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油田聚合物聚丙烯酰胺發生降解的原因

日期:2021/2/18 23:27:04 來源:鞏義市大千凈化材料有限公司

    油田常用的聚合物-聚丙烯酰胺是一種化學性質穩定的高分子聚合物,在正常條件下很難降解,但也并不是不能降解,能使聚丙烯酰胺降解的因素主要有以下幾種。

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    1.強氧化還原反應

    水中的溶解氧和過硫酸鹽、過氧化物等強氧化劑會直接氧化聚丙烯酰胺碳鏈使其斷裂,這是聚合物較為常見的氧化降解方式;如果溶液中同時存在強氧化、強還原性物質,所產生的氧化還原反應會進一步誘發一系列自由基反應,導致碳鏈斷裂。

    2.光

    自然光和紫外線的照射就能直接導致聚合物降解,這是因為C—C鍵的鍵能較低,容易受到電磁波的攻擊而斷裂。不過該反應速率較慢,但是如加入TiO2即可明顯加快反應進程。

    3.剪切力

    多項研究表明,聚合物在多孔介質中流動時會發生剪切降解。聚丙烯酰胺的相對分子質量越大、濃度越大、在多孔介質的流動時間越長、流動速度越快,就越容易發生降解。此外,金屬離子含量(尤其是Ca2+)的存在也會起到促進作用。

    4.高溫

    聚合物在300℃以上時會發生明顯降解,降解后生成NH3和CO2,不過如加入過渡金屬離子會使其更穩定。

油田聚合物聚丙烯酰胺

    如上所述,聚合物聚丙烯酰胺發生降解所需的條件比較苛刻,往往需要較強的能量。在油藏環境中,使聚丙烯酰胺發生降解的主要因素是剪切力,以及人工投放的強氧化性解堵劑。但對于殘留聚丙烯酰胺問題比較嚴重的聚合物驅后油藏來說,滯留在多孔介質中的聚丙烯酰胺分子很難再繼續流動與孔道發生剪切作用;解堵劑則難以深入油藏深處。如果微生物可以在油藏環境中有效地降解聚丙烯酰胺,就將成為清除油層多孔介質中聚合物的理想手段。有實驗表明:高相對分子質量的PAM或HPAM在特定情況下是可以被自然界存在的微生物降解的。這樣,就有可能利用微生物清除油藏中的殘留PAM或HPAM,進而提高采收率。本文參考資料:《聚合物驅后油藏新型采油菌種的構建和應用》

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