阳离子聚丙烯酰胺溶液黏度降低的研究

降低聚丙烯酰胺的黏度对于研究聚合物驱采油及其采出水的处理、煤气化灰渣的循环利用等有重大意义。本文考察了pH值、氧化物及矿化度对阳离子聚丙烯酰胺溶液黏度的影响,实验结果表明当pH值达到8.5时,阳离子聚丙烯酰胺溶液黏度急剧下降;当NaClO加入浓度达到60 mg/L时就能有效的分解聚丙烯酰胺;当NaCl加入量在250 mg/L时就能使聚丙烯酰胺溶液的黏度降低一半。     

几种聚电解质对含HPAM污水的反相破乳研究

采用模拟含油污水,研究了3种结构聚电解质：超支化聚酰胺胺（PAMAM）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）和聚醚破乳剂SP-169对污水的破乳除油效果,及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和无机盐对破乳的影响规律。结果表明：随HPAM质量浓度增大,破乳效果变差。聚合物和盐的相互作用是影响含聚污水处理效果的重要原因。ρ（HPAM）=100mg/L时,NaCl对CPAM破乳有利。当ρ（HPAM）=400mg/L时,NaCl不利于PAMAM和CPAM破乳。二价盐CaCl2使PAMAM失去破乳作用,但对CPAM破乳有利。     

槐糖脂与聚丙烯酰胺的相互作用

通过表面张力和表观黏度的测定,研究了槐糖脂与聚丙烯酰胺(PAM)的相互作用。结果表明,加入PAM,槐糖脂溶液的表面张力略有升高,临界胶束浓度(CMC)由约30 mg/L升高为约40 mg/L,但槐糖脂/PAM混合溶液的表面张力主要受槐糖脂浓度的影响。温度升高,混合溶液的表面张力略有降低,CMC保持不变;加入氯化钠,混合溶液的表面张力略有降低。由于槐糖脂与PAM的"疏水微区"相互作用形成混合胶束,加入槐糖脂,PAM溶液的表观黏度出现不同程度的升高,当槐糖脂浓度为30 mg/L时,PAM溶液的表观黏度最高。槐糖脂与聚丙烯酰胺复配在降低表面张力的同时能提高体系的表观黏度,适用于三次采油技术。     

槐糖脂与聚丙烯酰胺的相互作用

通过表面张力和表观黏度的测定,研究了槐糖脂与聚丙烯酰胺(PAM)的相互作用。结果表明,加入PAM,槐糖脂溶液的表面张力略有升高,临界胶束浓度(CMC)由约30 mg/L升高为约40 mg/L,但槐糖脂/PAM混合溶液的表面张力主要受槐糖脂浓度的影响。温度升高,混合溶液的表面张力略有降低,CMC保持不变;加入氯化钠,混合溶液的表面张力略有降低。由于槐糖脂与PAM的"疏水微区"相互作用形成混合胶束,加入槐糖脂,PAM溶液的表观黏度出现不同程度的升高,当槐糖脂浓度为30 mg/L时,PAM溶液的表观黏度最高。槐糖脂与聚丙烯酰胺复配在降低表面张力的同时能提高体系的表观黏度,适用于三次采油技术。     

孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二己基丙烯酰胺共聚物水溶液的黏度行为

采用先加碱共聚-共水解方法制备了孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N 二己基丙烯酰胺共聚物[P(AM/NaAA/DiC6AM)],经容量滴定法测试,P(AM/NaAA/DiC6AM)的水解度=14 37%～15 80%,接近理论水解度15%。当x(疏水单元)=0 0641%～0 372%时,P(AM/NaAA/DiC6AM)在c(NaNO3)=1 000mol/L水溶液中的特性粘数[η]值为12 60～10 33dL/g、Huggins常数值为0 83～1 39。P(AM/NaAA/DiC6AM)在矿化度为19334μg/g盐水溶液中的表观黏度随疏水单元摩尔分数的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低。在ρ(NaCl)=2～10g/dL、ρ(CaCl2)=0 2～1 0g/dL的水溶液中,出现盐增黏现象;且疏水单元摩尔分数越高,盐增黏效应越显著。P(AM/NaAA/DiC6AM)的疏水单元摩尔分数越高,与后加的SDS[ρ(SDS)=0～0 050g/dL]的疏水缔合作用越强,溶液的增黏效果越明显。     

