油溶性三元聚合物降粘剂的合成及评价

以聚丙二醇和马来酸酐为原料,在对甲苯磺酸作催化剂的条件下,采用酸酐醇解法合成了马来酸酯。然后利用自制的马来酸酯与醋酸乙烯酯、丙烯酰胺共聚,合成了一种油溶性三元聚合物降黏剂,并用红外光谱法表征聚合物的组成特性。通过对其降黏效果的评价,得出最佳合成条件为：n(醋酸乙烯酯):n(丙烯酰胺):n(马来酸酯)= 6:2:1,引发剂用量为单体总质量的0.9%,反应温度75℃,反应时间6h;当温度为50℃,降黏剂加量为600mg/L时,稠油的黏度由3790mPa•s降到1110mPa•s,表现出了良好的降黏效果。     

稠油油溶性降黏剂POSA的合成及评价

以PPG-400和丙烯酸为原料,采用直接酯化法制备了聚丙二醇丙烯酸单酯(PPGA),然后采用溶液聚合法与丙烯酸十八酯、苯乙烯、丙烯酰胺共聚合成了油溶性四元聚合物降黏剂POSA,并用红外光谱和核磁共振波谱表征聚合物的结构和组成特性。通过对其降黏效果的评价,确定了最佳合成条件为∶n(丙烯酸十八酯)∶n(丙烯酰胺)∶n(苯乙烯)∶n(PPGA)=6∶1∶2∶1,引发剂用量为单体总质量的1%,反应温度为80℃,反应时间为6 h;在50℃下,降黏剂加量为1 000 mg/L时,稠油的黏度由3 008 m Pa·s降到895 m Pa·s,表现出了良好的降黏效果。     

油溶性三元聚合物降黏剂BSA的合成及评价

以马来酸酐和苯甲胺为原料制备了N-苄基马来酰亚胺(NBMI),然后采用溶液聚合法与甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸共聚合成了油溶性三元聚合物降黏剂BSA,并用红外光谱表征聚合物的结构和组成特性。通过对其降黏效果的评价,确定了最佳合成条件为:n(甲基丙烯酸十八酯)∶n(NBMI)∶n(丙烯酸)=8∶2∶2,引发剂用量为1.2%,反应温度为75℃,反应时间为5 h。在50℃条件下,降黏剂加量为1 000 mg/L时,稠油的黏度由4 360 m Pa·s降到873 m Pa·s,表现出了良好的降黏效果。     

油溶性三元聚合物降黏剂BSA的合成及评价

以马来酸酐和苯甲胺为原料制备了N-苄基马来酰亚胺(NBMI),然后采用溶液聚合法与甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸共聚合成了油溶性三元聚合物降黏剂BSA,并用红外光谱表征聚合物的结构和组成特性。通过对其降黏效果的评价,确定了最佳合成条件为:n(甲基丙烯酸十八酯)∶n(NBMI)∶n(丙烯酸)=8∶2∶2,引发剂用量为1.2%,反应温度为75℃,反应时间为5 h。在50℃条件下,降黏剂加量为1 000 mg/L时,稠油的黏度由4 360 m Pa·s降到873 m Pa·s,表现出了良好的降黏效果。     

MA/SAS/AMPS共聚物耐高温钻井液降粘剂的研制

合成了耐240℃高温的水基钻井液降粘剂马来酸酐/丙烯磺酸钠/2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(MA/SAS/AMPS)三元共聚物。优选反应条件为:水溶液聚合,n(MA)∶n(SAS)∶n(AMPS)=5∶4∶4,引发剂w(过硫酸铵)=3.0%,w(单体)=45%,共聚反应温度为85℃,反应时间为4h,得到MA/SAS/AMPS共聚物。室内实验证明,加入0.5%该共聚物使淡水基浆在常温下表观粘度由45mPa·s降至30mPa·s,降粘率为80.2%,加入0.5%使淡水基浆在240℃老化16h后的表观粘度由50mPa·s降至34mPa·s,降粘率为65%。     

