聚合物驱油数值模拟黏度可减少大量的测试工 作，在驱油过程中有十分重要的地位。但是，目前 这方面研究报道还很少。本文的研究目的是通过幂 律方程[1]和高分子稀溶液理论[>5]建立一个表观黏 度半经验流变方程，为聚合物驱油过程黏度预测提 供可靠的依据。

 

水解聚丙烯酰胺(HPAM)盐水溶液流变曲线在 整个切变速率的范围内存在3个区域：在很低的剪 切速率(r〇下是牛顿流体；在极高的剪切速率下也 是牛顿流体，它们的黏度是一个定值，与剪切速率 无关，分别称为零切黏度（和)和上极限黏度（>?=); 在二区域之间为非牛顿性假塑性流体，溶液黏度无 定值，属表观黏度（i?J,三者间有仰〉如〉卜[6]. 在实际应用中，HPAM盐水溶液的流变行为处于非牛顿区，其％与％间的关系符合幂定律U]7. =⑴式中々为幂律式指前常数，^为流变行为指数。 由于HPAM是聚电解质，其盐水溶液的流变行为 与其结构形态密切相关。根据髙分子溶液的缠结理 论[7]，对于同一盐浓度(ts)、同一温度下的HPAM 溶液，当?很小时，聚合物浓度(^)越大，则分 子链缠结越严重，内摩擦阻力越大，如越大?，当 ?很大，达到强剪切状态时，大分子链的缠结已 被完全打开，取向也已经达到极限状态，相对运动 变得容易，与大分子链的缠结无关，而只与单 个分子的结构形态有关。但对相同盐浓度与温度的 同一 HPAM溶液样品，其分子结构形态都是相同 的，故近似一定值，与&无关，即在相同盐浓 度与温度下不同&的同一 HPAM溶液的流变曲线 在高剪切速率下近似相交于一点。目前，许多工作[13]证实了这一观点。据此，作者提出两点假 设：对相同盐浓度与温度下不同&的同一 HPAM 溶液流变曲线，都存在各自惟一的如值和与之相 应的惟一 Ar值及惟一”值，且如、n与?将 分别有唯一的对应关系，故有如下关系式?〇 = fi(pv)(2)

 

? = h(pv)⑶k = /j(/)p)(4)

 

将式(3)和式(4)代人式(1),得>?<■ = /3(PP)<2(V—1(5)

 

式(5)即为本工作建立的非牛顿性流体表观黏度半 经验流变方程，它和式(2)结合即可完整播述相同 盐浓度与温度下不同外的同一 HPAM溶液流变 曲线。

 

1实验部分本实验样品采用日本产HPAM(AT- 530), 其水解度为27.3%,相对分子质量为1.320X10' 在^^上^丨丄-切条件下不同化的册^盐 水溶液流变曲线测定用HAAKE RV- !_00型旋转 流变仪。待测液于实验温度25 X：下恒温10 min后 测定％ - %流变曲线，由该曲线可得，按 式(1)处理得A、《值，结果列于表1.

 

Table 1 Flow parameters <rf HPAM at 0.12 mol*L” NaCl solutionSamplekn125001602.58223.440.590220001123.64189,640.59531500698.32131.430.649410003S5.1472.840.6825500138.2641.380.738615032.5412.870.82971€04.987.580.896S503.273.120.9752结果与讨论2.1%与，1)关系式的建立根据式(2)，作者将如，啡对内作图，如图i 所示。对其进行多项式回归，则有如下式7〇 = 2xl〇8d + 2.161xl05l0p — 5.661(6)

 

式中如单位是mPa、Pp单位是g.nT1,下同。

 

将该式的计算值和实测值相比较，其平均相对 误差为9.8%.

 

Fig. 1 Relation of 外丨叫 and ?

 

2.2n-pp关系式的建立根据式(3),将^对Pp作图，如图2所示。用 最小二乘法处理，有如下式n = - 0.09531n,〇p + 0.0163(7)

 

将该式的计算值和实测值相比较，数据相当吻合， 其平均误差为1,2%.

 

2.3ft-pp关系式的建立根据式(4),将是对Pp作图，如图3所示。用 最小二乘法处理，有如下关系式k = 1.3384 x 105 f,1/661(8)

 

将该式的计算值和实测值相比较，其平均相对误差 为 6.8%.

 

2.4模拟黏度公式的建立将式(7)和式(8)代人式(1>,有如下关系式Va = 1.3384 X I〇5^37⑶该式即为HPAM假塑性区流变曲线的模拟公式，第53卷第10期杨菊萍：水解聚丙烯St胺盐水溶液半经验流变方程? W91 .

 

它和式（6)结合即可完整地模拟本实验条件下的 HPAM溶液的流变行为。为了考察该公式的符合 程度，作者在■^为 0.01、0.012、0.015、0,018、 0.1、1、10、100 和 1000s-  时，用式(9)计算 7a， 用式(6)计算相应的如，分别记作和％，ral, 把它们和实验值相比较，发现二士相当吻合， 其平均误差为7.9%，结果见图4.

 

10000 1000300 250 200 叫50 100 50 02.5*-?关系的讨论由式(7)和式(8)可以看出*和n密切相关， 将务对《作图，其相关系数达0. 9938,如图5所 示。由图可以看出，在本研究条件下，随着?增 大，A减小，与Ward[B]的结论相一致。这也说明 了作者以(〇p关联A与n是正确的。

 

3结论建立了黏度与剪切速率之间的关联式，此式适 用于温度为25 t：、相对分子质量为1.32〇xl〇7、 水解度为27. 3%、外加盐浓度为0.12 mol. L-1、 聚合物浓度在50~2500网?ml—范围内的HPAM 盐水溶液的流变行为。

转载请注明：山东东达聚合物有限公司（http://www.sdpamchina.com/)，是专业的阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺生产厂家，专业生产聚丙烯酰胺,阴离子聚丙烯酰胺,阳离子聚丙烯酰胺,非离子聚丙烯酰胺。拥有雄厚的技术力量，先进的生产工艺和设备。东达聚合物有限公司全体员工为海内外用户提供高技术,高性能，高质量的聚丙烯酰胺产品。专业聚丙烯酰胺生产厂家：山东东达聚合物有限公司热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。