一种阳离子聚合物型粘土稳定剂的制备及评价

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,过硫酸铵(APS)作为引发剂,通过缓慢滴加引发剂使其水溶液聚合的方法合成聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC),利用红外、核磁等表征方法确定产物结构。结果表明,合成PDMC的最佳条件为:反应温度78℃,反应时间6 h,APS占DMC质量的1.86%,DMC的质量浓度为21%,此时产物表观粘度为30.1 mPa·s,该粘土稳定剂防膨效果优良。用量为1%时防膨率为92.32%,经过3次水洗后,其耐水洗率仍然能够达到80%以上。该粘土稳定剂可在较宽的温度范围内使用,90℃下能保持良好的防膨效果,耐温性能好。PDMC与KCl按质量比1∶1的比例进行复配,用量为1%时防膨率为95.52%,有效防止了粘土水化膨胀和分散运移。     

一种阳离子聚合物型粘土稳定剂的制备及评价

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,过硫酸铵(APS)作为引发剂,通过缓慢滴加引发剂使其水溶液聚合的方法合成聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC),利用红外、核磁等表征方法确定产物结构。结果表明,合成PDMC的最佳条件为:反应温度78℃,反应时间6 h,APS占DMC质量的1.86%,DMC的质量浓度为21%,此时产物表观粘度为30.1 mPa·s,该粘土稳定剂防膨效果优良。用量为1%时防膨率为92.32%,经过3次水洗后,其耐水洗率仍然能够达到80%以上。该粘土稳定剂可在较宽的温度范围内使用,90℃下能保持良好的防膨效果,耐温性能好。PDMC与KCl按质量比1∶1的比例进行复配,用量为1%时防膨率为95.52%,有效防止了粘土水化膨胀和分散运移。     

多阳离子季铵盐防膨剂的合成及性能研究

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与对苯二胺为原料,合成多阳离子季铵盐防膨剂PCQAB.最佳合成条件为:n(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵):n(对苯二胺)=6:1,反应温度80℃,反应时间7 h.采用离心法和X射线衍射法确定了PCQAB防膨剂的最佳使用浓度为4 g/L,对钠蒙脱石的防膨率高达94.5％,钙蒙脱石的防膨率...     

阳离子型聚合物稠化剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺、30%丙烯酰胺/甲叉双丙烯酰胺(29∶1)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十六/十八烷基二甲基烯丙基氯化铵为主要合成单体,聚合引发剂为水溶性2,2-偶氮二(2-甲基丙基脒)二盐酸盐,合成疏水缔合型阳离子聚合物稠化剂(PASM)。对产物进行结构表征及性能测试,结果表明,稠化剂PASM的临界缔合浓度为0.5%,分子量为417.3×10⁴,耐Na⁺和Ca²⁺能力强,并且随着矿化度的增加,起初体系的粘度呈现出上升趋势,表现出优异的增稠性能。低浓度使用状态下即可达到较好的防膨效果,悬砂性能优异,经过硫酸铵破胶后无残渣,破胶液不会对地层造成二次伤害,具有广阔的工业化前景。     

修井液用小阳离子防膨剂的评价与应用

渤海油田普遍存在中至强的水敏性.修井液的漏失,容易引起地层粘土颗粒膨胀与运移,导致修井后产能恢复困难.使用环氧丙基三甲基氯化铵与二甲基二烯丙基氯化铵均聚物复配的有机小阳离子聚合物防膨剂BH-FP03,室内评价防膨率达到90％以上.岩心流动实验结果表明,低渗透岩心渗透率恢复值大于90％.现场应用修井后产能恢复期缩短至7d...     

压裂液用小分子防膨剂的优选及合成

合成4类季铵盐型防膨剂,以防膨率和与压裂液配伍性为主要指标,经初步筛选评价,优选得到一种以环氧氯丙烷和二乙醇胺为原料合成的小分子季铵盐聚氯化二羟乙基(2-羟基)丙基氯化铵(EPD)用于压裂液的防膨剂。对其合成条件进行优化,实验表明,当环氧氯丙烷与二乙醇胺以单位物质的量比为1∶1,在30℃下加料,反应温度为60℃,反应时间为3h条件下合成的防膨剂防膨率最高;当其加量为0.5%时,防膨率为78%;耐温试验表明其耐温性能较好。     

AM/[APy]Br共聚物粘土抑制剂的制备及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和溴化N-烯丙基吡啶([APy]Br)为单体,制备了一种离子液体聚合物黏土抑制剂AM/[APy]Br。通过单因素实验法确定了最佳反应条件为:m(AM)∶m([APy]Br)=15∶1,w(引发剂)=0.8%,其中,n(K2S2O8)∶n(Na HSO3)=1∶1,反应温度50℃。并对AM/[APy]Br进行了FTIR和1HNMR表征,对其性能进行了评价。结果表明,在室温下,2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液防膨率为80.90%,当温度为90℃时,其防膨率仍达77.97%;2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液与0.3 mol/L KCl溶液复配后,防膨率可达96.20%;与0.2 mol/L KCl溶液复配后,防膨率高于0.3 mol/L KCl溶液,复配溶液经4次冲刷,防膨率仍可达76.17%;占溶液总质量3.0%AM/[APy]Br与3.0%KCl复配溶液浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.57 nm)明显优于单独使用同等浓度KCl浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.62 nm)。     

