压裂用超临界CO_2增稠剂制备及增稠性能评价

CO_2在压裂过程中黏度较小,导致携砂能力较弱,压裂效果不明显。为改善CO_2的黏度,增强压裂效果,基于相似相溶理论和分子作用力理论,制备了具有一定分子质量可显著增稠的硅氧烷聚合物,并以甲苯作为助溶剂,使用毛细管压差计,对不同压力和温度下不同质量浓度的增稠剂进行增稠性能测试,分析测试效果。结果表明:分子中加入恒定比例的疏CO_2基团,其溶解性能不变,但增稠效果显著增大;相同质量浓度的增稠剂,相同压力下随温度的升高,其增稠效果显著降低,相同温度下随压力的升高,其增稠效果升高不明显;文中测试最大黏度为1.2 m Pa·s(增稠30倍)。另外,较小的分子质量有利于聚合物在CO_2中的溶解和增稠,硅氧烷类增稠剂在压裂过程中可以避免地下水和地表水的污染。合成的聚合物能够明显提高液态CO_2的黏度,测试结果表明,硅氧烷作为CO_2增稠剂时的合成规则及其使用条件,可以为压裂用超临界CO_2增稠剂的设计提供参考。     

温敏聚合物分子结构对其溶液特性的影响

为了研究温敏聚合物分子结构对其水溶液特性的影响,以自制的温敏大单体聚（丙烯酰胺-co-N,N-二乙基 丙烯酰胺）［poly（AM-co-DEAM）,PADA］、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和 N,N-亚甲基双丙烯酰胺 （MBA）等单体为原料,采用自由基聚合法制备了接枝率和相对分子质量不同的温敏聚合物（CGPADA）。采用 红外光谱仪、元素分析仪、流变仪、可见分光光度计等仪器,研究了 CGPADA 的分子结构、外加盐类型等对 CGPADA 溶液温敏增稠性能的影响。结果表明,只有当温敏大单体 PADA 中 DEAM 含量处于一定范围时, CGPADA才会呈现出优良的温敏增稠性;在此范围内,DEAM含量越高、分子量越低,CGPADA溶液的临界缔合 温度和浊点越低,温敏增稠现象越显著;与Na⁺相比,Ca²⁺ 对PADA侧链疏水缔合的促进作用更强,使得聚合物溶 液的温敏增稠现象更加显著。盐致增稠效应与 CGPADA 的分子结构、盐加量以及溶液中阳离子的电荷数等 因素有关。     

盐浓度对交联聚合物溶液剪切增稠现象的影响

交联聚合物溶液（LPS）是一种新型调剖剂,LPS在油藏中的流动特性是影响其调剖效果的关键因素之一。采用奥式黏度计模拟油藏中多孔介质的剪切作用,研究了在不同盐质量浓度范围内,重复剪切作用下LPS流动特性的变化,并结合流变学理论,分析了重复剪切作用下LPS剪切增稠现象与LPS中线团（LPC）分散状态间的关系。实验结果表明,在一定NaCl质量浓度范围内,随着NaCl质量浓度的增加,反应到一定时间的LPS会发生剪切增稠现象,且出现剪切增稠所需的反应时间随NaCl质量浓度的增加而缩短。此现象反映出盐质量浓度的提高增加了聚合物与交联剂间发生分子内交联的比例和LPC的数量,为研究低质量浓度聚合物交联体系的交联过程提供了一种简单可行的新方法。     

疏水缔合聚合物溶液粘弹性及流变性研究

实验测定了缔合聚合物溶液的动态粘弹性、流变性以及在多孔介质中的流变特性.动态粘弹性实验结果表明,在聚合物溶液浓度大于临界缔合浓度时,溶液的弹性模数G'和耗能模数G″明显大于聚合物溶液浓度低于临界缔合浓度时的G'和G″,且存在着一个临界聚合物浓度.低于该浓度时,溶液的G″大于G',而高于该浓度时, G'大于G″,不同浓度下的G″和G'基本不受剪切应力的影响.在实验剪切速率内,缔合聚合物溶液的宏观流变特征表现为剪切稀释性和剪切增稠性.而在多孔介质中,在低剪切速率下,溶液表现出牛顿流体的特征;随着剪切速率的增加,溶液表现出剪切稀释性和剪切增稠性的流变规律.在进行缔合聚合物驱油时,应尽可能使用弹性比较大的聚合物,而且注入速度须高于临界粘弹流速,这样才能充分利用其粘弹性提高采收率.     

