丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/N-烷基丙烯酰胺共聚物在三元复合驱体系中的特性研究

讨论了由丙烯酰胺／2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸／N-烷基丙烯酰胺共聚物(AANA)、烷基苯磺酸钠和NaOH组成的三元复合体系(ASP体系)中，聚合物、表面活性剂和碱之间的相互作用。AANA由于引入了疏水性碳链，在水溶液中可以形成分子间的疏水缔合作用，使其耐碱能力相对于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)有显提高。同时，AANA分子上的碳链可以与烷基苯磺酸钠的碳链相互作用，在不影响ASP体系的油水界面张力前提下，提高了ASP体系的长期稳定性。与HPAM相比较，AANA可以显降低ASP体系的色谱分离程度。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物合成的逐级放大及其性能的研究

采用水溶液聚合法,选用(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化-还原引发体系,以乙二胺四乙酸二钠、尿素为助剂,进行了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物合成的逐级放大实验,考察了共聚反应的放大效应及其对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,从0.2 L小试放大到5 L模试时存在一定的放大效应,所得共聚物溶液的表观黏度降低约3.0 mPa.s,从5 L模试放大至50 L模试和1 m3中试时放大效应不明显;在95℃、矿化度为10 000 mg/L的模拟油藏盐水中,AM/AMPS共聚物具有优异的增黏性、耐温抗盐性和抗Ca2+性能,明显优于进口产品;在95℃、45 d的老化性能测试中,AM/AMPS共聚物溶液具有较高的黏度保留率,达到122.5%。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚(AHP),然后以丙烯酰胺(AM)为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物(PAMA)。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP(摩尔分数为1.0%)、质量浓度为1 500mg/L的PAMA溶液在53℃、20 000mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6mPa·s,在90℃、7 000mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8mPa·s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

耐温抗盐降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO_2的合成及性能

采用自由基水溶液聚合法,以纳米二氧化硅(nano-SiO2)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等单体为主要原料,合成了四元共聚物降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO2;采用FTIR法表征了该降滤失剂的组成,并评价了它的降滤失性效果、抗盐、抗钙和抑制性等性能,同时考察了该降滤失剂与其他处理剂的配伍性。实验结果表明,该降滤失剂具有良好的耐温抗盐降滤失性能,同时具有良好的抑制性能;与常用处理剂配伍性好,可在水基钻井液体系中显著降低其高温高压滤失量,所形成的饱和盐水钻井液体系在密度2.37 g/cm3下的高温高压滤失量仅为20.0 mL,满足高温下控制钻井液性能的需求。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠/全氟己基乙基甲基丙烯酸酯三元共聚物的疏水缔合性质

采用胶束聚合法制备了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠/全氟己基乙基甲基丙烯酸酯三元含氟碳基团的水溶性疏水缔合共聚物,用傅里叶变换红外光谱对该共聚物的结构进行了表征,用热重分析研究了它的热稳定性。表面张力测定结果表明,该共聚物在临界胶束浓度处的表面张力达到33.7mN/m;溶液的表观黏度测定结果表明,该共聚物具有较好的缔合性质和耐温耐盐性能;动态激光光散射表征结果显示,该共聚物聚集体的平均流体力学半径(Rh)随温度的升高而增大,在钙离子存在时,该共聚物聚集体的Rh随钙盐溶液质量浓度的增加变化不大,表明其具有较强的抗钙能力。     

油田用两性聚丙烯酰胺的合成及性能

针对驱油用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)耐温抗盐性差的缺点,以偶氮二异丁腈、过氧化氢和氯化亚铁为引发剂,叔丁醇为链转移剂,脲为助溶剂,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,通过水溶液聚合法制得相对分子质量大于10×106、溶解性较好的两性聚丙烯酰胺。较佳工艺条件为:w(总单体)=35％[m(AM)／m(AMPS)／m(DMC)=0．8／0．15／0．05], w(偶氮二异丁腈)=(7～10．5)×10-5,w(过氧化氢)=(2．8～4．2)×10-5,w(叔丁醇)=0．035％～0．07％,w (脲)=1．4％～2．1％,w(EDTA)=0．035％;引发温度为2～5℃,pH=6～7。结果表明,自制两性聚丙烯酰胺较HPAM的耐温耐盐性能有了明显提高。     