黏度法研究两性聚丙烯酰胺的水溶性

利用水溶液聚合合成了不同组成的两性聚丙烯酰胺(AM/MADQUAT/NaAMPS),对其溶液黏度受NaCl溶液浓度的影响进行了研究。结果表明,净电荷含量较大的两性聚丙烯酰胺溶液,在低NaCl浓度下特性黏度大、溶解性好;而净电荷含量较小的两性聚丙烯酰胺溶液(特别是带有高电荷密度时),在较高的NaCl浓度下,聚合物溶液特性黏度大、溶解性好,反聚电解质效应明显。     

驱油用疏水缔合聚合物临界缔合浓度的性能研究

对自制的用于高温高盐油藏驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)处于临界缔合浓度(CAC)上下的两个浓度的溶液进行了各项性能评价对比。结果表明,该HAPAM在高于CAC之上表现出优异的性能:当NaCl溶液质量浓度从70 000 mg/L增长到200 000 mg/L时,聚合物溶液的黏度增长30倍,在180 000 mg/L模拟盐水中,90℃时的黏度是30℃时的6.2倍,显示出良好的耐温抗盐性;在变剪切实验中显示良好的剪切恢复性;流变学研究表现出具有明显的黏弹性;岩心实验结果表明,高于CAC的聚合物注入压力传播更均匀。     

聚丙烯酰胺磷酸锆对Pb~(2+)的吸附性质研究

使用溶胶-凝胶法合成聚丙烯酰胺磷酸锆,研究其对Pb⁽²⁺⁾的吸附行为。结果表明,0.10 g聚丙烯酰胺磷酸锆,加入0.20 g/L Pb(2+)的吸附行为。结果表明,0.10 g聚丙烯酰胺磷酸锆,加入0.20 g/L Pb⁽²⁺⁾溶液20.00 mL,24 h时已基本吸附饱和,q_e=18.50 mg/g,η=84.49%。当Pb(2+)溶液20.00 mL,24 h时已基本吸附饱和,q_e=18.50 mg/g,η=84.49%。当Pb⁽²⁺⁾初始浓度增加到0.70 g/L时,吸附容量达到最大,在pH=3.72时吸附容量最大。混合金属溶液吸附实验表明,聚丙烯酰胺磷酸锆对Pb(2+)初始浓度增加到0.70 g/L时,吸附容量达到最大,在pH=3.72时吸附容量最大。混合金属溶液吸附实验表明,聚丙烯酰胺磷酸锆对Pb⁽²⁺⁾具有高的选择性,k_(dPb)/k_(dNi)=23.76,k_(dPb)/k_(dCu)=6.680。吸附速率符合准二阶动力学方程。吸附等温线符合Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型。     

疏水缔合聚合物对NaCl溶液中低溶解度PF分散特性的影响

为改善LPFR(低溶解度酚醛树脂)在低矿化度水中的分散稳定性,以HAP(疏水缔合聚合物)作为LPFR的稳定剂,并测定了分散体系在去离子水或NaCl溶液中的流体力学直径(Dh)、Zeta电位、浊度及稳定时间。结果表明:当LPFR水溶液浓度为300 mg/L时,LPFR以单分子或较小的分子聚集体形式存在于去离子水中,Zeta电位较高、浊度较小且稳定性良好;加入NaCl后,LPFR形成了较大的分子聚集体,Zeta电位降低、浊度增大且稳定性变差;引入HAP后,LPFR/HAP因疏水缔合作用而形成了Dh较小的复合分子聚集体,其Zeta电位较大,浊度明显降低,稳定性增强;HAP能明显改善LPFR在NaCl溶液中的分散特性及稳定性。     

高稳定性双水相共聚物PAM-AMPS的合成与表征

采用双水相聚合技术,以硫酸铵水溶液为反应介质,过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为反应单体,聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)为稳定剂,制备了稳定的阴离子聚丙烯酰胺(PAM-AMPS)双水相分散液。采用FTIR、XRD、TG及DTA对产物进行了表征,并对其分散液进行了TEM与稳定性分析。结果表明:共聚物PAM-AMPS为无定形态的非晶聚合物,且热稳定性好;PAM-AMPS双水相分散液稳定性能优良,动力学不稳定指数(TSI)≤0.4,分散相为球形或椭球形液滴,平均粒径为186.2 nm。流变测试显示:ρ(NaCl)=2×10~4mg/L时,PAM-AMPS双水相分散液质量分数(以体系总质量计,下同)从0.2%增至1%,该混合体系黏度从8.22 Pa·s增到60.74 Pa·s;NaCl质量浓度从1×10~4mg/L增至5×10~4mg/L时,含质量分数0.2%的PAM-AMPS双水相分散液的混合体系黏度从10.80 Pa·s降至5.94 Pa·s。因而PAM-AMPS双水相分散液表现出优良的稠化及耐盐性能。     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC16)水溶液的黏度行为

