高矿化度油田地层水中的疏水缔合聚合物水解度的测定

曾建

摘 要：对现有淀粉-碘化镉法的实验条件做了进一步优化，确立了疏水缔合聚合物溶液吸光度与水解度的直接关系，提高了在高矿化度油田地层水中疏水缔合聚合物水解度测量的准确性。

关键词：疏水缔合聚合物 水解度

疏水缔合水溶性聚合物（Hydrophobically Associating Water-soluble Polymer，简称HAWSP）指在传统水溶性聚合物主链上引入极其少量疏水基团的一类水溶性聚合物，其疏水基团的摩尔分数在2～5%[1-4]。由于疏水缔合聚合物具有独特的溶液性质，疏水缔合聚合物在油气田开采等领域已经得到了广泛的应用，而水解度的大小对疏水缔合聚合物的溶液性能和在地层中的应用具有较大的影响[5，6]。因此，确定一种适合高矿化度油田地层水条件下疏水缔合聚合物的水解度测试方法，对观察疏水缔合聚合物在应用过程中的水解度变化情况以及提高其在地层中的使用性能具有重要的意义。虽然对于聚合物水解度的测量方法已有报道[7-11]，但至今仍未有适合测定高矿化度（矿化度>8000mg/L）油田地层水中疏水缔合聚合物水解度的准确方法。

4.实验步骤

4.1淀粉-碘化镉法的优化

据现有报道[12-14]，对于疏水缔合聚合物浓度及加量、淀粉-碘化镉显色剂等影响因素，未做过系统性影响因素评价。因此，本文所考虑测量水解度的影响因素有：疏水缔合聚合物浓度及加量、溴水（Br2）的加量及反应时间、甲酸钠（HCOONa）的加量、醋酸钠-醋酸缓冲溶液的pH值及用量、淀粉-碘化镉显色剂的加量及反应时间。本文通过实验，最后确定了优化后的实验条件如下：

a.疏水缔合聚合物溶液浓度为50mg/L，加量为4mL.

b.饱和溴水的加量为1mL.

c.醋酸钠-醋酸缓冲溶液的 pH=5，加量为5mL.

d.甲酸钠溶液的加量为5mL.

e.淀粉-碘化镉显色剂的加量为5mL.

f.加入溴水后的反应时间为12min.

g.加入淀粉-碘化镉试剂后的反应时间为15min.

4.2具体步骤

a.用不同类型的地层水配制疏水缔合聚合物母液，其浓度为5000mg/L，然后稀释至50mg/L作为待测液。

b.向50mL容量瓶中加入5mL醋酸钠-醋酸缓冲溶液，然后，再滴加4mL的待测液。

c.当上述溶液混匀后，加入1mL溴水，反应12min，在加入5mL甲酸钠溶液，反应5min后加入5mL淀粉-碘化镉试剂，用纯水稀释至刻度，15min后在波长为590nm下测量吸光度（1cm比色皿）。

按照上述实验步骤，绘制酰胺基团浓度与吸光度的标准曲线，进而得到酰胺基团浓度C与吸光度A的关系方程，即A=0.0062C-0.0001。由于疏水缔合聚合物的浓度为50mg/L、加量为4mL，根据水解度的定义[14]，进而可得到吸光度A与水解度HD的关系方程。即在实验条件下，吸光度A与水解度HD的关系方程为：

二、结果与讨论

1.胜利油田某地层水中的疏水缔合聚合物样品HAP-A01（水解度20%）水解度测量结果

表1 胜利油田某地层水的水质组成

表2 样品HAP-A01在胜利油田地层水中的水解度测试结果

2.中海油SZ36-1某地层水的疏水缔合聚合物样品HAP-B01（水解度20%）水解度测量结果

表3 中海油SZ36-1某地层水的水质组成

（总矿化度约为：9040 mg/L）

表4 样品HAP-B01在中海油SZ36-1某地层水中的水解度测试结果

表2、表4的实验结果表明，无论是在矿化度高达19351.17mg/L的胜利油田地层水中，还是在矿化度为9040 mg/L的中海油SZ36-1地层水中，本文所述实验条件均能准确测定出疏水缔合聚合物在该油田地层水中的水解度。

综上所述，本文所述实验条件均适用在高矿化度（矿化度>8000mg/L）油田地层水中测定疏水缔合聚合物的水解度，且平均误差小于0.5%，准确度较高。

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