一種測(cè)量聚合物水動(dòng)力尺寸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量聚合物水動(dòng)力尺寸的方法，屬于流體力學(xué)及油田化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物水動(dòng)力學(xué)尺寸指的是聚合物水溶液中包裹著聚合物分子的水化分子層的 尺寸。對(duì)水溶液中聚合物分子尺寸的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，一般認(rèn)為聚合物分子尺寸是由聚合物分子 量決定的，而與聚合物濃度、水質(zhì)無(wú)關(guān)。然而，當(dāng)聚合物濃度增大到一定程度后，聚合物分子 鏈將發(fā)生明顯的纏結(jié)作用，聚合物的分子尺寸會(huì)增大的。另外，水質(zhì)的不同，水中陽(yáng)離子、高 價(jià)金屬離子的存在和大小均會(huì)對(duì)聚合物分子團(tuán)存在的狀態(tài)產(chǎn)生影響。此外，在二元驅(qū)和三 元驅(qū)中，溶液中還含有表面活性劑和堿，這也會(huì)對(duì)聚合物分子線團(tuán)的尺寸以及存在狀態(tài)產(chǎn) 生影響。因此，需要用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)量各種因素對(duì)聚合物分子尺寸的影響關(guān)系，從而為進(jìn)一 步研究聚合物和孔隙介質(zhì)的匹配工作提供依據(jù)。
[0003] 現(xiàn)有測(cè)量聚合物溶液尺寸的方法有顯微攝影法和動(dòng)態(tài)光散射法，這兩種方法各有 其特點(diǎn)及局限性。顯微攝影法是將溶液制成干片后進(jìn)行觀測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是可直觀觀測(cè)線團(tuán)凝聚 形態(tài)，不足之處在于無(wú)法直接測(cè)定溶液中線團(tuán)的形態(tài)，且溶液制成干片后，線團(tuán)的形態(tài)發(fā)生 何種變化尚不可知。動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)可以直接測(cè)定溶液中線團(tuán)的形態(tài)和尺寸，但對(duì)樣品及 溶液的潔凈度要求高，除塵較難，且聚合物濃度較低，分散相與分散介質(zhì)的折射率相差很 小，很難準(zhǔn)確測(cè)定線團(tuán)的分布情況。
[0004] 綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)提供的顯微攝影法和動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)量聚合物水動(dòng)力尺寸的 方法難以滿足現(xiàn)實(shí)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種測(cè)量聚合物水動(dòng)力尺寸的方法，該方法測(cè)量精 確，誤差小。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種測(cè)量聚合物水動(dòng)力尺寸的方法，所述方法使用 微孔濾膜過(guò)濾裝置，所述微孔濾膜過(guò)濾裝置包括過(guò)濾器，所述過(guò)濾器內(nèi)設(shè)置第一濾膜及第 二濾膜，按待測(cè)聚合物母液流動(dòng)的方向，所述第一濾膜設(shè)置在所述第二濾膜的上游，且所述 第一濾膜的孔徑大于所述第二濾膜的孔徑;所述方法包括如下步驟：
[0007] (1)在恒定壓力條件下使待測(cè)聚合物母液通過(guò)所述微孔濾膜過(guò)濾裝置，測(cè)定聚合 物濾出液中聚合物的濃度或其分子量，或聚合物濾出液的粘度；
[0008] (2)改變所述微孔濾膜過(guò)濾裝置中第一濾膜及第二濾膜的孔徑，重復(fù)步驟(1)分別 測(cè)得聚合物濾出液中聚合物的濃度或其分子量，或聚合物濾出液的粘度；
[0009] (3)建立第二濾膜孔徑大小與聚合物濾出液中聚合物的濃度或其相對(duì)濃度，或聚 合物濾出液的粘度或其相對(duì)粘度的曲線；
[0010] 所述相對(duì)濃度為聚合物濾出液中聚合物的濃度與待測(cè)聚合母液中聚合物的濃度 的比值；
[0011] 所述相對(duì)粘度為聚合物濾出液的粘度與待測(cè)聚合母液的粘度的比值；
[0012] (4)求得步驟(3)所述曲線的拐點(diǎn)，該拐點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的第二濾膜的孔徑大小即為待測(cè) 聚合物母液的水動(dòng)力尺寸。
