油田化學(xué)2012-3

1、第二章第二章 油田用高分子油田用高分子第一節(jié)第一節(jié) 高分子化合物的定義及特高分子化合物的定義及特點(diǎn)點(diǎn) 高分子化合物的定義及特點(diǎn)高分子化合物的定義及特點(diǎn)l定義： 高分子是指那些分子量從幾千到幾百萬(甚至幾千萬)的化合物。一般把分子量大于10000以共價(jià)健結(jié)合的化合物稱為高分子化合物，簡稱高分子高分子(或聚合物或聚合物)。高分子是天然高分子化合物和合成高分子化合物的總稱。目前，把除酶、核酸和蛋白質(zhì)以外的合成高分子化合物稱為高聚物。 高分子化合物的定義及特點(diǎn)高分子化合物的定義及特點(diǎn)l特點(diǎn)： 高分子的分子量比低分子的分子量大得多；高分子的構(gòu)象比低分子多（所謂構(gòu)象就是由于CC單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而形成的分子空間形

2、象）；高分子還有多分散性。 高分子化合物的定義及特點(diǎn)高分子化合物的定義及特點(diǎn)l常用術(shù)語：l單體-組成高分子化合物的簡單分子。l鏈節(jié)-組成高分子化合物的基本結(jié)構(gòu)單元。l聚合度-高分子含有單體結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目稱聚合度。若結(jié)構(gòu)單元為一種物質(zhì)，則鏈節(jié)數(shù)就是高分子的聚合度。l分子量-基本鏈節(jié)分子量與鏈節(jié)數(shù)的乘積。n CH2=CH2 CH2 CH2 n第二節(jié)第二節(jié) 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l一、數(shù)均分子量 按分子數(shù)目分布的統(tǒng)計(jì)平均，用端基分析、冰點(diǎn)降低、沸點(diǎn)升高、滲透壓、蒸氣壓降低測得的為數(shù)均分子量，定義為：l此法一般適用于分子量為3

3、104以下。 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l二、重均分子量 按高分子重量的統(tǒng)計(jì)平均，定義為：l采用光散射、超速離心沉降平衡法測定的平均分子量為重均分子量 。適用分子量范圍為1104 1106。 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l三、Z均分子量 按Z量的統(tǒng)計(jì)平均，定義為：l采用超速離心沉降平衡測定法可得重均或Z均分子量 。適用分子量范圍為1103 5106，甚至高達(dá)1107 。 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l四、粘均分子量 用高分子溶液粘度測得的平均分子量為粘均分子量 ，定義為：l為高分子在溶劑中與形態(tài)有關(guān)的常數(shù)，一般情況下=0.51.0，

4、常取0.6。烏氏粘度計(jì)烏氏粘度計(jì)毛細(xì)管粘度計(jì)毛細(xì)管粘度計(jì) 烏氏粘度計(jì)、奧氏粘度計(jì)和毛細(xì)管粘度計(jì)都是重力型的毛細(xì)管粘度計(jì)，是通過測量一定體積的流體在重力作用下，以勻速層流狀態(tài)流經(jīng)毛細(xì)管所需的時(shí)間求運(yùn)動(dòng)粘度。毛細(xì)管粘度計(jì)的測量范圍較寬、精度較高、簡單易維護(hù),可用于高壓，但對被測液體清潔度要求高，適于測量潤滑油、燃料油等。 奧氏粘度計(jì)奧氏粘度計(jì) 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l對同一種高分子，幾種平均分子量的關(guān)系如下： MzMwMMn 幾種分子量相差越大，說明高分子的分子大小越不整齊； 當(dāng)=1時(shí)， M= Mw；0 1時(shí)， Mn M Mw 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的

5、分布l例如：有一種高分子，其中分子量為1 105的分子1000個(gè)和分子量1 106的分子500個(gè)混合而成，計(jì)算該高分子的各種平均分子量。 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l分子量分布寬度： 只用分子量的平均值不足以描述一個(gè)多分散的高分子試樣，還應(yīng)知道試樣的分子量分布曲線或分子量分布函數(shù)，可用分布寬度指數(shù)(試樣中各個(gè)分子量與平均分子量之間的差值平方平均值)表示，此值與兩種分子量的比值有關(guān)。 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布l如下圖，兩種平均分子量相同(如200萬)的高分子化合物分子量分布寬度不同，其性質(zhì)不同。對增粘