疏水基改性聚丙烯酰胺的研究

水解型聚丙烯酰胺 (HPAM)通过化学接枝反应在其大分子亲水主链上引入少量的十六碳疏水基团的支链 ,得到一种疏水基改性的接枝共聚物———水解型聚丙烯酰胺接枝十六醇(HPAM -g-HDO)。流变性能测定表明 ,HPAM -g-HDO的抗盐、抗剪切等性能较HPAM有明显提高 ,是一种性能优异的驱油用增稠剂。     

甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐温抗盐共聚物的合成

采用甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、丙烯酰胺(AM)为原料合成耐温抗盐驱油共聚物,研究影响共聚反应的各种因素和变化规律,讨论功能性单体的种类和含量对共聚物性能的影响,确定合理的聚合工艺条件。实验结果表明,在共聚反应温度为50℃、共聚反应时间为8h、引发剂质量分数(占单体质量)为0.07%、共聚单体中AM质量分数为82%、SMAS质量分数为12%、DMAM质量分数为6%的条件下,合成的三元共聚物具有优异的溶解性能、耐温性能和抗盐性能。     

甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐温抗盐共聚物性能的研究

系统测定了甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺(SMAS-DMAM-AM)三元共聚物在驱油条件下的各项性能;研究了在高温、高盐地质条件下表观粘度的影响因素及变化规律。实验结果表明,三元共聚物的热分解温度明显高于普通聚丙烯酰胺的分解温度;三元共聚物模拟油田矿场水溶液的表观粘度随共聚物浓度、温度和模拟油田矿场水矿化度的变化而变化;三元共聚物表现出优异的耐温和抗盐性能。在90℃、质量浓度为1.5g/L的聚合物模拟油田矿场水溶液中,三元共聚物的耐温和抗盐性均优于国内外同类产品,达到高温、高盐油田聚合物驱油剂的使用要求。     

水溶性AMPS共聚物的合成与应用

用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸及S型单体等,分别合成了高相对分子质量、适度交联高相对分子质量和低相对分子质量水溶性AMPS共聚物。考察了高相对分子质量AMPS共聚物的耐温抗盐性能、适度交联高相对分子质量AMPS共聚物的吸水性能和低相对分子质量AMPS共聚物阻垢性能。结果表明,磺酸基团的引入提高了水溶性聚合物的综合性能。介绍了水溶性AMPS共聚物的应用。     

一种耐温抗盐预交联疏水型水膨体的合成及性能评价

以丙烯酰胺（AM）和疏水单体2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸（AMC14S）为主要聚合单体,以Ⅳ,Ⅳ-亚甲基双丙烯酰胺（DMAM）为交联剂,以过硫酸铵-亚硫酸钠氧化还原体系为引发剂,采用水溶液聚合方法合成了一种耐高温抗盐预交联疏水型水膨体XJ。通过正交实验对水膨体的合成条件进行优化,得出最佳聚合反应条件为：单体含量25％,疏水单体加量0．5％,交联剂加10．5％,引发剂加量0．5％,合成温度60℃。通过静态性能评价实验对XJ的吸水速率、耐温性、耐盐性及热稳定性等进行了考察,结果表明,预交联疏水型水膨体Ⅺ是一种膨胀倍数较大,柔韧性较好,强度较高的油田深度调剖用处理剂,且有较好的耐温抗盐能力,具有广泛的应用价值。     

聚合物驱油剂PL-1的合成与性能研究

采用水溶液聚合的方法合成了聚合物驱油剂PL-1，并通过室内实验进一步研究了表面活性剂浓度、聚合温度、各种单体(疏水单体、阴离子单体)含量以及聚合物在盐水溶液中表观粘度的影响。实验结果表明：疏水单体与阴离子单体含量分别在0．75％与15％时，该聚合物驱油剂PL-1具有很好的增粘效果，其性能能够满足高温、高矿化度油藏聚合物驱油的要求。     

