油田化学用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物的研究及应用

介绍了油田化学用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合的合成方法,综述了2004—2012年AMPS聚合物用作钻井液添加剂、油井水泥添加剂、压裂液稠化剂、阻垢剂、缓蚀剂、水处理剂、驱油剂等方面的应用,并提出了相应的建议和设想。     

衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸二元共聚物油井水泥缓凝剂制备及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与衣康酸(IA)进行二元共聚反应合成了一种油井水泥缓凝剂。用正交实验法确定了最佳合成方案:反应温度80℃,w(引发剂)=1.5%,单体配比m(IA):m (AMPS)=1:2.7,反应时间1 h。采用IR研究了共聚物的结构并探讨了缓凝剂作用机理。结果表明:合成的共聚物对水泥浆有优异的高温缓凝作用,能显著延长水泥浆的稠化时间,具有良好的分散作用和抗钙性能。     

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成

以丙烯腈、异丁烯、浓硫酸、脱水剂等为原料 ,用新工艺制备了 2 -丙烯酰胺基 - 2 -甲基丙磺酸 (AMPS)。考察了合成条件对产品收率的影响 ,确定了合成AMPS的最佳工艺条件 ,异丁烯用量 1 0 0mol,丙烯腈用量 3 0 0～ 6 0 0mol,浓硫酸用量 1 10～ 1 15mol,脱水剂用量 0 2 0mol,反应温度 5～ 10℃ ,保温时间 1 5h。同时通过元素分析、红外光谱分析验证了AMPS的结构     

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸/丙烯酰胺缓凝剂的黏温特性

应用7400高温高压流变仪,研究了温度和压力对2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸/丙烯酰胺(AMPS/IA/AM)缓凝剂溶液表观黏度的影响。结果表明,缓凝剂溶液对温度较敏感,压力一定时,当温度≤120℃时,缓凝剂溶液的表观黏度随温度的增加而减小;温度在120¹30℃时,缓凝剂溶液存在温敏现象,表观黏度急剧增大;温度≥130℃时,缓凝剂溶液的表观黏度随温度增加而明显降低。温度一定时,随压力增加,缓凝剂溶液的表观黏度稍有增加。实验表明AMPS/IA/AM缓凝剂的黏温特征对水泥浆的稠度、沉降稳定性和稠化时间等工程性能有重大影响,可能导致水泥浆可泵性急剧变化等问题。     

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的应用

介绍了 2丙烯酰胺 2甲基丙磺酸 ( AMPS)的性能 ,综述了由 AMPS作单体的均聚物或共聚物在石油工业及众多化工领域中的应用     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠/全氟己基乙基甲基丙烯酸酯三元共聚物的疏水缔合性质

采用胶束聚合法制备了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠/全氟己基乙基甲基丙烯酸酯三元含氟碳基团的水溶性疏水缔合共聚物,用傅里叶变换红外光谱对该共聚物的结构进行了表征,用热重分析研究了它的热稳定性。表面张力测定结果表明,该共聚物在临界胶束浓度处的表面张力达到33.7mN/m;溶液的表观黏度测定结果表明,该共聚物具有较好的缔合性质和耐温耐盐性能;动态激光光散射表征结果显示,该共聚物聚集体的平均流体力学半径(Rh)随温度的升高而增大,在钙离子存在时,该共聚物聚集体的Rh随钙盐溶液质量浓度的增加变化不大,表明其具有较强的抗钙能力。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/ N-烷基丙烯酰胺三元共聚物水溶液特性研究

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-烷基丙烯酰胺(N—AAM)为单体,合成了AANA三元共聚物,并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比较,讨论了三元共聚物(AANA)的水溶液特性。芘荧光光谱分析和激光光散射仪测量结果表明,AANA由于引入了疏水性单体,在水溶液中形成了分子间的疏水缔合作用,使得AANA在水溶液中具有较大的均方旋转半径,与HPAM相比,AANA具有更好的耐温抗盐性能。实验结果表明,AANA中引入的疏水性单体形成的缔合作用愈强,愈有利于改善聚合物的耐温抗盐性能。     