6、能力分布窄的就比分布寬的好，對抗剪切能力，分布窄的也比分布寬的好。根據(jù)分子量分布范圍，我們可選擇與地層孔隙大小相適應(yīng)的分子量大小的高分子，其用于堵水效果好。 平均分子量和分子量的分布平均分子量和分子量的分布凝膠色譜儀凝膠色譜儀l凝膠色譜技術(shù)是六十年代初發(fā)展起來的一種快速而又簡單的分離分析技術(shù)，由于設(shè)備簡單、操作方便，不需要有機(jī)溶劑，對高分子物質(zhì)有很高的分離效果。凝膠色譜法又稱分子排阻色譜法。凝膠色譜主要用于高聚物的相對分子質(zhì)量分級分析以及相對分子質(zhì)量分布測試。 第三節(jié)第三節(jié) 高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài) 高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)l高分子化合物是由許多鏈節(jié)連接而成的，由于基本

7、結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，基本單元相互間的連接方式不同，單個(gè)高分子化合物具有不同的結(jié)構(gòu)形式，有三種結(jié)構(gòu)。 高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)l (1)線型結(jié)構(gòu) 由許多基本結(jié)構(gòu)單元連接成一個(gè)線型長鏈大分子，如： 高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)l(2)支鏈型 長鏈分子兩邊，接有相當(dāng)數(shù)量的側(cè)鏈，稱支鏈型聚合物，如 高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)l (3)體型 當(dāng)高分子化合物的鏈與鏈之間有交聯(lián)鍵連接時(shí)，則形成體形結(jié)構(gòu)，如聚丙烯酰胺(PAM)用甲醛CH20交聯(lián)： 高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)高分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)l 第四節(jié)第四節(jié) 高分子的分類高分子的分類 高分子的分類高分子的分類l 一、按來源分類 l 天

8、然高分子、合成高分子和生物高分子。天然高分子如淀粉、植物膠、纖維素等；合成高分子又分加聚高分子(均聚物、共聚物)及縮聚高分子(縮聚物)；生物高分子是由微生物(細(xì)菌)合成的高分子，如生物聚多醣類高分子。 高分子的分類高分子的分類l n CH2=CH2 CH2 CH2 nn CH2=CH CH2 CH n CONH2 CONH2 高分子的分類高分子的分類l二、按溶解性分類 油溶性高分子和水溶性高分子。l三、按熱性質(zhì)分類 熱塑性高分子-加熱后可以軟化變形，甚至流動(dòng)，冷卻后可以固化； 熱固性高分子-加熱固化后再加熱也不易變形。 高分子的分類高分子的分類l四、按工藝或用途分類 塑料、橡膠和纖維l五、按幾

9、何結(jié)構(gòu)分類 線型高分子(一維高分子)； 支鏈型高分子(二維高分子)； 體型高分子(三維高分子)。 高分子的分類高分子的分類l六、按主鏈結(jié)構(gòu)分類 碳鏈高分子，即聚合物主鏈?zhǔn)怯蒀原子構(gòu)成，如聚烯烴及二烯烴衍生物；雜鏈高分子，聚合物主鏈除C外還有0，S，N，P等元素分子組成；元素高分子，聚合物主鏈上有Si、Ti、Al等天然有機(jī)物中不常見的元素原子(見下表)。 高分子的分類高分子的分類第五節(jié)第五節(jié) 高分子溶液高分子溶液 高分子溶液高分子溶液l高分子溶液是高分子在溶劑(水或油)中分散而成的均勻分子分散體系；高分子溶液的顆粒直徑約10-710-5cm，在膠體溶液的范圍內(nèi)，但不同于膠體溶液，它是穩(wěn)定體系，屬

10、真溶液，而膠體溶液是不穩(wěn)定體系。 高分子溶液高分子溶液 一、高分子的溶解一、高分子的溶解 l高分子的溶解與低分子化合物溶解不同，低分子溶解是分子相互擴(kuò)散、滲透、最后形成分子分散的均相體系的過程。而高分子化合物的溶解，有兩個(gè)過程，必先經(jīng)過溶脹溶脹的過程，然后才逐漸溶解溶解。主要因?yàn)楦叻肿优c溶劑分子的尺寸相差懸殊，兩者分子運(yùn)動(dòng)速度存在數(shù)量級差別，溶劑分子能很快滲入高分子內(nèi)部而高分子向溶劑擴(kuò)散卻非常慢，故溶脹就是高分子吸收了溶劑分子后其重量、體積都相對增加的現(xiàn)象。并非所有的高分子都能溶解變成溶液。 高分子溶液高分子溶液 一、高分子的溶解一、高分子的溶解l高分子溶解的條件： l1)高分子結(jié)構(gòu)為直鏈線型

