一种新型驱油剂AM-VP-AMPS共聚物的研究

以丙烯酰胺 (AM)、N 乙烯基 2 吡咯烷酮 (VP)和 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸 (AMPS)为单体 ,以水作为溶剂 ,在反应温度 6 0～ 6 5℃ ,pH值为 8左右 ,反应时间为 8h的条件下合成了AM-VP -AMPS共聚物。用IR、13 CNMR对共聚物结构进行了表征 ,研究了共聚物溶液的耐温抗盐性能。结果表明 :少量的阳离子会导致共聚物的水溶液黏度急剧下降 ,当阳离子量达到一定值后 ,继续增加阳离子量对共聚物的水溶液黏度影响不大 ,共聚物的标准盐溶液在温度 (90± 1 )℃无氧的条件下老化 1 30天 ,其溶液黏度的绝对值仍然在 6 0mPa·s以上。     

P(AM-DAAM-NVP)三元共聚物的耐温抗盐性能研究

以丙烯酰胺(AM)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为原料,采用水溶液聚合法合成了三元共聚物P(AM-DAAM-NVP),表征了其红外光谱特征;研究了它的热稳定性能和其溶液的特性黏数随温度的变化。结果表明,当m(AM)∶m(DAAM)∶m(NVP)=7.5∶2.0∶1.5,w(引发剂)=0.4%,聚合反应温度60℃时,得到的三元共聚物的半分解温度(T1/2)为390℃,比聚丙烯酰胺提高了14.3%;它在350℃时的失重速率(K350)为1.0%/m in,较聚丙烯酰胺的K350(1.43%/m in)下降了30.1%,耐热抗盐性能优于聚丙烯酰胺(PAM);该三元共聚物黏度保留值(B.R)均大于0.75,最大可达0.97,远大于相同条件下的聚丙烯酰胺黏度保留值(最大为0.55)。     

超支化压裂液稠化剂的制备及评价

以二乙醇胺（DEA）、丙烯酸甲酯（MA）、三羟甲基丙烷（TMP）、顺丁烯二酸酐（MAH）为原料，合成了一种端羧基超支化大单体HPAE-C。并以HPAE-C、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，在水溶液中进行自由基聚合得到一种四元共聚物稠化剂PHPAE-C。通过FTIR和1HNMR对其结构进行表征。评价了超支化稠化剂的溶液性质和交联性能。结果表明，稠化剂质量浓度为3000 mg/L（剪切速率为7.34 s-1，25℃）时，溶液表观黏度可达846.7 mPa·s，升温至90℃时，黏度仍为570 mPa·s，并且在Na+质量浓度为6000 mg/L、Ca2+和Mg2+质量浓度为600 mg/L时表观黏度仍能达到300mPa·s以上，说明PHPAE-C具有良好的增黏、耐温、耐盐和抗剪切性能；在交联比m(聚合物水溶液)∶m(乙酰丙酮锆)=100∶0.06、交联温度为55 ℃、pH=5时交联效果最佳。并对交联效果最佳的压裂液进行了性能评价，结果表明，在120℃、170s-1下剪切80 min后，该体系的表观黏度可达到450 mPa·s左右，并且是一种具有良好悬砂、破胶性能的低伤害压裂液体系。     

含膦酸基两性离子共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-N,N-二甲基十六烷基溴化铵（NADA）以及1-二甲胺基烯丙基膦酸（DMAAPA）为原料,制备了一种水溶性两性离子共聚物驱油剂（ANND）,对其进行了FTIR结构表征,考察了NADA与DMAAPA的加量和配比、引发剂加量、温度对共聚物特性黏数的影响,探究了共聚物的耐盐、抗温、流变等性能。结果表明：聚合物ANND具有良好的水溶性;在相同条件下,与HPAM溶液进行对比,共聚物ANND溶液在剪切速率500 s-1下的黏度保留值为28.46 mPa·s,而1000万分子量的HPAM的为23.1 mPa·s;当温度为100 ℃,剪切速率为170 s-1时,ANND黏度为40.48 mPa·s,而HPAM溶液的为31.31 mPa·s;在80 ℃下老化10 d后,其黏度保留率为38%,高于同等条件下HPAM溶液的17%;在抗盐性实验中,2000 mg/L共聚物ANND溶液在质量浓度为30000 mg/L的NaCl,2000 mg/L的MgCl2和CaCl2溶液中的表观黏度分别为28.9、32.1和30.7 mPa·s,优于HPAM的9.8、17.7和16.3 mPa·s。在模拟驱油实验中,ANND的采出率为55.67%,与水驱相比,能够提高原油采收率达14.30%;与HPAM相比,提高原油采收率6.73%。     