小分子聚胺粘土稳定剂EM的合成及评价

以环氧氯丙烷和甲胺为原料合成了小分子聚胺粘土稳定剂EM,用离心法评价了EM的防膨性能。结果表明,当反应时间为6 h、反应温度为60℃、原料摩尔比为1.0∶1时,环氧氯丙烷转化率达到90%。当EM质量浓度为1.0%～2.0%时,防膨率达到72%～86%,能实现有效防膨;当EM质量浓度超过1.5%时,经清水浸渍24 h后,防膨率与原始防膨率相近,而无机盐粘土防膨剂的防膨率衰减到0,表明EM有优异的持久防膨性能;1.0%EM与0.5%NH4Cl复配,防膨率可达91%。     

AM/[APy]Br共聚物黏土抑制剂的制备及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和溴化N-烯丙基吡啶([APy]Br)为单体,制备了一种离子液体聚合物黏土抑制剂AM/[APy]Br。通过单因素实验法确定了最佳反应条件为:m(AM)∶m([APy]Br)=15∶1,w(引发剂)=0.8%,其中,n(K2S2O8)∶n(Na HSO3)=1∶1,反应温度50℃。并对AM/[APy]Br进行了FTIR和1HNMR表征,对其性能进行了评价。结果表明,在室温下,2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液防膨率为80.90%,当温度为90℃时,其防膨率仍达77.97%;2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液与0.3 mol/L KCl溶液复配后,防膨率可达96.20%;与0.2 mol/L KCl溶液复配后,防膨率高于0.3 mol/L KCl溶液,复配溶液经4次冲刷,防膨率仍可达76.17%;占溶液总质量3.0%AM/[APy]Br与3.0%KCl复配溶液浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.57 nm)明显优于单独使用同等浓度KCl浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.62 nm)。     

交联型季铵盐粘土稳定剂的合成与复配性能研究

以环氧氯丙烷和二甲胺为主要原料,辅以交联剂二乙烯三胺合成了一种交联型季铵盐阳离子粘土稳定剂PED,讨论了反应温度、单体配比、引发剂加量以及交联剂加量等条件对产物防膨率的影响,得出了最佳合成方案:聚合反应温度40℃,单体物质的量比1:1,引发剂占单体总量0.20%,交联剂二乙烯三胺占单体总量0.50%。测试了优化合成产物PED与无机粘土稳定剂氯化铵复配后的防膨性能,当PED与氯化铵按质量比为1:3复配时防膨率可达95.83%,经过10次以上冲洗后膨胀率为13.2%。     

水包水型疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂的合成及在压裂中的应用

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和芥酸酰胺羟丙基磺基甜菜碱为原料,采用水分散聚合方式合成出水包水型疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂,通过FTIR和TG对增稠剂的结构及热解质量进行了测试。分析了OWPAM乳液增稠剂的基本性能及水溶液的微观和宏观性能,结果表明,在单体芥酸CAB用量为4.0%时,乳液的产率、平均粒径、表观黏度和稳定性达到最优,黏均分子量为2.43×10~6g/mol;OWPAM乳液的临界胶束缔合浓度(CAC)值为0.32%,当浓度大于CAC值后水溶液体系内的缔合形式以分子间缔合为主,OWPAM乳液在0.1%、流速10m/s时减阻率为72%。助黏剂TR-1质量分数为1.0%时可将0.5%水溶液黏度增加至160mPa·s,复配成的压裂液具有较好耐温耐剪切性、黏弹性和悬砂性,在APS质量分数为0.05%时,测试时间为2h压裂液可以完全破胶,能够达到压裂液的使用标准。     

压裂体系用粘土稳定剂的复配及性能评价

针对防膨剂在井深1500³000米的井下压裂施工的使用,通过室内实验复配了适用于此类油田的粘土稳定剂,其最佳复配工艺为:氯化钾10%,3-氯-羟基丙基三甲基氯化铵15%,水75%。该粘土稳定剂与压裂体系配伍性良好,冻胶不会出现破胶现象;与COP-1粘土稳定剂相比,其防膨率大大提高,高达95%;适用于低渗透油气田压裂施工体系。     

一种有机聚醚胺黏土稳定剂的合成及评价

采用1,2-丙二醇、环氧氯丙烷等为主要原料合成了有机聚醚胺黏土稳定剂。产物在2%浓度加量下,防膨率可达到85%左右。性能测试结果表明,该黏土稳定剂有良好的抗温性、耐酸碱性和抗洗脱性,在测试温度和pH范围内防膨率均超过80%,抗洗脱率超过90%。     