11、能溶解，交聯(lián)度很低的高分子加熱后緩慢溶解，交聯(lián)度高的體型高分子不溶不熔。 高分子溶液高分子溶液 一、高分子的溶解一、高分子的溶解2)高分子溶解必須有適當(dāng)?shù)娜軇?根據(jù)“相似相溶”的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，即極性相近規(guī)則，極性物質(zhì)溶于極性溶劑中，非極性物質(zhì)溶于非極性溶劑中。如聚丙烯酰胺有極性基團(tuán)，可溶于水不溶于油；聚乙烯是非極性分子只溶于油而不溶于水，因此，要根據(jù)高分子的結(jié)構(gòu)來選擇溶劑。 高分子溶液高分子溶液 一、高分子的溶解一、高分子的溶解3)分子鏈越長(即分子量越大)，高分子自身間的內(nèi)聚力越大，溶解性越小。如PAM分子量在105106都能溶于水， 107在水中幾乎不溶。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液

12、的流變性二、高分子溶液的流變性l流變性流變性就是材料在力的作用下發(fā)生流動(dòng)和形變的性質(zhì)。高分子的流變性可簡單地劃分為彈性彈性、粘性粘性和塑性塑性，塑性在形式上可看作彈性和粘性的組合，而流變性則是三種流變行為更復(fù)雜的組合。MCR300高級擴(kuò)展式流變儀是旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的一種，屬錐板式。其測量粘度的原理是使平板在液體中旋轉(zhuǎn)，或這些物體靜止，而使周圍的液體作同心狀旋轉(zhuǎn)流動(dòng)時(shí)，這些物體均將受到基于液體的黏滯阻力產(chǎn)生的力矩作用。若旋轉(zhuǎn)速度等條件相同，這個(gè)力矩大小將隨液體的黏稠程度而變化，液體粘度越大，力矩越大，因此測定力矩就可得液體的粘度。 MCR300高級擴(kuò)展式流變儀 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變

13、性二、高分子溶液的流變性l1.流體的幾種主要流型 (1) 牛頓流體-凡剪切應(yīng)力()和剪切速率()之間呈線性關(guān)系的流體，或在一定溫度下，無論什么流態(tài)，其粘度為一常數(shù)的流體稱牛頓流體。 如水、輕質(zhì)油、低分子溶液都是牛頓流體，在-普通座標(biāo)上為一條通過原點(diǎn)的直線。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l(2) 非牛頓流體-表觀粘度為剪切應(yīng)力與剪切速率的比值。 非牛頓流體又分流變性與時(shí)間無關(guān)(無時(shí)間依賴性)的流體如賓漢塑性體賓漢塑性體(無切變速率依賴性)及流變性與時(shí)間有關(guān)(有時(shí)間依賴性)的觸變性和震凝性流體觸變性和震凝性流體。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高

14、分子溶液的流變性l1) 賓漢塑性體- 此種流體的特點(diǎn)是開始受到外力作用時(shí)不流動(dòng)，當(dāng)外力逐漸增大到某一臨界值。時(shí)才開始流動(dòng)，此臨界值稱為屈服值屈服值。當(dāng)作用力小于。時(shí)，流體內(nèi)部結(jié)構(gòu)恢復(fù)，不能流動(dòng)，流動(dòng)以后其流態(tài)同牛頓流體，如鉆井用的般土泥漿、油漆、泡沫等。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l2)假塑性流體 l式中K為稠度系數(shù)，n為流型指數(shù)，此種流體的特點(diǎn)是：在極低和極高的剪切速率下，其流態(tài)近于牛頓體，在中等剪切速率下(油田一般使用條件)速率增加表觀粘度變小，即切力變稀。多數(shù)高分子溶液、含蠟原油等屬此種流型，它們往往還是屈服假塑性流體即帶屈服值的假塑性流體，因?yàn)楦叻?/p>