新型驱油用聚合物的界面性质研究

合成了驱油用接枝型聚丙烯酰胺聚合物,在合成该聚合物时引入了一种自主合成的活性单体。研究表明,该聚合物与原油之间的界面张力能达到10^-2数量级,在满足驱油的同时又能达到洗油的目的。对聚合物与原油之间的界面剪切粘度研究表明,随剪切速率的增加,新型聚合物的界面剪切粘度不降低（无剪切变稀特性）,也不增加（无剪切增稠特性）,有利于产出液的破乳。     

聚丙烯酰胺水溶液流经微多孔介质的渗流特性

采用 Nuclepore 毛细管透过膜作为模型微孔介质,对一系列经过仔细制备和表征的不同分子量聚丙烯酰胺水溶液的渗流特性进行了系统测定。研究了分子量、浓度、孔隙尺寸及膜的材质对溶液渗流特性和滞留特性的影响。在造成聚合物渗流特性增稠现象的原因中,收敛流粘弹性效应和流体力学增稠是两个重要的因素。提高分子量,提高浓度和减小孔径,会加剧这些对聚合物水驱过程有重要影响的效应。     

三元磺化改性聚丙烯酰胺性能及驱油效果研究

针对高温高盐条件下部分水解聚丙烯酰胺增黏能力下降的问题,采用偶氮-氧化还原剂复合引发体系合成了三元磺化改性聚丙烯酰胺,并对其进行结构表征、性能评价和驱油效果研究。研究结果表明,三元磺化改性聚丙烯酰胺分子呈长链结构,其链间相互接触、相互缠绕,构成无规则的空间立体网状结构。与部分水解聚丙烯酰胺和梳型聚合物相比较,三元磺化改性聚丙烯酰胺黏度较大,耐温、抗盐性、稳定性和黏弹性更好;三元磺化改性聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最大,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺阻力系数和残余阻力系数最小;三元磺化改性聚丙烯酰胺驱油效果最好,其次是梳型聚合物,部分水解聚丙烯酰胺驱油效果最差。随聚合物浓度降低、温度升高和矿化度升高,三元磺化改性聚丙烯酰胺化学驱采收率增幅降低。将研究成果应用于胜利油田F30区块13口采油井,采油井日产油增至5.2 t/d,含水降至90.4%,平均单井累计增油为685.3 t。研究内容对提高聚合物驱经济效益、指导矿场实践具有重要意义。     

海上稠油油藏用自增稠聚合物的室内性能评价

针对海上稠油油藏用常规聚合物的使用浓度高、黏度损失大、稳定性差等问题,研究了一种盐敏自增稠聚合物YMZC在不同矿化度下的溶解性、在不同条件(矿化度、聚合物浓度、温度和剪切作用)的增黏效果、封堵性能和提高采收率效果,并采用环境扫描电镜(ESEM)直观地探究该体系增稠机理。研究表明,当矿化度为40000数80000 mg/L,聚合物浓度为2500数4000 mg/L,温度为20数80℃时,聚合物增稠效果显著,黏度能够从初始的55 mPa·s左右增至300数2500 mPa·s,并且可以保持较长时间的稳定性。岩心物理模拟实验表明,该体系耐剪切性能优良且具有较强的可逆性;在最优调驱方案条件下,该体系实现采收率增值13.3(OOIP)%,提高采收率效果显著,具有广阔的应用前景。图9表1参22     

四元两性疏水聚合物溶液流变和减阻性能

为丰富和发展聚合物减阻体系,以丙烯酰胺(AM)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(CDAAC)为单体合成出一种四元两性疏水缔合聚合物(PAADC),研究了其溶液的流变和减阻性能。考察了不同浓度该聚合物溶液的流变特性,讨论了该聚合物体系的摩擦阻力系数和减阻率随广义雷诺数的变化关系,并对比了PAADC与AM/AMPS/DMAM形成的三元水溶性聚合物(PAAD)的流变学和减阻效果。结果表明,聚合物体系具有良好的剪切稀释性,相同浓度PAADC溶液的触变性明显大于PAAD溶液;浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的PAADC体系,最大减阻率分别为32.29%、62.32%、69.52%和67.35%,证明PAADC溶液浓度显著影响溶液的减阻性能,其中0.3%PAADC体系的减阻效果较优。      

