隨著油田的開發(fā)進入穩(wěn)產、增產期，油田的含水率不斷升高。為了提高采油效率，以聚合物驅油為主的三次采油技術已經在大慶、遼河、勝利、大港等東部主力油田廣泛應用，并已取得了明顯的增油降水效果和良好的經濟社會效益。然而，聚合物驅油技術的大規(guī)模應用，使得油田采注不平衡，而大量污水的產生又會導致環(huán)境污染。因此，采用污水配制聚合物配注液已成為油田生產的必然選擇。用于配制聚合物配注液的污水稱為配注污水或配注水。由于污水中成分復雜，含有大量油污、懸浮物和多種不同的離子，一定程度上削弱了聚合物配注液的黏度，從而降低油田的采收率，特別是污水中的還原性亞鐵離子(Fe2+)對聚合物配注液的黏度影響大。礦場試驗結果顯示3.0mg/LFe2+即可使井口聚合物配注液黏度下降50%以上。但是，上述文獻并沒有就亞鐵離子對聚合物配注液黏度的影響做系統(tǒng)研究。本工作系統(tǒng)分析了亞鐵離子含量與聚合物配注液黏度的關系，根據密度泛函理論模擬計算污水中還原性亞鐵離子的存在狀態(tài)，根據油田污水中亞鐵離子的存在形式和來源，針對性地開發(fā)了一種二硫代氨基甲酸類除鐵緩蝕劑(WZ1)，并考察了該除鐵緩蝕劑的除鐵效果和緩蝕性能。

　　1、試驗

　　1.1 聚合物配注液的黏度測定

　　試驗藥品有FeCl2·4H2O(分析純，購自國藥試劑廠)，聚丙烯酰胺(白色顆粒粉劑，水解度25%，相對分子質量2000×104)。試驗用污水取自勝利油田某采油廠聯(lián)合站。稱取0.355gFeCl2·4H2O溶解于純水中配制成1000mg/LFe2+的貯備液，待用。稱取5.00g聚合物(聚丙烯酰胺)在不斷攪拌下配制成5000mg/L的聚合物母液，待用。

　　由于污水取回至實驗室進行試驗時，其中的亞鐵離子已被氧化，因此需先向污水中加入貯備液，再與聚合物母液配制得不同亞鐵離子含量的聚合物配注液(以下稱配注液)。待配注液放置60min后，采用BrookfieldWZWZV-ⅢULTRA可編程流變儀測其黏度。測試溫度設置為68℃(與孤東地下采油溫度一致)，測試時間為5min，黏度計常數(shù)設定為999.9mm2/s2。

　　1.2 除鐵緩蝕劑的性能測試

　　1.2.1 除亞鐵離子能力評價

　　從勝利油田坨一污水站外輸水和孤東十號配注站配注污水分別取污水樣置于取樣瓶中，現(xiàn)場向污水樣中投加30mg/L除鐵緩蝕劑WZ-1，搖勻并靜置45min，采用ZZW-Ⅱ/P型便攜式多參數(shù)水質測定儀測污水中亞鐵離子的含量，以判斷除鐵緩蝕劑的除亞鐵離子效果。

　　1.2.2 緩蝕性能評價

　　試驗材料為A3碳鋼，其化學成分(質量分數(shù))為0.42%～0.50%C，0.17%～0.37%Si，0.50%～0.80%Mn，≤0.25%Cr，≤0.30%Ni，≤0.25%Cu，其余為Fe。將A3碳鋼制成電極試樣，工作面積為1cm2，非工作表面用環(huán)氧樹脂密封，工作表面經1號～6號金相砂紙逐級打磨拋光，清洗，無水乙醇除油，去離子水沖洗干凈。

　　電化學測試采用三電極體系在美國PARSTAT2273型電化學工作站上進行。參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，輔助電極為鉑電極，工作電極為A3碳鋼電極。試驗介質為勝利油田孤東采油廠十號配注站的配注污水，其礦化度為9684mg/L，硫酸鹽還原菌含量為25個/mL，含油量為42.6mg/L，懸浮物含量為36mg/L。向配注污水中投加除鐵緩蝕劑WZ-1，其投加量分別為0，5，10，20mg/L。將工作電極在投加除鐵緩蝕劑WZ-1的污水中浸泡7d后，再進行電化學試驗。電化學阻抗測量頻率范圍為0.05Hz～100kHz，交流激勵信號峰值為5mV。

　　采用日立公司SU-1500型掃描電鏡(SEM)觀察在投加了0mg/L和20mg/L除鐵緩蝕劑WZ-1的試驗介質中浸泡7d后碳鋼電極的表面形貌，并采用能譜儀(EDS)分析其表面的化學成分。

　　1.2.3 對配注液黏度的影響

　　為研究在配注污水中添加鐵緩蝕劑WZ-1后，對配注液黏度的影響，分別開展了配注液黏度大小及穩(wěn)定性兩方面試驗。試驗用聚合物母液取自勝利油田孤東采油廠某配注站，經檢測其中聚丙烯酰胺的質量濃度為4984mg/L。向含亞鐵離子質量濃度為0.89mg/L和1.08mg/L的配注污水中投加不同量除鐵緩蝕劑WZ-1，然后分別與聚合物母液進行1∶1(體積比)稀釋得到聚合物配注液。用BrookfieldWZWZV-ⅢULTRA可編程流變儀測配注液黏度。通過老化試驗考察配注液的穩(wěn)定性。用含0.89mg/L亞鐵離子的配注污水制備配注液，然后置于68℃恒溫箱中進行老化，老化不同時間后取出該配注液，測其黏度，老化周期為28d。

　　2、結果與討論

　　2.1 配注液的黏度

　　從圖1中可看出，亞鐵離子含量對配注液的黏度有顯著的影響。當配注液中亞鐵離子質量濃度為1.0mg/L時，配注液的黏度由未投加亞鐵離子時的34.7mPa·s降至20mPa·s左右;當亞鐵離子質量濃度為3.0mg/L時，配注液的黏度已降至10.0mPa·s以下，降幅超過70%。因此必須嚴格控制配注污水中亞鐵離子的含量，以穩(wěn)定配注液的黏度，保障采收率。