成都市成华区成都理工大学 能源学院
摘要：纤维素醚是纤维素的重要衍生物，因其价格低廉、可再生、易降解等优点已经成为各行业研究的热点，但是对支化改性纤维素醚（MCEL）及其在三次采油中的应用性能的研究未见文献报道。本文针对这种情况，对新型MCEL聚合物驱油剂和未支化改性纤维素醚（CEL）聚合物驱油剂的溶液性能、驱替性能和采收率进行了对比研究。随着聚合物浓度增大，聚合物溶液的表观粘度增大。在纯水和盐水中，MCEL的溶液性能均好于CEL溶液，均保持了较好的溶液性能水平，为其在提高采收率的应用中提供了一定的理论基础。
关键词：支化改性纤维素醚；表观粘度；
1.前言
石油作为一种不可再生能源，现在已经严重影响了我们的生活质量。从推动工业飞速前进到生活日常用品，都离不开石油。石油的开采越来越艰难，但人们的创新需求日益增加，因此创新石油开采方式从而提高石油的产出量尤为重要。从调整油田经营管理，到人工注入能量开采石油，再到将化学物质向地层注入，其目的都是尽可能将原油开采出来。[1]这一切的关键就在于，如何来提升石油采收率。新型聚合物驱油剂对驱油效果有非常大的影响，因此有必要对新型聚合物驱油剂驱替性能进行研究。
2.实验
实验室中用于测量聚合物溶液的表观粘度的仪器是Brookfield DV-Ⅱ粘度计，测试的剪切速率为7.34 s−1，测试温度为30 oC，其操作步骤如下：
（1）连接电源、开机，按任意键使其自动调零校准，调零完成后再按任意键结束校准；
（2）将测试筒和转子清洗干净后擦干，再组装仪器；
（3）用玻璃棒沿杯壁轻轻搅拌待测的液体使其均匀，接着加入适量待测液体到测试筒内；
（4）调节仪器上的转子号和转速后开始测量，转速稳定后记下实验数据；
（5）实验结束后取下组装部件，关闭仪器，切断电源。
3.结果与讨论
3.1聚合物浓度对溶液表观粘度的影响
在纯水中，CEL的浓度从0.5 g/L增加到1.5 g/L时，聚合物溶液的表观粘度从18.8 mPa·s增加到130.0 mPa·s，随着CEL溶液浓度增加，溶液的粘度增大，当聚合物浓度增加到3.0 g/L时，溶液的粘度上升到447.9 mPa·s。MCEL的浓度从0.5 g/L增加到1.5 g/L时，聚合物溶液的表观粘度从23.0mPa·s增加到178.0 mPa·s，随着MCEL溶液浓度增加，溶液的粘度增大，当聚合物浓度增加到3.0 g/L时，溶液的粘度上升到703.9 mPa·s，远高于3.0 g/L CEL溶液的表观粘度（447.9 mPa·s）。
3.2盐浓度对聚合物溶液表观粘度的影响
在1.5 g/L的CEL溶液中，NaCl的浓度由0 g/L增加到10 g/L时，CEL溶液的表观粘度由130.0 mPa·s急剧减少到102.0 mPa·s。NaCl的浓度由10 g/L增加到60 g/L时，CEL溶液的表观粘度非常缓慢的降低，最终降到94 mPa·s。在2.0 g/L的CEL溶液中，NaCl的浓度由0 g/L增加到10 g/L时，CEL溶液的表观粘度由229.9 mPa·s急剧减少到189.9 mPa·s。NaCl的浓度由10 g/L增加到60 g/L时，CEL溶液的表观粘度基本保持不变。
由CEL聚合物溶液随盐浓度的变化曲线表明，NaCl浓度的增加增强了对大分子链上离子基团（—O-）的屏蔽，使得分子链卷曲；而分子链的卷曲增强了分子内疏水缔合，大分子链内相互作用增强，分子链更为卷曲，使表观粘度下降。
