疏水缔合压裂液用稠化剂HAP-1的制备及性能评价

以功能疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(N-DAM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液法制得疏水缔合压裂液用稠化剂(HAP-1),考察了合成过程中不同因素对HAP-1性能的影响,确定了HAP-1的最佳合成工艺:反应时间为4 h,反应温度为70℃,单体总质量分数为25%,引发剂质量分数为0.03%(相对于单体总质量),反应体系p H为8,单体摩尔比n(AM)∶n(AA)∶n(AMPS)∶n(N-DAM)=80∶15∶4∶1。性能评价结果表明,HAP-1压裂液具有良好的耐温性能、抗剪切性能、悬砂性能和破胶性能,且破胶液残渣质量浓度低于常规压裂液破胶液,适于90℃以下油气储层压裂改造。     

一种自增稠酸化转向聚合物的研究

将N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵(C₁₈DMAAC)与丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）进行共聚得到一种酸化转向用聚合物PADD,采用单因素法对合成条件进行优化得到反应最佳条件：单体摩尔比n（AM）∶n（DMC）∶n(C₁₈DMAAC)为85∶15∶1.2、单体质量分数为30%、引发剂偶氮二乙丁腈盐酸盐（V50）质量分数为0.4%、反应时间为6 h、反应温度为55℃、反应pH为7。聚合物酸溶液随着酸岩反应的进行持续增黏,并且通过不同酸岩反应时间岩石表面形貌的电镜图得到进一步证实。1.3%PADD酸溶液黏度能从48.0 mPa·s增加至423.0 mPa·s,且残酸具有良好的抗温能力,1.3%PADD残酸黏度在90℃下为213.0 mPa·s,为转向酸在高温地层的应用提供理论支持。     

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%。     

抗高温聚合物降滤失剂YL-Ⅱ的合成与性能

选用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、烷基丙烯酸(R-AA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)4种单体,采用非常规的引发剂和pH值调节方法,以改进的水溶液自由基聚合法合成了抗高温聚合物降滤失剂YL-Ⅱ。确定了最佳合成条件为:n(AM):n(R-AA):n(AMPS):n(NVP)=5∶1∶2∶2,反应温度20℃,反应体系pH值10~11,反应时间4h,引发剂用量为单体总质量的0.4%,用Na2CO3调节反应体系的pH值。YL-Ⅱ在淡水、饱和盐水及复合盐水钻井液中均有良好的降滤失性能,表现出较好的抗钙、抗盐性能;抗温温度达到220℃,且在240℃时仍有一定的降滤失性能;在钻井液体系中添加量较少,使用方便,能够降低使用成本。     

反相乳液聚合法制备耐温抗盐丙烯酰胺聚合物

采用反相乳液聚合法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为单体,煤油为油相,司班-80和吐温-60为乳化剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂制备共聚物。考察单体质量比、引发剂用量、反应温度、乳化剂用量、油水比对共聚物特性粘数的影响。红外光谱仪表征共聚物结构,Brookfield粘度计测定聚合物耐温性和抗盐性。结果表明,当单体质量比AM∶AMPS∶NVP为1∶0.2∶0.025,引发剂总用量为单体总重量的2%,反应温度为40℃,乳化剂总浓度为0.1 g/mL,油水比为1∶1时,共聚物特性粘数最大为936 mL/g,且有较好的耐温抗盐性。     

酰胺型AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂的合成及其性能

以自制的活性大单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)和丙烯酰胺(AM)为原料,通过正交试验确定了共聚单体比例,采用水溶液聚合法合成了酰胺型AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂.并重点考察了共聚各单体用量和聚合反应条件对酰胺型AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂性能的影响.结果表明:酰胺型AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂最佳合成工艺条件为n(MPEGAA)∶ n(AA)∶ n(MAS)∶n(AMPS)∶n(AM) =0.1∶0.65∶0.1∶0.2∶0.15,引发剂用量为5％,聚合反应温度和反应时间分别控制在80℃和5h.在此条件下合成的酰胺型AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂具有良好的分散性和保塑性.当掺量(折固掺量)为0.24％时,90 min内水泥净浆流动度保持率高达98％.     

