[发明专利]驱油用聚丙烯酰胺类聚合物特性粘数测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱油用聚丙烯酰胺类聚合物特性粘数测定方法，尤其涉及一种驱油用高相对分子质量的耐温抗盐聚丙烯酰胺类聚合物特性粘数测定方法。

背景技术

聚合物驱油技术是目前三次采油中较为常用的提高原油采收率的有效方法之一。聚合物驱中最常用的是部分水解聚丙烯酰胺，随着近年来对高温高盐油藏的不断深入了解和认识，人们对聚合物的抗温、抗盐性能要求越来越高，因此要求在现有直链型聚合物上引入其它支链和少量添加剂，形成一系列高粘弹性的非线性聚合物，使聚合物溶液表现出强烈粘弹性和复杂的流变性。

分子量是评价聚合物性能的重要性能指标之一。实验室测定聚丙烯酰胺分子量的主要方法有沉降法、渗透压法、光散射法以及粘度法等。比较常用的方法是用粘度法来测定聚合物的特性粘数，特性粘数是表示单位聚合物分子在溶液中所占流体力学体积的相对大小，它直接影响聚合物的流变性能。为了准确测定聚合物产品的特性粘数，人们作了大量的研究工作，但大多是基于中相对分子质量的聚合物(相对分子质量小于18×10⁶)和直链型聚合物，对于超高相对分子质量聚合物和具有一定支链的非线型聚合物的特性粘数测定方法研究中尚未见报道。SY/T5862-2008规定采用毛细管粘度计(乌氏粘度计)来测定聚合物的特性粘数，毛细管粘度计法测定聚合物特性粘数的原理是依据Hagen-Poiseuille定律，而Hagen-Poiseuille定律只适用于牛顿型流体。毛细管内径尺寸的大小就决定了该粘度计剪切速率的变化范围，李兆敏，蔡国琰，非牛顿流体力学，1998，研究中提到：“当被测聚合物属于直链型且相对分子质量较低时，在溶液浓度足够低的情况下，就可以把该聚合物溶液近似看成牛顿型流体，采用毛细管粘度计可以较为准确地测得特性粘数的近似值；但当聚合物相对分子质量较高、分子链支化度复杂时，溶液会表现复杂的流变性，即使极低浓度的聚合物溶液也会表现出非牛顿流体的特性，此时用毛细管粘度计测得特性粘数的结果误差较大。”因此，毛细管粘度计法在测定聚合物特性粘数方面存在一定局限性，主要表现在：只能适用于直链型且相对分子质量在20×10⁶以下的聚合物特性粘数的测定；操作过程繁琐，测一个聚合物样品的特性粘数大约需要一天的时间；测定过程费时、费力，所得测定结果误差较大(相关系数R²在0.85～0.90之间)。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提出了一种具有广谱特性的测定聚丙烯酰胺类聚合物特性粘数的新方法，该方法具有以下特点：采用布氏粘度计进行测定，克服了毛细管粘度计测量范围的局限性；具有较宽的测定范围，适用于直链型、非线型的各种驱油用聚丙烯酰胺类聚合物，且分子量范围在8×10⁶～35×10⁶聚合物特性粘数的测定；具有较高的测量精度。

本发明的解决其技术问题所采用的技术方案主要包括如下步骤：

第一步，试样溶液的配制与稀释：

a.测定聚合物试样的固含量S；

b.配制聚合物母液，考虑折算试样的固含量S，用蒸馏水配制质量分数为0.2％的聚丙烯酰胺母液400g，搅拌2h至试样完全溶解后放置10h后备用；

c.缓冲溶液配制，分别称取一水合柠檬酸1.335g、磷酸氢二钠26.6g和氯化钠116.9g，加入1L容量瓶中，用蒸馏水定容并摇匀；

d.待测试样配制，称取母液10.00g，15.00g，20.00g，25.00g各一份，分别加入50mL缓冲溶液，加转子搅拌15分钟后分别装入四个容量瓶；

e.空白样配制，量取50mL缓冲溶液加入100mL容量瓶中，用蒸馏水定容并摇匀；

f.将所配空白样及待测试样均用G₀玻璃砂芯漏斗过滤后待测；

第二步，表观粘度η测定：恒温水浴温度为30℃，将待测试样和空白样置于水浴中恒温10min，先后取20mL空白样和不同浓度待测试样放入布氏粘度计的套筒中，用UL转子在恒定转速下，测定空白样和不同浓度待测试样的表观粘度η；

第三步，用下列公式计算出不同浓度待测试样的增比粘度η_sp：

η_sp＝(η-η₀)/η₀

式中：η_sp--增比粘度，无量纲

η--试样溶液的粘度mPa.s

η₀--空白试样溶液的粘度mPa.s