在1.5 g/L的MCEL溶液中，NaCl的浓度由0 g/L增加到3 g/L时，MCEL溶液的表观粘度由178.0 mPa·s急剧减少到153.0 mPa·s；NaCl的浓度由3 g/L增加到5 g/L时，MCEL溶液的表观粘度由153.0 mPa·s迅速增加到169.0 mPa·s；NaCl的浓度由5 g/L增加到10 g/L时，聚合物溶液的表观粘度又由169.0 mPa·s迅速降低到150.0 mPa·s；继续增加NaCl浓度至60 g/L时，粘度几乎不在变化。在2.0 g/L的MCEL溶液中，出现了与1.5 g/L的MCEL溶液相同的规律。
3.3温度对聚合物溶液表观粘度的影响
在纯水溶液中，随着温度从30 ℃增加到80 ℃，1.5 g/L的CEL的表观粘度从130.0 mPa·s降低到66.0 mPa·s；1.5 g/L的MCEL的表观粘度从178.0 mPa·s降低到111.0 mPa·s；在5 g/L的NaCl盐水溶液中，随着温度从30 ℃增加到80 ℃，1.5 g/L的CEL的表观粘度从104.0 mPa·s降低到46.0 mPa·s；1.5 g/L的MCEL的表观粘度从164.0 mPa·s降低到101.0 mPa·s。随着温度的升高，四种溶液的表观粘度均不断降低，但是MCEL无论是在盐水中还是纯水中其表观粘度下降的幅度均小于同等条件下的CEL溶液表观粘度的下降幅度，且MCEL溶液粘度均高于对应条件下的CEL溶液粘度。随着温度的升高，加剧了聚合物分子的无规则运动，导致了分子间作用力下降，大分子的缠结点松开，使相互靠近的无规则线团松散，不利于网状结构形成，流动阻力下降。
上述表明，相同温度下MCEL溶液的表观粘度均高于CEL溶液，可以说明MCEL的应用范围更广，更有利于现场实际的生产工作。每种聚合物都有自己的适应温度，温度的升高会加速聚合物发生水解和自由基氧化反应，导致溶液粘度下降更快，若需应用在其它温度高的油藏，我们应在驱油剂中加入耐温剂或者在此基础上引入耐温基团以保证驱油效果。
4.结论
（1）随着聚合物浓度增大，聚合物溶液的表观粘度增大。在纯水中，聚合物浓度从0.5 g/L增加到3 g/L时，MCEL溶液的表观粘度从23.0 mPa·s急剧上升到703.9 mPa·s；CEL溶液粘度上升幅度远低于MCEL溶液。
（2）MCEL溶液中，1.5 g/L和2.0 g/L的MCEL在NaCl浓度在3 g/L~5 g/L时，出现轻微的盐增稠现象，在5 g/L NaCl处其表观粘度分别为169.0 mPa·s和317.9 mPa·s；1.5 g/L和2.0 g/L的MCEL在CaCl2浓度在0.2 g/L~0.4 g/L时，出现了小幅度的盐增稠现象，在0.4 g/L NaCl处其表观粘度分别为167.0 mPa·s和293.9 mPa·s；CEL溶液无盐增稠现象；且在盐浓度不断增大的过程中，同浓度的MCEL的表观粘度均高于CEL。表明MCEL溶液相较CEL溶液具有更为优越的抗盐能力，更适用于实际油藏的应用。
（3）随着温度的升高，CEL和MCEL溶液的表观粘度均下降，但MCEL溶液的表观粘度的下降幅度较低，抗温性能较CEL好。
参考文献：
[1] 李圣勇，李圣涛，陈馥.聚合物驱提高采收率发展现状与趋势[J].化工时刊，2005，19（8）：40-42.
[2] 张发爱.纤维素醚及其应用[J].化工新型材料，2001，29（11）：21-23.
[3] 林梅钦，李建阁，康燕，等.HPAM/柠檬酸铝胶态分散凝胶形成条件研究[J].油田化学，1998，10（2）：160-163.