聚丙烯酰胺的化学降解_刘颖

doi:10 3969/j issn 1006-6896 2009 05 020

聚丙烯酰胺的化学降解

刘颖(大庆油田化工集团东昊公司油气处理分公司)

摘要:原油采出液中含有一定浓度和较大相对分子质量的聚丙烯酰胺(H PAM),使溶液的粘度增加,而聚丙烯酰胺在原油中的滞留必将影响石油加工产品的质量。通过选定几种降解剂,由实验来考察其浓度、溶液pH值、反应温度、反应时间等因素对聚丙烯酰胺降解的影响。结果表明,对于给定的降解剂,溶液pH值、反应温度、反应时间均影响H PAM的降解效果。总体上,低溶液pH值、高反应温度对H PAM降解反应有利,一定长的反应时间可以使H PA M的降解程度增加。

关键词:聚丙烯酰胺;化学降解;氧化降解;实验

1 实验

采用美国产H PAM,分子量为1016万,配制H PAM水溶液,实验中所用的H PA M水溶液除特殊说明外,浓度均为1500ppm(1ppm= 10-6),其 值为6 0。实验条件:反应温度45 ,转子转速为27r/m in,剪切速率为145 8s-1。

H PAM的化学降解性质体现在粘度损失上,用RV-2型旋转粘度计测定粘度。因仪器读数 值与溶液粘度成线性关系,为了方便起见,实验中没有把 值换算成粘度值,而直接用 值来表示粘度的变化情况。

2 实验结果分析与讨论

S2O82-+Fe2+为氧化-还原引发体系。氧化-还原引发体系的优点是反应活化能较低,可在较低温度下引发降解,并有较快的降解速率。

S2O82-+Fe2+引发体系为水溶性的,S2O82-单独热分解时的活化能为140kJ/mo l,与Fe2+组成氧化-还原引发体系后,活化能降为50kJ/mol,可在5 下引发降解。

实验结果表明,S2O82-+Fe2+降解体系是比Fe2+和S2O82-更为理想的降解剂,其作用效果要比Fe2+和S2O82-单独存在时好得多。作为H PAM 的理想降解剂,该降解体系具有如下优点: 降解速度快,绝大部分的降解反应都发生在反应开始的短时间内; H PAM的降解程度高; 降解反应受反应条件(如溶液pH值、反应温度)限制小。

(1)从 值与S2O82-浓度的关系以及 值与Fe2+浓度的关系可以发现,当S2O82-的浓度为70ppm、Fe2+的浓度为10ppm时,对H PAM有最好的降解效果。因此,就以确定S2O82-和Fe2+的最佳复配浓度分别为70ppm和10ppm。

(2)从 值、H PAM溶液降粘百分数与pH 值关系可以看出,当溶液pH值低于7 1时,随着pH值的降低,H PAM溶液的降粘百分数增大, H PAM的降解程度增大;当溶液pH值高于7 1时,H PA M溶液的降粘百分数不再随pH值的变化而改变,这与单独以S2O82-和Fe2+为降解剂时相比,具有 抗碱性 ,即在碱性增强时,此降解剂使H PAM溶液的降粘百分数一直保持在87%这一较高水平。

(3)从 值、H PAM溶液降粘百分数与反应温度的关系可以看出,反应温度越高,H PAM的降解程度越高。在S2O82-的浓度为70ppm、Fe2+的浓度为10ppm、pH值为5 1、反应时间为2h 的反应条件下,当反应温度为95 时,H PAM溶液的降粘百分数为96 7%;在22 时,H PAM 溶液的降粘百分数达到了80 0%;而在同样的反应条件下,当反应温度为22 时,单独以S2O82-作降解剂时的H PAM溶液的降粘百分数仅为30 0%。这表明S2O82-和Fe2+降解体系在低温时就具有高活性的特点。

(4)从 值、H PAM溶液降粘百分数与反应时间的关系可以看出,随着反应时间的增加, HPAM的降解程度增加。S2O82-的浓度为70ppm、Fe2+的浓度为10ppm、溶液pH值为5 1、反应温度为45 的反应条件下,当反应时间达到3d时, H PAM溶液的降粘百分数达到最大值,为95%。在同样的反应条件下,H PAM溶液的降粘百分数在反应开始的5m in和0 5h内分别达到了83 3%和85 0%,占总降粘百分数的87 7%和89 5%。这说明S2O82-+Fe2+降解体系对H PAM的降解反应都是在反应开始的短时间内完成的,具有快速作