15、子的溶液、含蠟原油在低溫時(shí)或濃度高時(shí)分子間會(huì)形成結(jié)構(gòu)，因而叫屈服假塑性流體。K越大，高分子的增粘能力越強(qiáng)；越大越接近于牛頓流體。當(dāng) = 1，K= 時(shí)為牛頓流體。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l3)脹流型流體 =k n ，n1 與假塑性流體恰好相反，這種流體的特點(diǎn)是剪切速率增加，表觀粘度增加，這就叫切力變稠，體積發(fā)生膨脹，這主要是因?yàn)槊浟黧w系中質(zhì)點(diǎn)排列很緊密，故靜止時(shí)質(zhì)點(diǎn)間被液體占有的空隙體積最小，攪動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生重排，使空間體積增加，所以體系總體積增大，由于空隙增大，質(zhì)點(diǎn)接觸處的液層量減少，液層原有的潤滑效應(yīng)相應(yīng)減弱，所以流動(dòng)阻力增加。少數(shù)高分子懸浮液以及淀粉

16、、蛋白質(zhì)、瀝青等屬脹流型流體。假塑性及脹流型流體又叫冪律流體，因?yàn)槠鋘是指數(shù)關(guān)系。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l以上三種流體的表觀粘度只取決于剪切速度的大小，而與剪切速度作用的時(shí)間無關(guān)，因此它們又稱為與時(shí)間無關(guān)的非牛頓流體。還有的流體表觀粘度不僅與剪切速度有關(guān)，還與剪切作用的時(shí)間有關(guān)。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l4)觸變性流體 = 常數(shù)時(shí)，表觀粘度隨剪切時(shí)間的加長而變小，當(dāng)剪切取消時(shí)，其表觀粘度又可恢復(fù)（可逆）稱為觸變性，含蠟原油溶液都有觸變性。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l5)

17、震凝性流體 當(dāng)=常數(shù)時(shí)，表觀粘度隨剪切時(shí)間的加長而變大，剪切力取消后，不能恢復(fù)原狀(不可逆)，如造型石膏、糊狀物有此特性。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l(3)粘彈性流體 理想的彈性體，受到外力后，平衡形變是瞬時(shí)達(dá)到的，與時(shí)間無關(guān)；理想的粘性體受到外力后，形變隨外力線性發(fā)展。而高分子材料的形變性質(zhì)與時(shí)間有關(guān)，介于理想彈性體和理想粘性體之間(見下圖)稱之為粘彈性粘彈性。粘彈性是高分子材料的一個(gè)重要特性，高分子溶液也表現(xiàn)出粘彈性。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l

18、2.高分子溶液的粘度 粘度粘度是液體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦的度量，高分子溶液的粘度是溶液中的高分子之間受到運(yùn)動(dòng)的影響而產(chǎn)生的摩擦阻力，非牛頓流體的粘度一般用表觀粘度表征。Brookfield DV-II+系列布氏旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)系列布氏旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) ULA超低粘度適配器超低粘度適配器 布氏粘度計(jì)是同軸圓筒式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，它通過浸入被測液中的轉(zhuǎn)子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)形成的扭矩來測量粘度值，扭矩與浸入樣品中的轉(zhuǎn)子被粘性拖拉形成的阻力成比例，因而與粘度也成比例。本儀器可測定牛頓型液體絕對粘度（動(dòng)力粘度），也適用于非牛頓型液體，測量粘度的范圍較廣。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l高分子溶液粘

19、度的幾種表示方法： 相對粘度：表示溶液粘度比溶劑粘度大的倍數(shù)。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l 增比粘度：表示溶液粘度比溶劑粘度增加的分?jǐn)?shù)。l比濃粘度：表示所有高分子在濃度C的情況下，對溶液粘度的貢獻(xiàn)，其值隨C的變化而變化。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l 特性粘度：定義式為： 表示單個(gè)高分子在濃度C的情況下，對溶液粘度的貢獻(xiàn)，它是無限稀釋高分子溶液的比濃粘度，其值與濃度無關(guān)，在一定的濃度及溶劑中，此值取決于單個(gè)高分子的結(jié)構(gòu)及分子量，高分子的分子越長(即分子量越大)或體積越大，對流體的阻力就越大，因而粘度也就越大，故特性粘

