水溶性高聚物聚丙烯酰胺（P AM )和部分水解聚丙烯酰胺（PHP )的水溶液是一種假 塑性流體，其粘度值隨剪切速率（丨）變化。Shamki等采用四球粘度計研究了 PAM水 溶液的變化規律[11.本工作根據同一原理設計了五球粘度計，使剪切速率的范圍擴大為166.5(1) — 1020 (1 ),除對PAM還對PHP進行了研究，把水改為實用性更強ss的1€20 - NaN03, H20 —NaCl和H20 — NaN03-乙醇胺溶劑體系。結果表明，相對 粘度特性粘數h]和i的關系，其基本規律與Shamki的純水體系相近，^、h] 隨y’的增大而降低，當纟增大到某一值后，h]趨于定值。這一結果為粘度法準確測定 PAM和PHP的h]和分子量及粘度計的選擇提供了依據。本工作對油田開發等領域， 如PAM, PHP水溶液在多孔介質中的流動行為的研究有一定的意義。

　　

　　1.試劑和儀器PAM試樣1.為364萬；PHP試樣2,冗為300萬水解度分別為2 - 1，3.9 %, 2-2, 18.6%和2-3, 24.1 %,該PHP試樣由同一 PAM,經溫和水解制得，可認 為其真實分子量相同。NaN03, AR; NaCUAR;乙醇胺，CP.

　　

　　128"/vnpghd*y =4vntR?

　　

　　(2)

　　

　　五球粘度計，見圖1.毛細管直徑為〇。59mm，長度為26 cm,通過計算和測定，由 公式（1)、（2)求出各球對于純水的流經時間，剪切速率纟等參數，如表1所示。

　　

　　式中各項分別表示純水粘度、密度，毛細管長度、直徑、半徑，小球體積，高度及重力加速度。

　　

　　Tab.l Parameters of the Five Balls ViscometerNo.l2345K(ml)4.83.52.51.50.75H (cm)14.79.26.74.42.4t (s)233.4272.0266.8243.8223.4i 0/ s)1020.1638.2464.8305.2166.5* 1993年3月11日收到244Fig.l Five balls viscometerFig.2 Relationship of In"r and y. for H20 一 INNaCI PAM solution2.實驗步驟采用國家標準GB12005.1 _ 89《聚丙烯酰胺特性粘數的測定方法分別測定對應 于每個球的PAM, PHP溶液不同濃度下的流經時間~及溶劑流經時間測定時取待測液20ml，稀釋時依次加人溶劑丨〇、10、20、20ml,使用兩只秒表連續測定•完成一次測定，可以得到對應于每個球的五組數據，分別計算其 ,用外推法求出對應于各球的h].

　　

　　f的確定：將（2)式具體化為（3)式，代人相應小球的體積K(ml)和不同濃度下的流經時間f(s),算得各自的y_值。

　　

　　•4Vv1=; = 4.96 x 1〇4 丄（s-i)(3)

　　

　　3.14 x(+ x 0.59 x 1〇_ 丨)、13.結果與討論以PAM試樣1的H20 -IN NaCI溶液用五球粘度計進行稀釋法測定，根據所測得 的流經時間計算各球的剪切速率y_和ln^，以為橫坐標，以ln^為縱坐標作圖，得圖2.

　　

　　由圖2可見，Ini隨7的_增大緩慢下降，并逐漸趨于定值。以各球的4和-^ (c'CC為相對濃度）為縱坐標，以C '為橫坐標作圖，得圖3.由圖3求得對應于各球的五個特性 粘數[W，以h]為縱坐標，以各球不同濃度下的剪切速率的平均值丨為橫坐標作圖， 得圖4.

　　

　　水解度不同的PHP試樣2—1，2 — 2, 2 — 3, 得圖5.

　　

　　取真實分子量相同（忽略側基的影響）、 采用上述方法進行相同的測定和數據處理，由圖4可見，[»;]隨y的增大而減小，當y在700附近時，h]趨于8.以上結果表明， PAM的H20 - IN NaCl溶液為一典型的假塑性流體，在低剪切速率區+增大粘度下 降，逐漸發生流動取向，丨值在700左右已完成流動取向，之后進入第二牛頓流動區， 粘度已不隨纟變化。

　　

　　由圖5可見，不同水解度的PHP的H20- IN NaCl溶液的規律和PAM相同，也呈 現假塑性流動行為，當纟在700以后曲線變得平直，得到各自的由其水解度決定的h] 值。圖5中的三個樣品2-1、2-2、2-3是用同一個真實分子量為300萬h]為7.02的PAM母體經水解制得的不同水解度的產物，在第二牛頓區其h]值分別為9,12和12.8. 由圖5還可看到，水解度不同的樣品，h]下降的幅度不同，由球5到球1、2-1由 10.1降至9,2-2由13.3降至12,2_3由15降至12.8.在本工作范圍內，水解度越高， 粘度值下降越大。在聚合物三次采油中，PHP水溶液在多孔砂巖的流動中剪切速率很 低，使用水解度25 %左右的PHP會造成比用粘度法測定的h]更高的粘度，這對驅 油是非常有利的。

　　

　　以上結果也說明，在用粘度法測定PAM和PHP的[rj]和分子量時，其剪切速率 必須要落在第二牛頓流動區內，使用流經時間過長，丨值太低的粘度計會造成[卩]過高 的假象，而且結果不易重復。我們在制定PAM的[/?]測定方法的國標時，選用了流經 時間為100 —130s,小球體積為4ml,毛細管直徑為0.55—0.56mm的標準粘度計， 在PAM和PHP溶液的實測中，一方面可以不必進行動能校正，又能使};值在1000左 右，落在了第二牛頓流動區內。

　　

　　用H20 - IN NaCl和H20 - IN NaN03體系對同一 PAM和PHP樣品進行測定， 其結果基本相同，由Rice公式：["卜["]〇〇+ ——T-(4)

　　

　　可以看到，h]僅與外加鹽濃度有關[31,即主要取決于離子強度，所以兩體系差別不大。 在原有體系中加入0.1 %的乙醇胺后進行測定，結果如圖6所示。

　　

　　少量乙醇胺的加入可以抑制硅膠等無機物表面對PAM和PHP的吸附14i.圖6指 出，乙醇胺的存在使在低y‘區升高很大，這可能是由于乙醇胺可以和PAM形成較 弱的氫鍵交聯，在低〖區，呈現出較大的h]，隨7_增大，這種氫鍵交聯破壞，而使["] 值趨于定值。當丨值在150左右時，["]由8.0升高至10.3,這對于聚合物驅油是非常有 利的，這些工作正在進行中。