2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸的合成应用及新进展

综述了介绍了2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸的合成工艺,性能,具体应用情况及其市场需求状况。     

紫外光固化法制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/顺丁烯二酸酐三元共聚高吸水性树脂

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、顺丁烯二酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用紫外光固化法,在不加引发剂和无任何气氛保护下合成了AMPS/AM/MA高吸水性树脂。利用FTIR和SEM方法研究了AMPS/AM/MA高吸水性树脂的分子结构和树脂吸水后的表面形态。考察了反应条件对AMPS/AM/MA高吸水性树脂吸水倍率的影响。实验结果表明,合成高吸水性树脂的优化条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(MA)=2.0∶1.5∶0.3,w(NMBA)=0.06%(基于单体的总质量),pH=3.4,紫外光固化时间5.5 min。在优化条件下合成的AMPS/AM/MA高吸水性树脂的吸水倍率为1 627 g/g,且吸水速率较快,保水性能良好。     

2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸的合成技术进展

介绍了国内外2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸的技术进展及其应用情况,并对其发展提出了建议。     

AM/AMPS/DEDAAC共聚物的合成及性能

采用氧化 -还原引发体系合成了丙烯酰胺 (AM) /2 -丙烯酰胺基 -2 -甲基丙磺酸(AMPS) /2 -乙基 -2 -烯丙基氯化铵 (DEDAAC)共聚物 ,并对共聚物的钻井液性能进行了初步评价。结果表明 ,AM/AMPS/DEDAAC三元共聚物具有较强的降滤失能力、抑制性和抗温抗盐污染能力。     

星型疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的研究

采用光引发自由基聚合法,用丙烯酰胺和疏水单体十八烷基二甲基烯丙基氯化铵合成了星型疏水缔合聚丙烯酰胺(SHMPAM),研究了SHMPAM的溶液性质。流变性实验结果表明,SHMPAM溶液的临界缔合浓度为1000～1250mg/L;SHMPAM溶液的抗温、抗盐和抗剪切性能与疏水缔合聚合物(AP-P4)溶液的性能相似,且性能优于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液;SHMPAM具有的支臂结构一方面增强了分子链间的缠结,导致聚合物溶液的黏度增加,另一方面SHMPAM的支臂在模拟地层水溶液中易发生分子内缔合,一定程度上降低了聚合物溶液的表观黏度。黏弹性实验结果表明,SHMPAM溶液的黏弹转变频率为0.17Hz,AP-P4溶液的黏弹转变频率为0.56Hz,而HPAM溶液只表现出黏性。     

AM／AMPS／AA／HMOPTA共聚物的合成及性能

采用氧化－还原引发体系合成了丙烯酰胺／2－丙酰胺基－2－甲基丙磺酸／丙烯酸／2－羟基－3－甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵（AM／AMPS／AA／HMOPTA）共聚物,并对共聚物的泥浆性能进行了初步评价。结果表明,AM／AMPS／AA／HMOPTA共聚物具有较强的降滤失能力,抑制性和抗温盐能力。     

AM／AMPS／MAA三元共聚物的合成与性能

采用氧化－还原引发体系合成丙烯酰胺／2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸／甲基丙烯酸（AM／AMPS／MAA）三元共聚物作为钻井液处理剂。初步评价了此三元共聚物的泥浆性能,结果表明,AM／AMPS／MAA三元共聚物具有较好的降滤失和耐温性能,较强的抗盐和抗钙,镁离子污染的能力,以及较好的防塌效果。     

AM／AMPS／MAA／DADMAC四元共聚物的合成与性能

采用氧化－还原引发体系合成丙烯酰胺／2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸／甲基丙烯酸／二烯丙基二甲基氯化铵四元共聚物作为钻井液处理剂。初步评价此四元共聚物的泥浆性能,结果表明,AM／AMPS／MAA／DADMAC四元共聚物具有较好的降滤失和耐温性能,较强的抗盐能力,及较好的防塌效果。     