疏水缔合聚合物P（AM/PTDAB/AMPS/NaAA）的制备 及性能评价*

采用水溶液聚合后水解法,以丙烯酰胺(AM)、(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基溴化铵(PTDAB)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了疏水缔合聚合物P(AM/PTDAB/AMPS/NaAA),通过考察反应条件对合成聚合物的特性黏数、溶解性以及增黏性的影响规律确定了最佳合成条件,研究了最佳合成条件下所合成聚合物的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性。聚合物的最佳合成条件为:PTDAB加量为总单体质量的0.5%~0.8%,AMPS加量为总单体质量的15%,总单体质量分数为25%,复合引发剂加量为总单体质量的0.1%,pH值为8,引发温度30℃。采用矿化度100 g/L的盐水配制的质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液的黏度仍大于30 mPa·s;采用矿化度20 g/L的盐水配制质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液在转速5000 r/min下剪切3 min再静置4 h后的黏度保留率可达80%以上;聚合物溶液在85℃高温老化150 d后的黏度大于20 mPa·s。所合成四元共聚物表现出优异的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性,性能优于高相对分子质量抗盐聚丙烯酰胺P(AM-AMPS-NaAA)。     

新型聚合物研究与应用

分析了三次采油用聚合物驱油剂开发应用现状。针对目前聚合物驱油剂存在耐温抗盐性差等问题,开展了新型聚合物驱油剂的研究。采用疏水离子型单体与丙烯酰胺单体共聚法,成功研究了耐温抗盐性能较好的疏水缔合型聚合物．其各项性能指标均能满足特殊油层三次采油使用要求．它具有独特的“盐增粘效应”。对疏水缔合型聚合物的耐温性、抗盐性、抗剪切性、驱油效率及表观粘度等进行了系统评价。阳离子聚合物(NCP)作为一种新型驱油剂．具有耐温、抗盐等性能．可有效起到降水增油效果,其作用机理一是体系本身具有一定粘度。可改善流度比。扩大水驱波及体积;二是由于岩石矿物表面带负电荷．阳离子高分子量聚合物注入后。发生静电吸附,使油膜脱落．从而达到提高采收率的目的。新型阳离子聚合物(NCP)不仅能满足特殊油藏的三次采油使用需要．而且还具有较好的“堵聚防窜”功能,在孤岛采油厂进行了推广应用,经济效益明显。     

AM/AMPS/DMDAAC共聚物的合成

采用氧化还原引发体系合成了丙烯酰胺 /2丙烯酰胺基 2甲基丙磺酸 /二甲基二烯丙基氯化铵多元共聚物 ,研究了合成条件对单体转化率及共聚物的泥浆性能的影响 ,初步评价了共聚物的泥浆性能 ,结果表明 ,AM/AMPS/DMDAAC共聚物热稳定性好 ,降滤失能力、抑制性和抗温抗盐能力强 ,防塌效果好     

疏水缔合三元共聚物的合成及其性能

以丙烯酰胺、疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(AMC_(12))和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用胶束水溶液共聚法合成了耐温、抗盐疏水缔合三元共聚物(NKP)。考察了引发温度、功能性引发剂MP和Triton X-100表面活性剂的质量浓度和单体含量对NKP性能的影响。实验结果表明,当引发温度10℃、MP质量浓度20 mg/L、Triton X-100表面活性剂质量浓度120 mg/L、总单体占体系质量的20%(其中,AMC_(12)质量分数为0.8%、AMPS质量分数为5.0%)时,NKP的滤过比小于2,相对分子质量达到2.1×10~7,依靠疏水基团的缔合作用使NKP具有很好的耐温、抗盐性能,有望替代部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为2.5×10~7)在高温、高盐条件下作为驱油剂使用。     

新型疏水缔合物的合成与性能评价

用胶束共聚法室内合成了PAHY系列疏水缔合水溶性聚合物。通过优选法，选定PAHY-2进行性能评价实验。结果表明，该疏水缔合物在水溶液中的抗温、耐盐和抗剪切性都好于传统的水溶性聚合物。     

耐温抗盐钻井液处理剂SIOP的合成与性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、含磺酸基单体和无机物为原料,采用氧化-还原引发体系合成了一种耐温抗盐钻井液处理剂SIOP,并对其泥浆性能进行了评价。结果表明,钻井液处理剂SIOP热稳定性好,降滤失能力和耐温抗盐能力强。