合成阻垢剂阻垢机理及影响因素研究

利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和马来酸酐合成了一种环境友好型阻垢剂,通过正交实验得到的最佳合成条件是:HCO-3质量浓度为400mg/L、pH值为6、含盐量为50g/L、温度为60℃,此条件下合成阻垢剂对碳酸钙的阻垢效果最好。采用红外光谱、元素分析技术以及扫描电镜和X射线衍射仪研究了阻垢剂SWSI-1的阻垢机理,结果表明:合成阻垢剂中的主要官能团为羧基、磺酸基和醚基,其阻垢主要作用机理为螯合作用和晶格畸变作用。     

ESA/IA/AMPS共聚物的合成、阻垢性能与机理研究

采用水溶液聚合法,以马来酸酐(MA)为原料,先将MA环氧化为环氧琥珀酸(ESA),以过硫酸铵为引发剂,ESA与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)共聚,得到一种同时含有羧基和磺酸基的大分子阻垢剂。利用黏度法测定共聚物的黏均相对分子质量为1 100。研究了共聚物的阻垢分散性能和生物降解性能,利用SEM和XRD对CaCO_3垢样外貌和晶型进行了观察,初步探讨了阻垢机理。结果表明:在加药量为30mg/L时,ESA/IA/AMPS共聚物的阻CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2垢的阻垢率分别为80.9%和100%,且具有良好的分散氧化铁性能和生物降解性能。其阻垢机理主要有晶格畸变作用和螯合作用。     

含膦磺酸基共聚物阻垢分散剂的合成

介绍了含膦磺酸基共聚物阻垢分散剂(PAMPS)的合成方法,通过正交实验选出最佳合成条件为:单体丙烯酸(AA)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)质量比75:25,次亚磷酸钠用量15%,过硫酸铵用量11%,反应温度102℃,反应时间5h。并将PAMPS阻垢性能与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、次膦酸基聚丙烯酸(PCA)两种常用水处理剂的阻垢性能进行比较,结果表明,当PAMPS浓度10mg/L时,阻碳酸钙垢率达83.73%;当PAMPS浓度3mg/L时,阻硫酸钙垢率达98.32%,均远远高于HEDP和PCA水处理剂的阻垢率。     

AMPS/HEMA/AA三元共聚物的合成及其阻垢性能

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和丙烯酸（AA）为单体, 过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成AMPS/HEMA/AA三元共聚物。通过单因素实验,选取静态阻垢 方法测定阻垢率,探讨了合成的三元共聚物投加量、溶液的pH值、硬度（Ca2+质量浓度）、碱度等因素 对共聚物阻垢性能的影响。同时对其适用的水质进行研究,当AMPS/HEMA/AA共聚物质量浓度5 mg/L、 Ca2+质量浓度200 mg/L、HCO3-质量浓度500 mg/L、温度70℃、pH值6、时间10 h时,对CaCO3的阻垢率 达到最高;当AMPS/HEMA/AA 共聚物质量浓度3 mg/L、Ca2+质量浓度2000 mg/L、SO42-质量浓度5000 mg/L、温度45℃、pH值9、时间5 h时,对CaSO4的阻垢率达到最高。通过扫描电镜初步探索了 AMPS/HEMA/AA三元共聚物阻垢作用的机理。本课题的创新点在于合成的AMPS/HEMA/AA共聚物的单体无磷 、无氮,可避免三废排放,是一种性能优异的绿色阻垢剂。     

油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价

以马来酸(MaA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、亲水性长链分子(A-501)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了硫酸钡阻垢剂.考察了单体质量比、反应温度、反应时间对阻垢效果的影响,结果表明,在A-501/MaA/AMPS单体质量比为8∶1∶10.4,反应温度80℃,反应时间5h条件下,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率可达92％.考察了阻垢剂浓度对阻垢性能的影响,结果表明,在共聚物浓度为128 mg/L时,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率达90％以上.电导率法初步探讨了阻垢剂对硫酸钡晶体的影响,结果表明,阻垢剂的加入能延长硫酸钡结晶时的诱导期,对硫酸钡晶核生成有抑制作用.     