20、數(shù)是與溶掖中的分子量及分子形態(tài)有關(guān)的特性數(shù)據(jù)。所以由可測定高分子的分子量，這也就是粘度法測分于量的原理。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l3影響高分子溶液粘度的主要因素l(1)溶劑的影響 在良溶劑中，溶劑化使高分子線團(tuán)舒展擴(kuò)張，線團(tuán)間的聚集作用減弱，線團(tuán)的密度減小，對溶劑分子流動(dòng)的干擾大，粘度大；在不良溶劑中，溶劑分子和鏈段間的作用力小，鏈段間的內(nèi)聚力使線團(tuán)緊縮，線團(tuán)密度增大，粘度減小。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性(2)分子量和濃度的影響 相同濃度下，分子量大粘度大，因?yàn)橐话愀叻肿釉谌芤褐械男螒B(tài)是無規(guī)線團(tuán)狀，它的流動(dòng)是大分

21、子通過各鏈段數(shù)協(xié)同“跳躍”，而實(shí)現(xiàn)整個(gè)質(zhì)心的位移，大分子鏈越長，需要協(xié)同跳躍的鏈段數(shù)越多，困難就越大，所以表現(xiàn)為分子量越大粘度越大。在相同分子量下，濃度越高粘度越大，因?yàn)闈舛壬吆?，大分子線團(tuán)靠得更緊密，纏結(jié)點(diǎn)增加，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以粘度增加。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l(3)溫度的影響 一般高分子溫度上升粘度下降，大約溫度每上升1粘度下降110。因?yàn)闇囟壬仙肿舆\(yùn)動(dòng)加劇，分子間力下降，纏結(jié)點(diǎn)松開，所以粘度下降。溫度上升的同時(shí)溶劑擴(kuò)散能力增強(qiáng)，使溶劑化程度下降，分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的能量增加，使分子更加卷曲，因而粘度下降。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流

22、變性二、高分子溶液的流變性l(4)剪切速率的影響 高分子溶液是一種對剪切十分敏感的假塑性流體，溶液粘度隨剪切速率上升而下降，在低剪切速率下大分子線團(tuán)互相靠近，溶液呈現(xiàn)出很高的粘度。在剪切作用下，卷曲線團(tuán)被拉直取向，有利于大分子之間的相互滑動(dòng)，使粘度降低；剪切速率加大，大分子更易取向拉直，流動(dòng)阻力降低，所以粘度降低更甚；當(dāng)剪切取消后，粘度又可慢慢恢復(fù)，此種現(xiàn)象叫切力變稀。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l當(dāng)剪切速率增大到很大時(shí)，粘度大大下降，此時(shí)，切力取消后，大分子粘度再也不能恢復(fù)，此種現(xiàn)象叫剪切降解，這是因?yàn)榇蠓肿渔湵淮驍唷切力變稀切力變稀和剪切降解剪切降解

23、的區(qū)別在于切力變稀只是大分子形態(tài)改變，所以一旦切力取消大分子又可恢復(fù)原形態(tài)，粘度也就恢復(fù)了，而剪切降解是大分子鏈被打斷，變成了小分子，因而粘度不能恢復(fù)。分子量大，剪切敏感性大，因?yàn)闊o規(guī)線團(tuán)纏結(jié)、消除效應(yīng)大，也就是說容易變形。分子量分布寬的較分布窄的剪切敏感性大。 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l(5)含鹽量的影響 Na+對高分子溶液的粘度影響較大，尤其是二價(jià)陽離子。如對HPAM部分水解聚丙烯酰胺： 高分子溶液高分子溶液二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l高分子線團(tuán)中有-COOH和-COONa基團(tuán)，在水溶液中可離解成-COO-、H+； -COO-、 N

24、a+，由于靜電斥力，使高分子線團(tuán)疏松，粘度變大。當(dāng)加入Na+，其溶劑化作用強(qiáng)，能吸收大量水份，抑制了-COOH的離解，同時(shí)由于有Na+ ，也抑制了-COONa中Na+的離解，因而高分子線團(tuán)間的靜電斥力減弱，線團(tuán)緊密，所以粘度下降。 高分子溶液高分子溶液 二、高分子溶液的流變性二、高分子溶液的流變性l(6)其它因素 如pH值、水解度等對PAM、PAN等高分子化合物的粘度也都是重要的影響因素。 高分子溶液高分子溶液 三、減阻作用三、減阻作用l減阻又稱Toms效應(yīng)。 加入少量高分子化合物，使流體流過固體表面的摩擦阻力大大降低的作用叫減阻作減阻作用用。鉆井中減少泥漿的摩阻，采油中減少壓裂液、堵水劑及注