采取前加碱二元胶束共聚-后水解法合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十六胺)[P(AM/NaAA/DiAC16)],研究了其水溶液的黏度行为。当x(DiAC16)=0.10%~0.40%时,在30℃、1 mol/LNaCl水溶液中,P(AM/NaAA/DiAC16)的特性黏数[η]、Huggins常数KH、黏均相对分子质量Mη分别为22.59~19.62 dL/g、0.144~0.294和12.49×106~10.47×106g/mol;KH小于0.8,表明其分子内缔合作用较弱。P(AM/NaAA/DiAC16)在矿化度为19 334μg/g盐水溶液中的表观黏度随疏水单体用量的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低。在NaCl、CaCl2的离子强度分别为1.26×10-3~4.88×10-3mol/kg、1.07×10-4~5.28×10-4mol/kg的水溶液中,P(AM/NaAA/DiAC16)出现盐增黏现象,疏水单体用量越高,盐增黏效应越显著。当ρ(SDS)=0~0.07 g/dL时,P(AM/NaAA/DiAC16)水溶液的表观黏度有明显增加,表明P(AM/NaAA/DiAC16)/SDS分子缔合作用较强。     

荧光探针研究P(AM/NaAA/DiC8AM)在水溶液中的缔合行为

以芘为荧光探针研究了孪尾疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二正辛基丙烯酰胺)[P(AM/NaAA/D iC8AM)]在二次蒸馏水、c(NaC l)=1 mol/L水溶液中的荧光光谱。当x(疏水单体)=0.10%~0.40%、表面活性剂与疏水单体的摩尔比(SMR)为20~70、x(丙烯酸)=20%~40%、ρ(聚合物)=5~50 g/mL时,I1/I3值为1.76~1.25。表明疏水基团间存在疏水缔合相互作用,且随疏水单体用量、聚合物质量浓度及介质极性的增加,和丙烯酸用量、SMR值的减少,芘的I1/I3值降低,疏水缔合作用增强。     

疏水缔合聚合物增稠性能研究

在不同条件下 ,进行了疏水缔合聚合物增稠性能研究 ,结果表明疏水缔合聚合物在蒸馏水中 ,基本上看不到疏水缔合效果 ;疏水缔合聚合物的氯化钠溶液或氯化钙溶液 ,在缔合临界矿化度之前 ,随着溶液矿化度的增大 ,溶液粘度逐渐降低 ;在缔合临界矿化度之后 ,随着溶液矿化度的增大 ,溶液粘度迅速升高 ,达到极大值后又逐渐下降 ;油田采出污水中均存在较高含量的钙、镁等高价离子 ,疏水缔合聚合物在油田采出污水中 ,随着矿化度和温度的升高 ,疏水缔合增稠效果越差。认为目前把疏水缔合聚合物作为油田三次采油用耐温抗盐聚合物研制的主攻方向是不合适的     

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。     

疏水缔合聚丙烯酰胺溶液的稳定性研究

用粘度法研究了用模拟胜利油田盐水配制的疏水缔合聚丙烯酰胺溶液在高温下的稳定性。实验发现聚合物溶液粘度下降很快,硫脲和小分子醇类能明显增强聚合物溶液的高温稳定性。其中硫脲能起到抗氧剂的作用,在短期内能使溶液保持较好的稳定性;小分子醇类能与聚合物交联,使疏水缔合聚合物溶液的网状结构得以维持。用硫脲和自制的多羟基化合物以1∶5比例复配后的稳定剂结合了这两类物质的优点,当加入量为100mg/L时,使聚合物溶液的高温长期稳定性有了很大的提高。     