稠油油溶性降黏剂NSA的合成及评价

以马来酸酐与苯胺为原料,成功制备出具有芳香性和极性基团的N-苯基马来酰亚胺(NPMI)并将其用于稠油降黏剂的合成。针对新疆风城稠油,采用甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸以及N-苯基马来酰亚胺为聚合单体,合成了油溶性降黏剂NSA。通过对其降黏效果的评价,确定了最佳合成条件为:n(甲基丙烯酸十八酯)∶n(N-苯基马来酰亚胺)∶n(丙烯酸)=10∶2∶3,引发剂质量分数为1%,反应温度为80℃,反应时间为6 h。在50℃条件下,降黏剂质量浓度为1 000 mg/L时,稠油的净降黏率达到41.45%,降黏效果明显。最后,采用红外光谱法对聚合物的结构进行了表征,并通过对比添加降黏剂前后沥青质的红外谱图,分析了降黏剂与沥青质的作用机理。     

基于分子模拟的新型油溶性降黏剂的制备及性能优化

为了解决胜利油田稠油黏度高、开采困难等问题，通过分子模拟指导，以马来酸酐、甲基丙烯酸十八酯、N-乙烯基吡咯烷酮及苯乙烯进行四元共聚，获得了适合原油特性的降黏剂。以降黏率为考察指标，探讨了单体投料比例、最佳反应条件等对降黏效果的影响。结果表明，马来酸酐、甲基丙烯酸十八酯、N-乙烯基吡咯烷酮及苯乙烯投料摩尔比为4∶13.5∶8∶3、引发剂加量为1%（质量分数）、链转移剂用量为0.5%（质量分数）、80℃反应8h时，合成的降黏剂效果最好，且在降黏剂用量为0.3%（质量分数）时，可将原油黏度从1100mPa·s（50℃）降至403mPa·s，降黏率达到63.3%，原油凝点可从38.5℃降低至33.2℃，通过红外及氢谱等进行了表征，与预想分子结构一致。     

稠油降黏甲基丙烯酸十二酯基三元共聚物合成与降黏性能的研究

采用自由基溶液聚合法合成了油溶性甲基丙烯酸十二酯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物(LSM),以此为基础复配成可工业用的甲基丙烯酸十二酯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物稠油降黏剂。通过聚合产物的表征、单体配比对聚合产物收率的影响和聚合过程工艺的研究确定了最佳工艺参数;以具有代表性的胜利油田高稠原油为研究对象并结合工程实际应用情况,研究了不同单体配比聚合产物对降性能的影响、浓度对降黏效果的影响和添加降黏剂前后黏度随温度变化对比。研究认为在甲基丙烯酸十二酯基三元共聚稠油降黏剂加量800×10-6、使用温度35℃条件下,原油表观黏度由315mPa.s降至150mPa.s,降黏率达52.38%,表现出了良好的降黏效果。     

阳离子型油溶性稠油降黏剂的研制

针对油溶性稠油降黏剂存在选择性高和降黏率低的问题,以甲基丙烯酸十八酯、长链阳离子单体CM-1、苯乙烯和丙烯酸为原料,通过溶液聚合法合成了一种阳离子型的油溶性稠油降黏剂。由降黏效果的评价,确定了该聚合物最佳合成条件:n(甲基丙烯酸十八酯)∶n(长链阳离子单体CM-1)∶n(苯乙烯)∶n(丙烯酸)为15∶1∶5∶4,引发剂质量分数为0.9%,反应温度为70℃,反应时间为7 h,单体质量分数为33%;在50℃条件下,降黏剂质量浓度为800 mg/L时,考察了降黏剂对不同稠油的降黏效果,尤其对高黏和含水率高的稠油降黏效果最好,其降黏率最高可达55.40%。并通过加剂前后胶质、沥青质的红外谱图,分析了降黏剂分子与胶质、沥青质的作用机理。     

阴离子型油溶性稠油降黏剂的合成及评价

针对油溶性稠油降黏剂存在的选择性强和降黏效果差等问题,通过乳液聚合方式合成了一种阴离子型的多元共聚物油溶性稠油降黏剂,最佳合成条件为:在氮气的保护下,n(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)∶n(甲基丙烯酸长链酯)∶n(苯乙烯)∶n(丙烯酸)=1∶10∶6∶5,引发剂加量0.5%,反应时间6 h,反应温度70℃,单体浓度25%。该降黏剂对多种稠油都具有一定降黏效果,尤其对含水率高的稠油效果更好;在50℃条件下,降黏剂加量950 mg/L时,降黏率可达59.29%。考察了稠油中胶质、沥青质加降黏剂前后的红外光谱,分析了其降黏机理:降黏剂加入后,降黏剂分子与稠油中的胶质、沥青质发生作用,消弱了胶质沥青质聚集体间的氢键结合能力,改变了原有聚集体的空间网状结构,从而降低稠油黏度。