AM/AMPS/DMDAAC/OAM水溶性疏水缔合两性共聚物的合成及其性能

以十八醇为原料,制备了长链疏水单体N-十八烷基丙烯酰胺(OAM);以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、OAM为单体,合成了水溶性疏水缔合两性共聚物AM/AMPS/DMDAAC/OAM。利用1H NMR,FTIR,DTA-TG手段研究了共聚物的结构和热稳定性,考察了OAM疏水单体含量、共聚物含量、AMPS含量、温度、剪切速率以及NaCl含量对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,当OAM摩尔分数为1.0%、AMPS摩尔分数为25%、共聚物质量分数为2.5%时,共聚物溶液的增黏性能很好,溶液的表观黏度可达1 648 mPa·s。将疏水基团和两性离子同时引入分子链中,提高了共聚物的耐温抗盐和耐剪切性能,可作为三次采油的驱油剂。     

AMPS/MTAAC/AM共聚物降滤失剂的合成及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、三甲基烯丙基氯化铵(MTAAC)和丙烯酰胺(AM)共聚合成了一种抗温抗盐降滤失剂,考察了合成共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、人工海水钻井液、含钙盐水钻井液及现场钻井液中的降滤失性能。结果表明,AMPS/MTAAC/AM共聚物具有良好的降滤失作用,抗高温抗盐,尤其抗高价离子污染能力强。     

星型疏水缔合聚丙烯酰胺的研究 Ⅰ.疏水单体含量对其水溶液性质的影响

以叔胺化星型聚酰胺基为核、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(ODAC)为疏水单体,通过光引发自由基聚合法合成了一系列不同ODAC含量的星型疏水缔合聚丙烯酰胺(sHMPAM);考察了ODAC含量对SHMPAM溶液的抗温性、抗盐性、过滤性、吸附性和抗剪切性能的影响。实验结果表明,在模拟油田地层水中,随ODAC含量的增加,SHMPAM溶液的临界缔合浓度减小;ODAC含量较高的SHMPAM溶液对温度有较强的敏感性;随矿化度的增加,不同ODAC含量的SHMPAM溶液的黏度均呈现下降—增加—下降的趋势;SHMPAM溶液通过1.2μm微孔滤膜时均表现出良好的过滤性;在石英砂表面的吸附曲线基本符合Langmuir等温吸附规律;经高速剪切后,不同ODAC含量的SHMPAM溶液表观黏度的保黏率均超过25%,具有一定的抗剪切性。     

AMPS共聚物的合成及其耐盐抗温性能的研究

使用新型氧化－还原引发剂，采用水溶液共聚合，低温引发的方法合成了AMPS二元或三元共聚物。结果表明，AMPS共聚物的耐盐抗温性能优于PAM，并随AMPS含量的增加而提高。     

AM/AMPS/MAA/HMOPTA四元共聚物的合成及作为钻井液处理剂的性能

用水溶液引发聚合的方法，由丙烯酰胺、2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸、甲基丙烯酸、2－羟基－3－甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵合成了AM／AMPS／MAA／HMOPTA四元共聚物（粉剂），简介了合成方法，未说明单体投料比和共聚物结构参数。在淡水、4％盐水、饱和盐水、钙镁钠复合盐水及含钙的10％ 水基浆中初步考察了共聚物作为泥浆处理剂的性能。该共聚物在各种基浆中均有较强的降滤失、提粘切、抗盐能力。加入1．5％共聚物可将含CaCl2高达25％的饱和盐水泥浆的滤失量控制在较低值（18mL)，抗钙能力远优于丙烯酸类聚合物处理剂MAN－101和SL－1。1．5％和2．0％共聚物处理的各种泥浆在150℃滚动16h后滤失量仍较低。120℃页岩滚动回收测试结果表明共聚物的抑制性好于阴离子型AMPS共聚物。中原油田某深井在用混油聚合物泥浆分别用等体积的饱和盐水和钙镁钠复合盐水稀释后加入0．3％或0．5％共聚物，滤失量和抗温性获得大幅度改善，基本上达到或接近要求值。