Effect of micro-aggregation behavior on the salt tolerance of polymer solutions

Polymer solution for oil displacement is mostly used in the middle and late stage of water flooding reservoir development, and reservoir groundwater conditions are often one of the main conditions restricting polymer application. Therefore, it is necessary to develop salt tolerance of polymer solutions with different aggregation behaviors, so as to facilitate the synthesis and optimization of suitable polymer systems. The differences in the micro-aggregation behavior of three polymers with different molecular structures were explored. On this basis, the effects of divalent metal cations on the properties of the polymer solutions were analyzed by assessing the micro-aggregation behavior, apparent viscosity, hydrodynamic size, and shear rheological characteristics. The results showed that the linear partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) was seriously affected by divalent cations, and the viscosity decreased obviously. The aggregation behavior of the polymer changed by hydrophobic association can enhance the salt tolerance of the solution. The hydrophobically modified partially hydrolyzed polyacrylamide (HMPAM) with “chain beam” aggregation behavior has strong intermolecular connection, which enables it to withstand the content of calcium and magnesium ions of 1100 mg l⁻¹. When the content of calcium and magnesium ions exceeds 600 mg l⁻¹, dendritic hydrophobically associating polymer (DHAP) will destroy the interaction between molecular chains, resulting in the decrease of apparent viscosity and hydrodynamic size. For polymer flooding in high-salinity reservoir, salt tolerant polymer system can be constructed by optimizing molecular weight and hydrophobic group content.     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC14)水溶液的黏度行为

采取前加碱二元胶束共聚-共水解法合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十四胺)〔P(AM/NaAA/D iAC14)〕,研究了其水溶液的黏度行为。当x(D iAC14)=0.10%~0.40%时,在30℃、c(NaC l)=1 mo.lL-1水溶液中,P(AM/NaAA/D iAC14)的特性黏数[η]、黏均相对分子质量Mη、Huggins常数KH、平均线团密度ρequ分别为18.88~22.22 dL.g-1、9.98×106~12.24×106g.mol-1、0.117~0.299和0.112~0.132 g.dL-1;KH小于0.8,表明其分子内缔合作用较弱。P(AM/NaAA/D iAC14)在矿化度为19 334μg.g-1盐水溶液中的表观黏度随疏水单体摩尔分数的增加而增加,随温度、剪切速率的增加而降低。在NaC、lCaC l2的离子强度分别为1.26×10-3~4.88×10-3mol.kg-1、1.073×10-4~5.28×10-4mol.kg-1的水溶液中,P(AM/NaAA/D iAC14)出现盐增黏现象,疏水单体摩尔分数越大,盐增黏效应越显著。随疏水单体摩尔分数的增加,临界缔合质量浓度(CAC)降低;与后加的十二烷基硫酸钠(SDS)〔ρ(SDS)=0~0.07 g.dL-1〕的疏水缔合作用增强,黏度增加的幅度增大。     

新型表面活性剂疏水缔合聚合物提高原油采收率的性能研究

介绍了渤海海上油田二元复合驱驱油的设计与开发方案,以新型表面活性剂(非离子型表面活性剂:DMES-14、TX-100)和疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)为主。二元复合驱驱油体系主要需要双子表面活性剂双十四酸乙二酯双磺酸盐型表面活性剂(DMES-14),疏水缔合聚丙烯酰胺以及取自海上油田平台的回注水。该体系同时对粘度和表面张力进行了研究。结果表明,该体系在不要求浓度的情况下可以达到超低界面张力2.48×10~(-3) m N/m,在油藏中粘度可达到55 m Pa;随后的岩心驱替试验表明,在水驱含水75%的状况下进行二元复合驱驱油效果可提高至38.6%以上。总之,该实验研究提供了非离子表面活性剂与疏水缔合水溶性聚合物驱油体系的实用信息以及可以在渤海海上油田进行大规模应用HAPAM。     

疏水缔合型聚合物P(AM/TA)溶液性质的研究

采用沉淀聚合法制备了疏水缔合型聚合物丙烯酰胺 /丙烯酸十四酯共聚物P(AM/TA)。研究了在链结构中引入不同疏水基团摩尔分数的共聚物的溶液性质。结果表明该共聚物在w(NaCl) =1 5 %的溶液中的黏度较之水溶液有较大提高 ,表现出明显的抗盐性质 ,而临界缔合质量分数和特性黏度均出现下降趋势。该聚合物是一种性能优异的疏水缔合型增稠剂。作者对共聚物溶液的黏度 -温度性质和剪切速度对溶液黏度的影响也进行了研究。     

岔30断块S/P二元复合驱实验研究

针对华北岔30断块90℃高温、地层水矿化度18765.1 mg/L的特点,筛选得到了石油磺酸盐CDS-1与疏水缔合聚合物HNT201-3二元复合体系。0.05%CDS-1/HNT201-3二元复合体系与原油的界面张力可降到10^-2mN/m数量级;当HNT201-3浓度为1250mg/L时,复合体系的表观粘度为23.7 mPa.s。非均质岩心（模拟油层非均质变异系数和平均空气渗透率）驱油试验结果表明,注入驱油体系0.3PV、后续保护段塞0.1PV（聚合物HNT201-3浓度1250mg/L）时,可比水驱提高采收率19.73%OOIP。