一种季铵盐型阳离子粘土稳定剂PTE的合成及性能

由四乙烯五胺和环氧氯丙烷合成季铵盐阳离子粘土稳定剂PTE的最佳合成条件:四乙烯五胺和环氧氯丙烷的摩尔比1∶5,四乙烯五胺质量浓度40%,反应温度70℃,反应时间5 h。抗膨胀率高达91.03%,具有良好的稳定粘土的效果。与质量比1∶1的KCl∶NH4Cl无机盐有很好的复配效果,当PTE与无机盐质量比为1∶3,加量1.0%时,防膨率达95.35%。在90℃下PTE仍然具有良好的粘土防膨性,耐温性好,耐pH为2～12的酸碱性,加量为1.0%时,耐水洗性强,抗洗率达到93.1%,泥岩损失率为15.3%。具有良好的防止粘土膨胀、分散、抗冲刷性能。     

一种季铵盐型阳离子粘土稳定剂PTE的合成及性能

由四乙烯五胺和环氧氯丙烷合成季铵盐阳离子粘土稳定剂PTE的最佳合成条件:四乙烯五胺和环氧氯丙烷的摩尔比1∶5,四乙烯五胺质量浓度40%,反应温度70℃,反应时间5 h。抗膨胀率高达91.03%,具有良好的稳定粘土的效果。与质量比1∶1的KCl∶NH4Cl无机盐有很好的复配效果,当PTE与无机盐质量比为1∶3,加量1.0%时,防膨率达95.35%。在90℃下PTE仍然具有良好的粘土防膨性,耐温性好,耐pH为2～12的酸碱性,加量为1.0%时,耐水洗性强,抗洗率达到93.1%,泥岩损失率为15.3%。具有良好的防止粘土膨胀、分散、抗冲刷性能。     

耐高温黏土稳定剂的研制与性能评价

针对渤海油田水敏性稠油油藏注热开采易引起的黏土矿物水化膨胀、储层物性变差等问题,研制了一种耐高温黏土稳定剂.通过室内正交试验考察了不同的因素对单体聚合反应的影响,合成了季铵盐型阳离子聚合物CSL-1,并以CSL-1为基础研制了耐高温黏土稳定剂CS-H,对其进行了静态防膨、耐水洗、耐高温、动态防膨性能等评价研究.实验结果表明:CSL-1的最佳合成条件为单体质量分数为60％,反应温度为60℃,pH值为6,引发剂用量为0.75％.CS-H具有优异的防膨性能,质量分数达到2％以上时,CS-H的防膨率可达到90％以上,且耐水洗性能良好,耐温可达到250℃,对应用于稠油热采油田具有较广的温度适用范围.200℃以及250℃的动态防膨实验结果表明:CS-H对岩心的渗透率保留率均达到了89％以上,该黏土稳定剂有利于保护地层渗透能力、减轻水敏伤害.     

吸附型小分子阳离子抑制剂的合成与表征

本文以环氧氯丙烷和三乙醇胺为原料,合成中间体三羟乙基环氧丙基氯化铵(TEPAC),再与多乙烯多胺合成吸附型小分子阳离子抑制剂。以防膨率为评价标准,对单体配比、反应温度和反应时间进行实验,确定最佳反应条件。对合成产物用红外光谱进行结构表征,通过防膨实验、耐高温实验、线性膨胀实验和岩屑回收实验评价其性能。结果表明,最佳反应条件为:n(TEPAC)∶n(多乙烯多胺)=1∶1.1,反应温度80℃,反应时间3 h。当TEPAC-多乙烯多胺的浓度为2.0%时,防膨率为89.70%。TEPAC-多乙烯多胺产物的抗温性能良好,140℃下的防膨率可以保持在81.3%。TEPAC-多乙烯多胺的抑制性良好,且优于KCl的抑制性。当TEPAC-多乙烯多胺的质量分数为2.0%时,岩屑回收率为87.1%,明显高于蒸馏水和KCl的回收率。     

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。     

一种抗温耐盐降滤失剂的研究与性能评价

采用丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和烯丙醇聚氧乙烯醚为原料,合成出聚合物降滤失剂,评价了该聚合物的抗温性能和抗盐钙能力。结果表明,该聚合物的防膨性能较好,2.0%该聚合物溶液的防膨率达到了89.9%;在200℃中仍具有较好的抗温能力,在NaCl浓度为30%和CaCl2浓度为10%的盐水泥浆中,钻井液的滤失量分别为5.5 mL和6.2 mL,抗盐钙性能较好。     

复合引发体系制备磺化聚丙烯酰胺及性能评价

采用氧化还原引发剂(过硫酸铵和甲醛合次亚硫酸钠)与水溶性偶氮引发剂(偶氮二异丁脒盐酸盐)复配的复合引发体系引发丙烯酰胺(AM)与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚合成磺化聚丙烯酰胺(SPAM),考察了氧化剂与还原剂配比、复合引发剂配比、聚合引发温度、pH值、单体浓度等条件对聚合物溶液表观黏度的影响,同时对其进行了耐温抗盐性能评价。结果显示,与工业上使用的部分水解聚丙烯稀酰胺(HPAM 3 500万)相比,合成的SPAM具有更好的耐温抗盐性能。