一种疏水缔合型压裂液稠化剂的室内研究

以丙烯酰胺、丙烯酸等为原料,用水溶液聚合法合成了一种压裂液用稠化剂(PAAM-16)并在室内研究了其性质。合成优化条件为:聚合温度60℃、聚合时间4 h、单体浓度20%、引发剂加量0.3%、p H=8以及单体配比(摩尔比)丙烯酰胺(AM)∶丙烯酸(AA)∶十六烷基烯丙基二甲基氯化铵(MJ-16)=84∶15∶1。对质量分数为0.8%的聚合物溶液性能评价结果表明,该稠化剂是一种典型的非牛顿流体,随着温度的上升,表观粘度逐渐下降,到90℃下仍能达到90 m Pa·s。在170 s-1下剪切3 h后,其粘度仍能达到153 m Pa·s;随着盐浓度的升高,聚合物的表观粘度先增大到180 m Pa·s,再缓慢降低至138 m Pa·s,表现出较强的抗盐性。     

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。     

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%。     

一种抗温抗盐稠化剂的研究

以AM(丙烯酰胺)、AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)和NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)为单体,APS(过硫酸铵)/亚硫酸氢钠为氧化还原型引发剂,采用水溶液聚合法合成了一种三元聚合物基稠化剂。着重探讨了反应单体配比、单体浓度、引发剂掺量、反应温度和反应时间等对产物性能的影响。研究结果表明:该三元聚合物具有良好的增稠性、耐热性和耐盐性,其最佳合成条件是m(AM)∶m(AMPS)∶m(NVP)=7.3∶2.0∶0.7、单体浓度为30%、w(氧化还原型引发剂)=0.2%(相对于单体总质量而言)、反应温度为45℃、反应时间为4 h、m(APS)∶m(亚硫酸氢钠)=1∶1和体系pH=7。     

环糊精改性超支化聚合物的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、环糊精改性超支化功能单体(MAH-β-CD-HPEA)、甜菜碱(DEPS)为原料合成了四元共聚物PADAH。考察了引发剂质量分数、AM与AA质量比、DEPS与MAH-β-CD-HPEA质量比对聚合物溶液黏度的影响。得到的最佳合成条件为:AM与AA的质量比为2∶1(共占单体总质量的85%),DEPS与MAH-β-CD-HPEA的质量比为14.5∶0.5(共占单体总质量的15%),引发剂质量分数为0.3%。性能研究表明,该共聚物的质量浓度为2000 mg/L时,溶液黏度可达643 mPa·s,3500 r/min剪切20 s后黏度保留率高于80%;90℃时,PADAH的黏度为237m Pa·s,黏度保留率为37.5%,均优于未加MAH-β-CD-HPEA的甜菜碱型聚合物(PADA)和普通部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。     

压裂用耐温乳液稠化剂的制备及性能

为发展耐温疏水聚合物压裂液体系,本文在丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）中引入了疏水单体甲基丙烯酸十八烷基酯来提高稠化剂的耐温性,合成了聚合物稠化剂PAS。实验结果表明,制备改性聚合物的条件为：单体占总质量的30%,乳化剂占油相的10%,亲水亲油平衡值（HLB）为6,引发剂占单体质量的0.2%,油水相比为1∶2。其黏均分子量为450×104g/mol。测试了该聚合物1.5%的浓度在120℃、170s-1下剪切1.5h后黏度保持在80mPa·s,具有较好的耐温性,并具有剪切回复性能;其粒径分布为500～1200nm;在破胶剂过硫酸钾的用量为0.03%时,在90℃下,其黏度可以下降到5mPa·s,完成破胶。     

改性胍胶水煤浆分散剂的制备与性能表征

以胍胶为主剂,经过氧化还原反应后在分子链上引入含有羧基的丙烯酸、含有磺酸基的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺分子单体,通过自由基缩合反应合成出改性胍胶聚合物分散剂,通过红外光谱、热分析仪、流变仪及激光粒度仪对合成产物及水煤浆体系进行测试,改性胍胶聚合物分散剂在280℃开始逐级分解,热稳定性较好;在分散剂加量为0.4%,制浆浓度为64%时,水煤浆体系的表观粘度为760 m Pa·s,水煤浆析水量较少、体系稳定。     

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。     

耐温抗盐共聚物的合成与溶液特性研究

以丙烯酰胺(AM)为主要单体,以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为增溶单体,以二乙烯基苯(DVB)为交联单体,采用自由基胶束聚合法合成了水溶性微交联共聚物(PADM)。采用FT-IR、1HNMR表征了PADM;研究了AMPS和DVB的反应加量、Na Cl浓度、温度及剪切速率对共聚物溶液性能的影响。结果表明,引入DVB使共聚物具有优良的增粘和抗盐能力,DVB摩尔分率为0.7%的0.15g/d L PADM于45℃在淡水和7.5g/d L盐水中的表观粘度分别为376.9m Pa·s和155.4m Pa·s。另外,PADM也显示了良好的抗剪切和耐温性能。