钻采工作液用聚丙烯酰胺溶液的表观黏度影响因素与分子链破坏机制

作     者：王海斌 戴立瑶 吕开河 王增宝 李玉红 杨景斌 白英睿 WANG Haibin;DAI Liyao;Lü Kaihe;WANG Zengbao;LI Yuhong;YANG Jingbin;BAI Yingrui

作者机构：中国石化胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司山东东营257513 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 西安计量技术研究院陕西西安710068 

出 版 物：《中国石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science))

年 卷 期：2022年第46卷第5期

页      面：115-125页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(51991361) 国家自然科学基金面上项目(52174014) 

主　　题：钻采工作液 聚丙烯酰胺 表观黏度 金属离子 分子链破坏 

摘      要：研究几种油田常见离子(Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(2+)、Fe^(3+)、S^(2-))以及溶解氧对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响规律,考察聚丙烯酰胺分子链的破坏机制。结果表明:金属离子均会造成聚丙烯酰胺水溶液黏度下降,二价离子因使得聚合物发生分子内缩聚,导致分子链收缩,因而影响程度强于一价离子,其中以Fe^(2+)与S^(2-)对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响最为显著;S^(2-)主要通过氧化降解反应机制,引发聚丙烯酰胺分子链断裂、聚合物溶液黏度下降;Ca^(2+)/Mg^(2+)、Fe^(2+)对聚合物凝胶黏度的影响规律类似,二价离子致使聚合物分子内缩聚,分子链收缩,聚合物黏度降低;Fe^(3+)主要是与聚丙烯酰胺分子链上的羧酸基团结合且难以再次电离,大分子链开始聚集,分子间产生交联-絮凝反应,导致聚合物溶液黏度下降。