三种不同类型甜菜碱表面活性剂的发泡及增稠性能研究

分别测定了水中十二烷基甜菜碱 (DB)、椰油酰胺丙基甜菜碱 (CAPB)和十二烷基羟丙基磺基甜菜碱(DHSB)在不同温度、硬度、pH值及其不同质量分数下的发泡性能 ,并用上述 3种甜菜碱分别与AES和 6 5 0 1复配 ,测定了它们的增稠性随温度、pH值、NaCl的质量分数及 3种甜菜碱在溶液中质量分数的变化。结果表明 :在测量范围内 ,3种甜菜碱的发泡性随温度和在溶液中质量分数的升高而升高 ,且几乎不受水中CaCO3 质量浓度的影响。DHSB的发泡性受其在溶液中质量分数和 pH值的影响较大 ,在w(甜菜碱 ) <0 .15 %和 pH =5条件下 ,DHSB的发泡性较DB和CAPB差 ;当pH =9时 ,其发泡性优于DB和CAPB。添加甜菜碱的体系易被NaCl增稠 ,3种甜菜碱的增稠性随NaCl的质量分数的增加均出现最大值 ,其峰值是未加甜菜碱的 6～ 7倍 ,且在微酸性条件下甜菜碱的增稠效果更为明显。     

抗盐丙烯酰胺非线型共聚物的合成及溶液特性

实验室合成了长链大单体4-乙烯基辛烷基酚聚氧乙烯(14)醚(SMA),并以丙烯酰胺(AM)为主要原料,引入单体SMA、4-乙烯基联苯(VB)和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抗盐丙烯酰胺非线型共聚物(PPSA)。采用核磁共振氢谱(¹H-NMR)和红外光谱(FT-IR)对PPSA进行了表征。考察了聚合物质量浓度、NaCl含量和温度对共聚物溶液表观黏度的影响。结果表明：PPSA在NaCl水溶液中显示出优异的盐增稠和热增稠效应;当PPSA质量浓度为2000 mg/L时,在53 ℃下质量分数为10%NaCl水溶液中表观黏度达到1210 mPa·s,显示了优异的增黏和抗盐性能;且在80 ℃下质量分数为10%NaCl水溶液中的表观黏度仍达到100.3 mPa·s,显示了良好的耐温性;扫描电镜(SEM)照片显示PPSA在高浓度NaCl水溶液中形成了超分子网络结构。     

侧链为聚乙二醇单甲醚的高接枝率水溶性梳状接枝共聚物的合成与表征

通过自由基引发溶液聚合,将聚乙二醇单甲醚(mPEG)丙烯酸单酯大单体与丙烯酸(AA)小单体共聚,合成一系列侧链为mPEG、不同侧链长度且具有较高接枝率的水溶性梳状接枝共聚物聚丙烯酸接枝聚乙二醇单甲醚(PAA-g-mPEG),并对共聚物进行表征。实验结果表明,mPEG丙烯酸单酯大单体和AA小单体的共聚活性较高;梳状接枝共聚物PAA-g-mPEG的接枝率较高,即使侧链为链段较长的重均相对分子质量为5 000的mPEG(mPEG5 000),共聚物中mPEG5 000的质量分数仍可高达55.7%。热重分析结果表明,梳状接枝共聚物在100℃下具有较好的热稳定性。     

驱油用AM-VP-AMPS共聚物的合成及性能研究

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 ,以水为溶剂 ,合成了一系列不同分子量的 AM VP AMPS共聚物。研究了单体浓度、引发剂用量、反应温度、聚合体系 p H值、反应时间对其转化率和共聚物特性粘数的影响 ,AMPS、VP含量与共聚物溶液表观粘度、抗盐性能之间的关系以及共聚物溶液的耐温抗盐性能。     

水溶性梳状共聚物超分散剂结构与其对水泥浆分散性能关系的研究

以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚 (APEO n)、顺丁烯二酸酐 (MAn)、苯乙烯 (St)等为共聚单体 ,合成了一系列聚羧酸型水溶性梳状共聚物 ,研究了共聚物的结构、组成等对水泥浆分散性能的影响 ,进行了砂浆和混凝土实验。结果表明 ,超分散剂对水泥粒子的分散性能受接枝链的长度和密度影响 ,当接枝链长度为n =2 0～ 6 0、St的摩尔分数为 5 %～ 2 0 %时 ,分散性能良好 ;在掺量为w =2 .5 %时 ,混凝土实验减水率达 2 9% ,2 8d抗压强度达到 5 0MPa。     