高效钙阻垢剂的合成及性能评价

实验以马来酸酐(MA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)及烯类磺酸单体L-1为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠溶液为氧化-还原引发体系,合成出水溶性阻垢聚合物MAAA,并依据SY/T 5673—93行业标准进行静态阻垢实验对阻垢效果进行合成条件及性能评价。结果表明,MAAA对Ca2+有很好的络合能力,而且分散性能明显,在阻垢剂加量为20mg/L,时,对CaCO3和CaSO4阻垢率分别为100.0%和98.2%。     

弱碱性油田采出水缓蚀阻垢剂的研制及性能评价

新疆油田沙漠油区采出水水质整体呈弱碱性,矿化度高,垢样成分主要为CaCO_3和Fe_2O_3,管线腐蚀类型为垢下腐蚀。以聚合甘油磷酸酯(自制)、D-葡萄糖酸钠、乌洛托品和分散剂为原料,制备了一种适用于弱碱性油田采出水质的缓蚀阻垢剂。对新疆油田部分沙漠油区的采出水水质和垢样特征进行了分析,采用静态阻垢法评价了药剂的阻垢性能,利用静态失重法和电化学交流阻抗法研究了缓蚀阻垢剂在新疆油田模拟配制水中的缓蚀性能;同时,研究了温度变化对缓蚀阻垢剂的缓蚀性能的影响,并对腐蚀和缓蚀机理进行了探讨。在新疆油田模拟配制水中,当缓蚀阻垢剂加药浓度为250 mg/L时,阻垢率可达98.61%;在50℃,加药浓度为200 mg/L时,缓蚀效率可达78.5%。交流阻抗法测试表明,当缓蚀阻垢剂加药浓度为200 mg/L时,容抗弧半径最大,传递电阻值最大,缓蚀效果最佳,与失重法测试结果一致。随着温度的升高,缓蚀效率逐步降低;在60℃,当加药浓度为200 mg/L时,缓蚀效率仍可达73.4%。实验结果表明:该缓蚀阻垢剂在弱碱性油田采出水中具有良好的缓蚀阻垢性能,具有广阔的应用前景。     

膦基磺酸共聚物阻垢剂的研制及性能研究

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、次磷酸钠为原料，过硫酸铵为引发剂，水为溶剂，合成了膦基磺酸共聚物阻垢剂ASP。考察了合成条件对共聚物阻垢剂性能的影响，结果表明，在单体AA与AMPS的摩尔比为1：0．15，次磷酸钠用量10％，过硫酸铵用量8％，反应温度90℃，反应时间4h条件下，合成共聚物ASP对碳酸钙垢和磷酸钙垢的阻垢率均能达85％左右；并对ASP性能作了评价，当ASP用量为20mg／L时，两种钙垢的阻垢率均达90％以上，在温度不超过80℃、pH值达10时，两种钙垢阻垢率仍能达85％以上，说明ASP阻垢剂具有一定的抗温抗碱能力。     

特低渗油藏热水驱阻垢剂的合成、评价及应用研究

针对低渗、特低渗透油田,在热水驱开发过程中,温度升高结垢现象加剧,导致常规的阻垢剂失效的问题。在室内通过自由基聚合方法,以水为溶剂,过硫酸铵为引发剂,以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等为原料,合成出MA/AA/AM/AMPS四元共聚物阻垢剂。并分别探讨了引发剂用量、阻垢剂用量,温度控制等条件对阻垢率的影响。经红外光谱分析结果表明,该共聚物阻垢剂含有羧酸基、膦基和磺酸基等阻垢分散基团。实验结果表明,合成的产品在高温、高矿化度环境中对碳酸钙、硫酸钙阻垢效果较好,分别可达到96.74%和96.91%。在低渗、特低渗油田热水驱技术中具有较好的应用前景。     

TH-1 阻垢剂在不同条件下对硫酸钡的阻垢作用

为了研究多因素共同作用时阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响,采用了化学阻垢法对筛选出的浓度为80mg/L的钡(锶)阻垢剂TH-1开展了阻垢效果正交实验,研究了。Ba~(2+)浓度、SO_4~(2-)浓度、pH值、温度以及矿化度这五种因素单独作用时阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响,并通过正交实验研究了五种因素共同作用时阻垢剂对硫酸钡阻垢效果影响。实验结果表明,ZX-101、TH-1及TH-607B这三种阻垢剂均表现出较好的阻垢性能,三种阻垢剂的阻垢率随阻垢剂浓度增加呈先增加后减小的趋势,随浓度增加阻垢剂TH-1的阻垢率比较稳定。五种因素单独作用时,随着Ba~(2+)离子浓度、SO_4~(2-)浓度的增加,阻垢率呈减小趋势,整体幅度变化不大;随着温度的升高阻垢率先明显升高再缓慢降低;pH值过大或过小均会影响阻垢效率,pH值为7时,阻垢率最大;随着矿化度的增加,阻垢率先升高后小幅度的降低。通过正交实验可知,当Ba~(2+)浓度为800 mg/L、SO_4~(2-)浓度为1600 mg/L、温度为75℃、pH值为7、矿化度为65 g/L时,各因素共同作用阻垢率最大。五种因素中阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响大小的排序是:Ba~(2+)浓度矿化度pH值SO_4~(2-)浓度温度。