[0013] 本發(fā)明所述方法從聚合物的分子尺寸(水動(dòng)力學(xué)半徑)入手，建立了完善的微孔濾 膜過(guò)濾測(cè)量聚合物水動(dòng)力學(xué)尺寸方法，該方法可以測(cè)定不同體系下聚合物水動(dòng)力尺寸的大 小，它克服了顯微攝影法無(wú)法直接測(cè)量聚合物尺寸的缺點(diǎn)，同時(shí)又克服了動(dòng)態(tài)光散射法無(wú) 法測(cè)量高濃度聚合物溶液尺寸的缺點(diǎn)，并且與現(xiàn)有的微孔濾膜過(guò)濾方法相比，測(cè)量更精確， 誤差更小，能更真實(shí)的反映聚合物分子尺寸，甚至可以測(cè)定多種高分子體系的水動(dòng)力學(xué)尺 寸，真實(shí)地反映高分子體系的水動(dòng)力學(xué)尺寸與油藏孔喉配伍性關(guān)系。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，在本發(fā)明所述方法中，按待測(cè)聚合物母液流動(dòng)的方 向，所述微孔濾膜過(guò)濾裝置包括依次連接的ISC0栗、壓力表、中間容器、所述過(guò)濾器及收集 容器。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，在本發(fā)明所述方法中，所述第一濾膜及第二濾膜孔 徑大小為0.1~3μηι。
[0016] 如上所述，本發(fā)明的方法在過(guò)濾器內(nèi)設(shè)置第一濾膜及第二濾膜，其目的是利用第 一濾膜初步篩選功能，第二濾膜有效精確尺寸過(guò)濾功能;優(yōu)選地，步驟(2)中選用孔徑大小 分別為 0·10±0·02μπι、0·22±0·02μπι、0·30±0·02μπι、0·45±0·02μπι、0·65±0·02μπι、0·80± 0·02μπι、1·0±0·02μπι、1·2±0·02μπι、1·5±0·02μπι、2·0±0·02μπι 的第二濾膜。更優(yōu)選地，步 驟(2)中選用如下第二濾膜及第一濾膜的組合分別測(cè)定聚合物濾出液中聚合物的濃度或其 分子量，或聚合物濾出液的粘度：
[0017] 孔徑為〇. 10 ±〇. 02μπι第二濾膜與孔徑為0.22 ±0.02μπι的第一濾膜的組合；
[0018] 孔徑為0.22 ± 0.02μπι的第二濾膜與孔徑為0.30 ± 0.02μπι的第一濾膜的組合；
[0019] 孔徑為〇 · 30 ± 0 · 02μπι的第二濾膜與孔徑為0 · 45 ± 0 · 02μπι的第一濾膜的組合；
[0020] 孔徑為0.45 ± 0.02μπι的第二濾膜與孔徑為0.65 ± 0.02μπι的第一濾膜的組合；
[0021]孔徑為0.65 ± 0.02μπι的第二濾膜與孔徑為0.80 ± 0.02μπι的第一濾膜的組合；
[0022]孔徑為0.80±0.02μπι的第二濾膜與孔徑為1.0±0.02μπι的第一濾膜的組合；
[0023]孔徑為1·0±0·02μπι的第二濾膜與孔徑為1·2±0·02μπι的第一濾膜的組合；
[0024]孔徑為1·2±0·02μπι的第二濾膜與孔徑為1·5±0·02μπι的第一濾膜的組合；
[0025]孔徑為1.5±0.02μπι的第二濾膜與孔徑為2.0±0.02μπι的第一濾膜的組合;及 [0026]孔徑為2.0 ± 0.02μπι的第二濾膜與孔徑為3.0 ± 0.02μπι的第一濾膜的組合。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，在本發(fā)明所述方法中，所述待測(cè)聚合物母液中聚合 物為鏈狀結(jié)構(gòu)聚合物，其重均分子量為500~2000萬(wàn)，所述待測(cè)聚合物母液中聚合物的濃度 為100~2000mg/L。優(yōu)選地，所述鏈狀結(jié)構(gòu)聚合物包括聚丙烯酰胺。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，在本發(fā)明所述方法中，步驟(1)中所述的恒定壓力為 0 · 1~2MPa范圍內(nèi)的具體壓力。
[0029] 綜上所述，本發(fā)明所提供的測(cè)量聚合物水動(dòng)力尺寸的方法優(yōu)于傳統(tǒng)的顯微攝影 法、動(dòng)態(tài)光散射法及現(xiàn)有的微孔濾膜過(guò)濾方法，模擬實(shí)際流動(dòng)過(guò)程中，測(cè)量聚合物在多孔介 質(zhì)中能夠通過(guò)孔喉的尺寸，有利于聚合物驅(qū)時(shí)選擇適合油田的聚合物。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為實(shí)施例1測(cè)定聚合物水動(dòng)力學(xué)尺寸的微孔濾膜過(guò)濾裝置圖，圖中標(biāo)號(hào)具有如 下意義：
[0031] 1: IS⑶栗;2:壓力表;3:中間容器;4:過(guò)濾器;41:第一濾膜;42:第二濾膜;5:收集 容器；
[0032] 圖2為實(shí)施例1聚合物濾出液相對(duì)濃度隨第二濾膜孔徑的變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】