25、入水的摩阻，油氣集輸中減少輸油管線的摩阻都是十分重要的問題。減阻可以節(jié)約動(dòng)力，發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用。還可使原來因摩阻太大，不能實(shí)現(xiàn)的作業(yè)成為可能。 高分子溶液高分子溶液 三、減阻作用三、減阻作用l如壓裂液減阻，可使其到地層保持高壓， 不致因壓力損失大，而達(dá)不到預(yù)期的壓裂效果。輸油上減少摩阻，可使管線輸油量增加。美國阿拉斯加管線，加油溶性減阻劑烯烴聚合物10mg/L，減阻率可達(dá)25。水溶性減阻劑減阻率甚至可達(dá)80以上，聚氧乙烯PEO，加30mg/L，減阻率可達(dá)67，鈉羧甲基纖維素(CMC)的水溶液，湍流摩阻比水還低，可見某些高分子溶液有良好的減阻性能。 高分子溶液高分子溶液 四、交聯(lián)和絡(luò)合四、交聯(lián)

26、和絡(luò)合-聚合度變大的化學(xué)變化聚合度變大的化學(xué)變化l增加高分子溶液的粘度可以通過增加高分子溶液的濃度來達(dá)到，也可把高分子交聯(lián)起來形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而增粘，提高濃度增粘不經(jīng)濟(jì)，因此，利用高分子交聯(lián)特性來增粘的方法已普遍使用。交聯(lián)交聯(lián)就是高分子靠交聯(lián)劑的共價(jià)鍵結(jié)合而成，這種鍵與高分子內(nèi)部的共價(jià)鍵一樣強(qiáng)。絡(luò)合絡(luò)合是指高分子與金屬離子形成配位鍵而聯(lián)結(jié)起來，這種配位健比共價(jià)鍵弱，易受剪切而降解。 高分子溶液高分子溶液 四、交聯(lián)和絡(luò)合四、交聯(lián)和絡(luò)合-聚合度變大的化學(xué)變化聚合度變大的化學(xué)變化l如聚丙烯酰胺可以通過甲醛交聯(lián)起來，部分水解聚丙烯酰胺可與Al3+、Cr3+等交聯(lián)成鋁凍膠和絡(luò)凍膠。在交聯(lián)反應(yīng)中高分子化合物稱

27、為成膠劑成膠劑；與高分子發(fā)生反應(yīng)，使其成為體型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)劑稱為交交聯(lián)劑聯(lián)劑。 高分子溶液高分子溶液 五、降解五、降解聚合度變小的化學(xué)變化聚合度變小的化學(xué)變化l降解可分為三類： 物理降解-由光、熱、輻射、機(jī)械剪切所引起的降解為物理降解； 化學(xué)降解-由酸、堿、氧等引起的降解稱化學(xué)降解； 生物降解-由酶(細(xì)菌)所引起的降解稱為生物降解。 高分子溶液高分子溶液 六、水解六、水解聚合度相似的化學(xué)變化聚合度相似的化學(xué)變化l水解是物質(zhì)加水所引起的分解作用。凡含有酯鍵RCOOR、醚鍵O、酰胺鍵CONH2、腈基CN的高分子，在酸或堿的作用下，都可發(fā)生水解反應(yīng)，使高分子溶液性質(zhì)有所改變。如PAM水解成HPA

28、M：第六節(jié)第六節(jié) 油田常用的幾種高分子油田常用的幾種高分子 油田常用的幾種高分子油田常用的幾種高分子l一、聚乙烯PE（polyethylene） 可用作工程塑料、絕緣材料、耐腐蝕的塑料管線、塑料容器，高壓聚乙烯可作油井防蠟劑。 油田常用的幾種高分子油田常用的幾種高分子l二、聚丙烯酰胺PAM(polyacrylamide) 聚丙烯酰胺是石油工業(yè)中用途最廣泛的一種高分子化合物，在鉆井泥漿中用作降失水劑、絮凝劑、防塌劑，采油中用作增粘劑、驅(qū)油劑，壓裂中作懸砂劑，微乳液驅(qū)中作流度緩沖劑，作選擇性堵水劑，還有的用它作防垢劑。 油田常用的幾種高分子油田常用的幾種高分子lPAM的分類：l（1）非離子型：一般說是沒水解或水解度小于4%。 油田常用的幾種高分子油田常用的幾種高分子lPAM的分類：l（2）陰離子型：部分水解PAM為陰離子型。 油田常用的幾種高分子油田常用的幾種高分子lPAM的分類：l（3）陽離子型：PAM羥甲基化后再與胺類反應(yīng)