35

油气田地面工程第28卷第5期(2009 5)

doi:10 3969/j issn 1006-6896 2009 05 021

抽油机井效能测试及应用研究

罗炼刚 刘成祥 刘明 尹强 陈广晔(胜利油田桩西采油厂)

摘要:2006年,桩西采油厂日开机采

井542口,油井电机总数513台,油井平均

功率因数0 75,总装机功率14043kW,年

耗电4365 104kW h,约占采油用电总

量的1/3。机采井是采油厂主要耗能设备,

是采油厂的耗能大户,只有依托完整真实的

测试数据,分析系统的能耗损失,找出节能

降耗点,采用先进的节能新技术,才能将科

学技术转化为生产力,产生经济效益,达到

创建节约型油田的目的。

关键词:机采系统;效能测试;调平衡;低冲次;变频

机采井是采油厂主要耗能设备,是采油厂的耗能大户。2006年,胜利油田桩西采油厂日开机采井542口,油井电机总数513台,油井平均功率因数0 75,总装机功率14043kW,年耗电4365 104kW h,约占采油用电总量的1/3。

据测试数据统计分析,采油厂平均机采系统效率32 8%,最高51 65%,最低5 02%。效率10%以下井21口,效率为10%~20%井84口,效率为20%~30%井293口,效率为30%以上井144口。

前期经过永磁电机配套变压器改造、机采井优化设计及节能技术改造等,机采系统效率虽达到较高水平,但仍有部分区块由于产能不足等原因,导致系统效率较低,机采系统仍有很大节能潜力。1 抽油机井效能测试方法

(1)现场测试。目前机采井效能测试主要分为电参数测试及示功图测试,两种测试同时进行。其目的主要是测试输入功率及光杆功率,计算地面效率、井下效率及系统效率。

(2)测试数据采集。测试电参数,测试时间为3min,测试参数主要有输入功率、功率因数、功率平衡度及电参数曲线图等。

2 测试中发现的问题

(1)目前桩西采油厂抽油机调平衡调整方式仍采用电流平衡法,造成部分抽油机表面平衡,而且运转有异常声音,长期运行将影响抽油机使用寿命,浪费电能。统计分析2006年机采井测试数据可知,采油厂抽油机功率平衡度只有0 5,小于0 85的标准,应采用先进的功率平衡法调整抽油机平衡。

(2)部分区块渗透率低,液面深,产能不足,造成抽油机超负荷运行,系统效率低。

(3)目前部分在用抽油机变压器型号旧、设备老化、电压不稳,造成电机运转不稳定,电机发热量大,效率下降,缩短电机使用寿命。

(4)部分抽油机优化设计不合理,电机不配套,致使电机功率因数低,大马拉小车。

(5)部分永磁电机使用过程中功率因数低,噪

用的特点。

(5)从 值、H PAM溶液降粘百分数与

H PAM浓度的关系实验表明,该降解体系对不同浓度的H PAM溶液,在S2O82-为70ppm、Fe2+的浓度为10ppm、溶液pH值为5 1、反应时间为1h、反应温度为45 的条件下,降粘百分数都超过了90%,具有显著效果。

3 结语

实验结果表明,对于给定降解剂,溶液pH 值、反应温度、反应时间均影响H PAM的降解效果。总体上,低溶液pH值、高反应温度对H PAM降解反应有利,一定长的反应时间可以使H PAM的降解程度增加。

S2O82-+Fe2+降解体系对H PAM的降解效果超过单独使用S2O82-和Fe2+。该体系具有反应速度快、降解程度高、作用效果受反应条件限制小等特点。在S2O82-的浓度为70ppm、Fe2+的浓度为10ppm、溶液pH值为5 1、反应温度为45 的条件下,H PAM溶液的降粘百分数在反应开始的5min和0 5h内分别达到了83 3%和85 0%,并在3d内达到最大值,为95 0%。

(栏目主持 杨 军)

36 油气田地面工程第28卷第5期(2009 5)