耐温抗盐驱油剂——新型三元共聚物的合成与研究

我国的大部分油藏都是高地温,矿化度地层。为提高驱油用聚合物的耐温抗盐性,采用3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺通过氧化还原引发剂体系聚合方法合成了三元共聚物,用正交实验法确定了最佳合成方案为:温度45℃,pH值为11,引发剂质量浓度为0.2%,单体质量浓度为13%,NaAMB加量为3%,对共聚物的耐盐性及热稳定性进行测试,在标准盐水中共聚物为2500mg/L,温度为40℃时,粘度可达到34mPa·S,温度为90℃粘度为9.70mPa·S,结果表明:AM/AMPS/NaAMB三元共聚物具有较好的抗盐性能和增粘性能,但抗温效果不明显,有待进一步改进。     

耐盐抗温型丙烯酰胺三元共聚物的制备及溶液性质

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵(AQ12)为原料,采用水溶液聚合法制备系列三元丙烯酰胺共聚物。正交实验确定最佳反应条件:反应温度5℃,引发剂浓度0.05%,单体质量浓度20%。用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振仪确证了三元共聚物的结构。聚合物的溶液性质表明,该三元共聚物具有一定的耐盐和抗温性能。     

耐盐抗温型丙烯酰胺三元共聚物的制备及溶液性质

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵(AQ12)为原料,采用水溶液聚合法制备系列三元丙烯酰胺共聚物。正交实验确定最佳反应条件:反应温度5℃,引发剂浓度0.05%,单体质量浓度20%。用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振仪确证了三元共聚物的结构。聚合物的溶液性质表明,该三元共聚物具有一定的耐盐和抗温性能。     

耐温抗盐AM/AA/AMC_(12)S共聚物的合成及性能评价

以1-十二烯、丙烯腈和发烟硫酸为原料制备了2-丙烯酰胺基十二烷磺酸(AMC12S),在此基础上又以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和AMC12S为原料合成了水溶性三元共聚物AM/AA/AMC12S。设计了一组正交实验,考察了单体总质量分数、AMC12S含量、引发剂含量、AM∶AA值以及温度等对共聚反应的影响,确定了三元共聚物AM/AA/AMC12S的最佳合成条件为:总单体质量分数为24%、AMC12S质量分数为0.04%、引发剂质量分数为0.1%、AM∶AA=7.0∶3.0、反应温度为40℃。通过红外光谱和扫描电镜对三元共聚物AM/AA/AMC12S进行了表征。讨论了共聚物的黏浓关系、耐温、抗盐等性能。结果表明,共聚物的增粘性远大于HPAM;90℃条件下共聚物的黏度保留率为45.0%,高于HPAM;氯化钠浓度为80 000 mg/L时,黏度保留率为14.6%,氯化镁或氯化钙浓度为2 000 mg/L时,粘度保留率分别为14.4%,12.5%。与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,该共聚物具有良好的耐温抗盐性能。     

耐温抗盐AM/AA/AMC_(12)S共聚物的合成及性能评价

以1-十二烯、丙烯腈和发烟硫酸为原料制备了2-丙烯酰胺基十二烷磺酸(AMC12S),在此基础上又以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和AMC12S为原料合成了水溶性三元共聚物AM/AA/AMC12S。设计了一组正交实验,考察了单体总质量分数、AMC12S含量、引发剂含量、AM∶AA值以及温度等对共聚反应的影响,确定了三元共聚物AM/AA/AMC12S的最佳合成条件为:总单体质量分数为24%、AMC12S质量分数为0.04%、引发剂质量分数为0.1%、AM∶AA=7.0∶3.0、反应温度为40℃。通过红外光谱和扫描电镜对三元共聚物AM/AA/AMC12S进行了表征。讨论了共聚物的黏浓关系、耐温、抗盐等性能。结果表明,共聚物的增粘性远大于HPAM;90℃条件下共聚物的黏度保留率为45.0%,高于HPAM;氯化钠浓度为80 000 mg/L时,黏度保留率为14.6%,氯化镁或氯化钙浓度为2 000 mg/L时,粘度保留率分别为14.4%,12.5%。与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,该共聚物具有良好的耐温抗盐性能。     

AM/VTMS共聚物的制备与水溶液性能研究

以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和丙烯酰胺(AM)为共聚单体,2,2-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷]二氢氯化物(VA-044)为引发剂,采用水溶液自由基聚合的方法,合成了一种新型共聚物AM/VTMS(丙烯酰胺/乙烯基三甲氧基硅烷)。考察了共聚物水溶液的性能以及对不同盐的承受能力,结果显示合成聚合物的水溶液粘度随着VTMS含量的增大而增大,在不同盐浓度的水溶液中,AM/VTMS共聚物水溶液粘度保留率高于聚丙烯酰胺(PAM)水溶液粘度保留率。     

