Page 29 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）

理论与研究 康永·油田用聚丙烯酰胺性能研究

=0.2 ﹕ 200 的比例（质量比）配置）的 KYPAM-1、 2.1.1 特性黏度计算分子量原理
HPAM 和 MICROG 水溶液，搅拌，自然放置，待其 线形高分子溶液的基本特性之一是黏度比较大，
完全溶解，用 Brookfield DV-Ⅲ+ 黏度仪测出其黏度。 并且其黏度值与平均分子量有关，因此可利用这一特
再分别在 3 份聚合物溶液中逐步加入无机盐 NaCl ， 性测定其分子量 [6~8] 。实验时，在恒定条件下，用同
浓度从 0.1%~1.0%，每加入一次均测定一次其黏度。 一支黏度计测定几种不同浓度的溶液和纯溶剂的流出
1.3.2 Brookfield DV̺Ⅲ+ 黏度仪的结构 时间 t 和 t 0 ，可得相对黏度和增比黏度 ：
及使用方法 η r = t
（1）DV-III+ 流变仪工作特点 t 0 t
对于一个特定的转子，在流体中转动而产生的扭 η sp =η r − 1= t − 1
0
转力一定的情况下，流体的实际黏度与转子的转速成 式中 ： t——试样溶液的流经时间，s ；
反比，而剪切应力与转子的形状和大小均有关系。对 t 0 ——1.00 mol/L 的氯化钠溶液的流经时间， s。
于一个黏度已知的液体，弹簧的扭转角会随着转子转 黏度对溶液浓度有很大的依赖性，实验中首先要
动的速度和转子几何尺寸的增加而增加，所以在测定 清除浓度对黏度的影响，常以如下两个经验公式表达
低黏度液体时，使用大体积的转子和高转速组合，相 黏度对浓度的依赖关系 ：
反，测定高黏度的液体时，则用细小转子和低转速组 η sp = [η c ] + K [η ] 2 c
•
合。 c r 0 r
η
（2）使用方法 l n r = [η c ] − β [η ] 2 c r
0
c r
①选择合适量程的转子安装在黏度计的接头上 ；
式中 ： c 0 ——试样溶液初始浓度，g/mL ；
②打开电源开关，使黏度计自动校零 ； c
c r ——相对浓度，即 c r = 。
③输入转子型号，设定转速，选择黏度单位，然 c 0
特性黏度 [η] 是聚合物溶液的特性黏数，和浓度
后关闭转速按钮使转子停止转动 ；
无关，由此可知，以 c r 为横坐标，η sp /c r 和 lnη r /c r 为
④将转子浸入待测溶液中，直至没过转子上的刻
纵坐标作图。通过两组点各作直线，外推至 c r =0，求
度线 ；
得截距 H，若两条直线不能在纵轴上交于一点，取两
⑤打开转速按钮，开始测定黏度，示数稳定后读
截距的平均值为 H。
取最大值 ；
H
⑥测量完毕，关闭转速按钮，关闭电源，将转子 计算特性黏数 ： [η]=
c 0
清洗干净放回原处。 当聚合物的化学组成、溶剂、温度确定后，[η] 值
1.4 聚丙烯酰胺在钻井液中性能的测定 只和聚合物的分子量有关，用下式表达这一关系 ：
1.4.1 坂土浆的配制 [η]=KM η a
取 5 000 g 热水，加入 450 g 红坂土，并且在加 式中 K 和 α 为常数，其值和聚合物、溶剂、温
入红坂土的过程中要用泥浆高速搅拌器不停的搅拌， 度有关，和分子量的范围也有一定的关系，本实验取
-2
搅拌 1 h 左右后向其中加入 22.5 g 的 Na 2 CO 3 ，然后再 K=0.75×10 mL/g，α=0.75。
用泥浆高速搅拌器搅拌 2 h 左右，停止搅拌，静置一 2.1.2 特性黏度测定结果
天即可使用了，每次在使用前都要用充分搅拌。 测得 KYPAM-1、HPAM 和 MICROG 三种聚合
1.4.2 处理海水的配制 物的实验数据 ( 见表 3~5)。水溶液法合成聚合物黏度
取一定量的海水，向其中加入 0.1% 的 NaOH 和 一般较大，分子量较高，所以采用稀释法计算其特性
0.25% 的 Na 2 CO 3 ，用玻璃棒搅拌至溶解就可以使用了。 黏度 ；而对于反相乳液合成 MICROG，其黏度较小，
由于在放置的过程中，溶解的药品要析出，因此在使 分子量估计只在 200~500 万左右，稀释后测量的变化
用之前要用玻璃棒充分地搅拌。 不大，因此采用一点法计算。根据表 3~4 绘制对应的
η sp /c r 和 lnη r /c r 与 c r 关系图 ( 见图 1~2)，求得截距 H，
2 实验结果与讨论 从而计算特性黏度和分子量。
2.1 聚丙烯酰胺分子量

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