用量杯取出100mL的HPAM溶液，然后將0.2g木質(zhì)量素放入量杯內(nèi)，用玻璃棒將混合溶液攪拌均勻后，用NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定在不同時(shí)間下混合溶液的粘度，并記下其數(shù)值。同樣的方法分別測定加入0.4g、0.6g、0.8g、1.0g和1.2g的木質(zhì)素的HPAM混合溶液的粘度，記下數(shù)值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3-1所示。表3-1不同木質(zhì)素加量對濃度為5000mg/L的HPAM的粘度影響(g)0h1h2h3h4h5h6h7h8h0.28600600036002400220021002000200020000.48600200016001400110010001000100010000.6860010208607506104804104104100.886007606805604203002602502501.086005004403803002602202202201.2860028020014010060404040不同時(shí)間下的粘度(mPas)加量10000「9000卜T-0.2g0.4g0.6g0.8g1g80007000s6000300020001000時(shí)間/h圖3-19000卜80007000s6000300020001000時(shí)間/h圖3-1不同木質(zhì)素加量對濃度為5000mg/L的HPAM的粘度影響/5000度粘4000通過該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖3-1,可知：對于同濃度同體積的HPAM，加入木質(zhì)素的量越多，隨著時(shí)間的變化，粘度越來越小且不為零，最后趨于一條直線。因?yàn)樵谕瑵舛润w積的HPAM的前提條件下，加入木質(zhì)素的劑量增多，加快了反應(yīng)速率，粘度下降隨之變快。2.1.0%木質(zhì)素的加量對不同濃度HPAM粘度的影響IhrCCCEZZZE*4項(xiàng)K!圖3-21.0%木質(zhì)素的加量對不同濃度HPAM粘度的影響用電子天平稱取1g木質(zhì)素，用量杯量取100mL的濃度為1000mg/L的HPAM溶液中，并均勻混合起來，用NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定不同時(shí)間下的混合溶液的粘度，并記錄下來。同樣的方法測定2000?IhrCCCEZZZE*4項(xiàng)K!圖3-21.0%木質(zhì)素的加量對不同濃度HPAM粘度的影響表3-21.0%木質(zhì)素的加量對不同濃度HPAM粘度的影響濃度不同時(shí)間下的粘度（mPas(mg/L)0h1h2h3h4h5h6h7h8h1000601111111120008022222222300010033333333400012033333333500086005004403803002602202202206000940034002800200014001100800800800700010000420036003200280022001800170017008000104004800400036003000260024002400240090001080074006800570050004100340028002800100001160085007500630054004400360032003200-■-iOO&m.FL-lOO&mgL500&nigL碩OmgLTOOOhifLSOCOmfLPOO&qifL—:OOOCtaiEL

通過該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖3-2分析得：不同濃度的HPAM溶液，加入同質(zhì)量的木質(zhì)素后，1000?4000mg/LHPAM的粘度下降過快，剛反應(yīng)粘度幾乎接近1mPa?s,5000?10000mg/LHPAM的粘度隨著時(shí)間的變化，粘度逐漸降低，且反應(yīng)逐漸變慢。因?yàn)殡S著HPAM濃度的增加粘度也變大，而木質(zhì)素的劑量一定，反應(yīng)速度也就變慢，使降粘效果越來越不明顯。3.1.0%木質(zhì)素和HCl與HPAM的復(fù)配對粘度的影響量取5000?10000mg/LHPAM溶液各100mL，用移液管量取1mL的HCl溶液，并加入1g木質(zhì)素用玻璃棒攪拌均勻后，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定在不同時(shí)間下的粘度，記錄數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3-3。濃度不同時(shí)間下的粘度（:mPa?s)(mg/L)0h1h2h3h4h5h6h7h8h500086006432.82.11.31.21.26000940070564231208227000100008668523825114480001040011088564632165590001080011894724935185.65.61000011600132104785642216.46.4表3-31.0%木質(zhì)素和與HCl與HPAM的復(fù)配對粘度的影響—+—500&HIEL―■—cOOChieL順SmgLSOCOttieLT—雙&mgL—iDOO&mgL圖3-31.0%木質(zhì)素和與HCl與HPAM的復(fù)配對粘度的影響

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖3-3可知：不同濃度同體積的HPAM,同質(zhì)量的木質(zhì)素與同加量的HCl混合溶液的粘度隨著時(shí)間的變化，第一個(gè)小時(shí)粘度下降過快并且相當(dāng)?shù)?，以后變得平緩，最后粘度很小。因?yàn)镠Cl屬于強(qiáng)酸，加速了HPAM與木質(zhì)素的反應(yīng)速度，使粘度下降過快，但由于反應(yīng)過快，而HCl溶液的反應(yīng)劑量一定，反應(yīng)到一定程度不會繼續(xù)下去。4.1.0%木質(zhì)素和NaS2O8與HPAM的復(fù)配對粘度的影響選定5000mg/L?10000mg/LHPAM溶液，各量取100mL，并稱取1g過硫酸鈉和1g木質(zhì)素，均勻攪拌三種物質(zhì)，并測定在不同時(shí)間下的粘度值，記錄數(shù)據(jù)，見表3-4。表3-41.0%木質(zhì)素和NaS2O8與HPAM的復(fù)配對粘度的影響濃度不同時(shí)間下的粘度(mPas)(mg/L)0h1h2h3h4h5h6h7h8h50008600250190130856540121260009400100075052039025011026267000100001120810580420260140383880001040012108806605403802004646900010800129094072058041023055551000011600132010407806104402606262r-3時(shí)間/'h―t—SOOOnigL■—600&mgL?00&mElSOOOm&L知0(WL■—1—?—]JXXJ&ttlEl表3-41.0%木質(zhì)素和NaS2O8與r-3時(shí)間/'h由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖表可知：不同濃度同體積的HPAM，同質(zhì)量的木質(zhì)素與同加量的NaS2O8混合溶液的粘度隨著時(shí)間的變化，第一個(gè)小時(shí)粘度下降的程度比與HCl復(fù)合的粘度下降程度慢，而且也變得平緩，粘度值很小。由于NaS2O8是氧化劑，加快了木質(zhì)