含孪尾结构两性离子共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N,N-二辛基甲基丙烯酰胺(DLMB)和3-(2-甲基丙烯酰胺丙基二甲胺基)丙磺酸盐(MDPS)为单体,通过自由基共聚,制备了一种含孪尾结构的两性离子共聚物驱油剂(AADM)。对共聚物进行了红外、核磁表征并确认了其结构,热重实验分析了热稳定性,并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)进行了对比,考察了该共聚物的增黏性、水溶性、抗老化、剪切稀释性、剪切恢复性和耐温抗盐性。结果表明,共聚物AADM具有优异的水溶性和增黏性,在2000 mg/L的质量浓度下可使表观黏度达到466.5 mPa·s;在510s–1的剪切速率下,其表观黏度为60.4 mPa·s;在120℃下,其表观黏度能够达到182.6 mPa·s;在经过30 d的老化实验后其表观黏度为94.6 mPa·s;在15000 mg/L NaCl、2000 mg/L MgCl_2和2000 mg/L CaCl_2溶液中,该共聚物的表观黏度分别为77.8、72.4和68.6 mPa·s。在岩心驱替实验中,共聚物溶液能够将采收率提高7.72%。以上实验结果均优于相同条件下的HPAM,这是因为孪尾结构的引入有效地增强了共聚物的疏水缔合能力,两性离子单体的引入削弱了分子链对盐的敏感度。     

丙烯酰胺/丁基苯乙烯疏水缔合共聚物的合成与表征

以丁基苯乙烯(BS)为疏水单体,采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BS)疏水缔合水溶性共聚物(PSAM),来解决该类聚合物热稳定性较差的难题。研究得到了适宜的反应条件:n(K2S2O8)∶n(Na2SO3)=3∶1,引发剂和BS相对于单体总量的摩尔分数分别为0.06%和1.45%,总单体在水里的质量分数为20%,SDS在水里的质量分数为5.5%,pH=6~7,反应温度50℃。采用该反应条件得到PSAM的临界缔合质量浓度为1 g/L,对应的水溶液表观黏度为21 mPa.s;质量浓度为2 g/L时,对应的水溶液表观黏度为78 mPa.s;质量浓度为1 g/L和2 g/L的PSAM在浓度为0.137 mol/L的NaC l水溶液中,于80℃老化120 d后的表观黏度分别为11.8 mPa.s和49.3 mPa.s,黏度保留率分别为42.1%和45.1%。通过元素分析、UV、FTIR表征了PSAM的分子结构;DSC分析表明PSAM为嵌段共聚物,两个玻璃化转变温度分别为BS链段的106℃和丙烯酰胺链段的203℃。     

AM/AMPS/DMAM三元共聚物的合成及性能研究

为提高驱油用聚合物的耐温抗盐性,采用N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)通过氧化还原引发剂体系聚合方法合成了AM/AMPS/DMAM三元共聚物,用正交实验法确定了最佳合成方案为:温度40℃,pH值为11,引发剂浓度为0.18%,单体浓度为13%,DMAM加量为2%。对共聚物的耐盐性及热稳定性进行测试,在标准盐水中共聚物为2500 mg/L,温度为30℃时,粘度可达到35.3 mPa.s;温度为90℃时,粘度为9.70 mPa.s。结果表明,AM/AMPS/DMAM三元共聚物具有较好的抗盐性能和增粘性能,但抗温效果并不明显,有待进一步改进。     

水溶性微交联丙烯酰胺共聚物的表征与溶液性能

以丙烯酰胺(AM)为主要单体,以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为增溶单体,以二乙烯基苯(DVB)为交联单体,采用自由基胶束聚合法合成了水溶性微交联共聚物(PADM),研究了AMPS和DVB的反应加量、NaC l浓度、温度及剪切速率对共聚物溶液性能的影响。结果表明,引入DVB使共聚物具有优良的增粘和抗盐能力,DVB摩尔分率为0.7%的0.15 g/dL PADM于45℃在淡水和7.5 g/dL盐水中的表观粘度分别为376.9 mPa.s和155.4 mPa.s。另外,PADM也显示了良好的抗剪切和耐温性能。     

疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质研究

用粘度法和核孔膜过滤法研究了实验室自制相对分子质量约1000万的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)溶液的缔合效应,用粘度计考察了电解质浓度、温度和剪切速率对HAP溶液表观粘度的影响,并与相同测试条件下相对分子质量为1770万的部分水解聚丙烯酰胺3530进行对比。结果表明:HAP溶液在70℃的高温和矿化度为5727的高盐条件下,在1000mg/kg附近存在一临界缔合浓度,在临界缔合浓度以上,HAP溶液粘度迅速增加;而3530不存在临界缔合浓度,粘度增加缓慢。浓度为1250mg/kg的HAP溶液通过核孔膜20mL的过滤时间是347.3min,而相同浓度下3530的过滤时间仅为2.1min。浓度为1000mg/kg的HAP溶液即使在矿化度为30000、70℃的高温、30r/min转速的条件下,粘度仍达到32.8mPa·s,而聚合物3530的粘度仅有4.11mPa·s;当剪切速率增加到140r/min、温度为70℃,用矿化度为5727的模拟采出水配制的HAP溶液的粘度为9.21mPa·s,而3530溶液的粘度仅5.18mPa·s。HAP具有良好的耐温抗盐抗剪切能力。     

煤沥青改性后流变性能的变化分析

为了探讨对苯二甲醛(TPA)对煤沥青改性后流变性能的变化,采用旋转黏度计测定了煤沥青及TPA改性的煤沥青的表观黏度,研究了表观黏度与温度的关系;采用示差扫描量热法研究了煤沥青和TPA改性的煤沥青的热行为。结果表明,TPA改性的煤沥青的黏度与温度的关系曲线呈现W型,在200℃～225℃处于低黏流区,表观黏度值200mPa.s～400mPa.s,可以作为浸渍剂煤沥青使用;TPA改性的煤沥青在高于225℃时,表观黏度值迅速上升;TPA改性的煤沥青在低黏度区域具有较低的活化能,这对煤沥青的浸渍工艺有益。     

聚硅氧烷侧链高分子液晶电流变液体的性能研究

研究聚硅氧烷侧链高分子液晶配制成电流变液体的电流变效应 ,以获得高性能的电流变液体 ,应用德国RV2 0电流变仪测试性能。结果表明 ,该电流变液体 5 2℃ ,电场强度由零增至DC 2 0 0 0V/mm ,剪切速率为 30 0s-1时 ,剪切应力由 2 0 0Pa增至 5 4 0 0Pa ,表观黏度由 2 0 0mPa·s增至 10 0 0 0mPa·s;剪切速率为 4 0 0s-1时 ,剪切应力由 2 0 0Pa增至 6 30 0Pa,表观黏度由 2 0 0 0mPa·s增至 76 0 0mPa·s ;剪切速率为 5 0 0s-1时 ,剪切应力由 2 75Pa增至 6 80 0Pa,表观黏度由5 0 0mPa·s增至 90 0 0mPa·s。 77℃时 ,同样条件下 ,剪切速率为 5 0 0s-1时 ,剪切应力达 80 0 0Pa,具有更高的剪切应力 ,说明温度适应性较强。     

复合碱、盐多元驱各组分对油水界面张力和稠油黏度的影响

无机盐,混合碱NaOH、Na2CO3,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),聚合物聚丙烯酰胺(PAM),经过混合组成多元驱。通过实验探讨了该多元驱中各个组分的用量对油水界面张力和稠油黏度的影响,优化了该多元驱中各个组分的含量。实验得出,无机盐的加入可以显著地降低界面张力和稠油黏度。当多元驱中无机盐、混合碱和表面活性剂的质量分数分别为51.87%,40.17%,6.99%,聚合物质量浓度为800 mg/L,配成质量分数为1%的水溶液,加热到50℃,油水质量比7∶3混合后,可使新疆克拉玛依地区红浅稠油黏度从23690 mPa.s降到84.83 mPa.s,降黏率达到99.64%,体系界面张力达到0.07499mN/m。室内评价表明,该多元驱可使新疆克拉玛依地区9#红浅稠油降黏率达到92%。多元驱中无机盐的质量分数超过50%,大大降低了成本。     

超临界二氧化碳中乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸的合成及溶液性质

在超临界二氧化碳介质中,通过自由基沉淀聚合反应合成了一系列不同乙烯基三乙氧基硅烷（VTEOS）、丙烯酸十八酯（ODA）含量的丙烯酸疏水缔合丙烯酸聚合物。采用扫描电镜、红外光谱、滴定法和旋转黏度计对共聚物的形貌、组成及溶液性质进行了表征。实验结果表明共聚物形貌是由直径小于1 μm左右的球形颗粒组成。在疏水单体含量小于1%(mol)时,VTEOS疏水改性聚合物的黏度大于ODA疏水改性聚合物的黏度。在VTEOS含量为0.2%(mol)时,通过硅氧烷间化学反应,硅氧烷改性丙烯酸聚合物溶液黏度达到2400 mPa·s。