温敏性微交联共聚物PAVD的溶液性能和微结构

以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)、N-乙烯基己内酰胺(VCL)、二乙烯苯(DVB)为单体,采用胶束聚合法制备了温敏性微交联共聚物PAVD。采用FT IR、1H NMR和元素分析方法表征了该共聚物的分子结构,探讨了共聚物结构对其溶液性能的影响,且进一步分析了PAVD水溶液的温敏缔合过程。结果表明,在共聚物中同时引入交联单体DVB与疏水单体VCL后,适度的微交联结构与疏水基团的疏水缔合作用相互协同,赋予PAVD良好的增黏、耐温等性能,且具有温敏增稠特性,特别当PAVD共聚物分子中VCL单元数量较多,且溶液中PAVD达到一定浓度时;PAVD在水中形成了独特的网状结构,且在盐水中也能形成连续的缔合结构。     

羧甲基纤维素接枝AM/DMDAAC共聚物的合成

本文报导了羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化铵共聚物的合成反应规律,着重考察了引发剂浓度,体系酸度,原料用量和反应温度对单体聚合转化率的影响。     

新戊基多元醇酯的制备及其黏度特性

制备了一系列新戊基多元醇酯,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、气质联用(GC-MS)和原子发射光谱(AES)对合成酯进行了分析鉴定,并测定其运动黏度。结果表明:合成了酯化率较高且杂原子很低的新戊基多元醇酯,季戊四醇二脂肪酸混合酯由五种组分构成;其运动黏度随脂肪酸碳原子数、长链脂肪酸、异构酸、长链异构酸、醇羟基数含量增大而逐渐增大;其黏度指数随脂肪酸碳原子数、长链脂肪酸、长链异构酸和醇羟基数含量的增大变化不明显,而随异构酸含量的增加逐渐降低。     

化学改性餐饮废油制备双酯衍生物作为矿物基润滑油基础油的替代品

In order to provide a new way for waste cooking oil(WCO) resource utilization, several diester derivatives were obtained from WCO through a three-step chemical modifications, viz.: transesterification, epoxidation and oxirane ring opening with carboxylic acids. The effects of the chain length of side chain groups on the viscosity, acid value, low temperature fluidity, thermo-oxidative stability, tribological properties and surface tension of diester derivatives were investigated. The results showed that increasing the chain length of side chain groups had a positive influence on the viscosity, viscosity index, acid value, pour point, friction coefficient and wear scar diameter along with a negative influence on the oxidation onset temperature, volatile loss, insoluble deposit, maximum non-seizure load and surface tension. These diester derivatives exhibited improved physicochemical and tribological properties that make themselves promising environmentally friendly biolubricant basestocks.     

Lubricants Additives from Maleate Copolymers

This work aims to prepare and characterize dialkyl maleate via esterification of maleic anhydride with different alcohols (butanol, octanol, decyl alcohol, and dodecyl alcohol) to produce dibutyl maleate M₁, dioctyl maleate M₂, didecyl maleate M₃, and didodecyl maleate M₄. Then polymerization of the prepared dialkyl maleate with two different monomers (vinyl acetate and styrene) to produce dialkyl maleate-vinyl acetate copolymers (M_1v, M_2v, M_3v, and M_4v) and dialkyl maleate-styrene copolymers(M_1S, M_2S, M_3S, and M_4S). The molecular weight of the prepared copolymers were determined by using Gel Permeation chromatography (GPC) water 600E. The efficiency of the prepared copolymers for improving the viscosity index of the base lube oil was studied. It was found that the efficiency increases with increasing alkyl chain length of alcohol group in the prepared dialkyl maleat and increases with increasing the molecular weight of the prepared copolymers, and the efficiency of the prepared copolymers as viscosity index improvers for the lube oil increases with increasing the concentration of this compound in solution (base oil). It was also found that VI increases in presence of styrene monomer than that of vinyl acetate monomer.     

季铵盐型Gemini 表面活性剂水溶液的表面和油-水界面特性

 用 DCAT-21型表面张力及接触角仪测定了不同结构的季铵盐型 Gemini 表面活性剂 C_n-s-C_n·2Br 溶液的表面张力和界面张力变化,为选择一种较好的表面活性剂作为驱油剂提供基础。结果表明,烷基链长n 均为12时,随联接基团数s 的增加,季铵盐型 Gemini 表面活性剂降低表面和界面张力能力减小。s 相同时,随着烷基链长n 增加,Gemini 表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）减小。加入无机盐可以进一步降低 Gemini 表面活性剂的 CMC 值。季铵盐型 Gemini 表面活性剂的 CMC 值较类似结构的单链单头普通表面活性剂的 CMC 值低,且达到最低界面张力时的浓度比单链单头普通表面活性剂低2个数量级。Gemini表面活性剂的高表面活性主要由其特殊的分子结构所决定。