AM/APO/AMPS的合成及其应用研究

以丙烯酰胺(AM)、烯烷基酚聚氧乙烯醚(APO)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了T型聚丙烯酰胺,其中Span80、Op-10为复合乳化剂,液体石蜡为连续相,制备稳定的反相乳液聚合体系;K_2S_2O_8、NaHSO_3为氧化还原引发剂。其最佳合成条件为:n_(AM)∶n_(功能单体)=10∶1,n_(APO)∶n_(AMPS)=1∶1,引发剂用量(质量分数,相对于单体)0.10%,反应温度45℃,反应时间8h。通过红外光谱(IR)对其结构迚行表征,用黏度法对分子量迚行了测定,分子量为7.9×10~6。通过SEM和冷冻干燥图对其形貌迚行研究,结果表示,当聚合物浓度为800mg·L~(-1),分散的聚集体已经开始形成具有T型的聚合状态。同时考察了T型聚丙烯酰胺的临界缔合浓度、耐温性、抗盐性、恒剪速黏度、黏弹性及吸附性等性质,研究显示AM/APO/AMPS聚合物具有优越的应用性能,可以明显提高原油采收率。     

AM/AMPS共聚物的合成与耐温抗盐性能研究

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用氧化还原引发体系在水溶液中合成二元共聚物。结果表明:采用(NH4)2S2O8/NaHSO2CH2OH引发剂,AMPS与AM单体总质量分数25%,二者质量比3∶7,引发剂占单体总量的质量分数0.09%,其中氧化剂与还原剂质量比4∶1,pH=6,反应温度20℃时,AM/AMPS共聚物表观黏度最高,与工业部分水解聚丙烯酰胺(HPAM,3 500万)相比具有更好的耐温抗盐性能。     

聚氧乙烯基型降滤失剂SJ-1的合成与性能评价

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)与具有大分子侧链聚氧乙烯基(C2H4O)n的烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)三元共聚得到钻井液用降滤失剂SJ-1,并对其进行了性能评价。通过单因素实验优化得到最佳合成方案为:单体质量分数为15%,反应温度控制在60℃,引发剂质量分数为0.2%,n(AM)∶n(AMPS)∶n(APEG)=14∶5∶1。通过红外光谱表征可知,所合成的聚合物结构和预计的结构一致。性能评价表明,所合成的聚合物具有较好的抗温能力(200℃),在盐质量分数为30%的盐水泥浆中仍具有较好的降失水能力。     

一种耐高温酸液稠化剂的制备及性能

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料、是否引入十八烷基甲基丙烯酸酯(SMA)为区别,通过自由基聚合制备出两种稠化剂SY-1和SY-2.采用FTIR及芘探针法对其结构进行表征;通过热重分析仪、流变仪、酸岩反应旋转岩盘仪对其进行性能测试.结果表明:引入SMA单体后制得产物SY-2热稳定性得到改善;当SY-2添加量为质量分数为20％的盐酸溶液质量的0.8％时,溶液升温至180℃的终点黏度为50 mPa·s,继续剪切1 h后终点黏度为20.1 mPa·s,剪切稳定性为40.20％;在180℃、3 MPa下,SY-2型稠化酸的静态酸岩反应速率为8.94×10–5 g/(cm2·s).该体系与缓蚀剂、铁离子稳定剂配伍性良好,可用于深井高温酸化压裂.     

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。     

AM/AMPS共聚物的合成与性质研究

采用过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系引发丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)水溶液进行二元共聚,得到AM/AMPS共聚物。黄金分割法评定确定最佳合成条件为:引发剂0.002 888%,单体20%,AMPS∶AM=20∶80(质量百分比),反应温度45.52℃。用红外光谱(IR)对目标产物进行结构表征,并评价了目标物的溶液性能和稳定性。结果表明,AM/AMPS共聚物的耐温抗盐性优于大庆HPAM聚合物,适用于高温高盐油藏条件。     

泥页岩抑制剂ADAN的合成及评价

以丙烯酰胺(AM)为主体,与阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)及2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)反应,合成了一种两性离子泥页岩抑制剂ADAN,并对其进行了性能评价。结果表明,合成实验最佳条件为:4种单体AMPS、DMDAAC、AM、NVP质量比为2∶1∶6∶1,单体浓度为15%,引发剂浓度0.05%,反应温度50℃。在此条件下,合成产品ADAN不仅具有较强的抑制性,还具有良好的抗温、抗盐和降失水性能。     

一种钻井液降滤失剂的合成与室内评价

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)、丙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,亚硫氢酸钠-过硫酸铵(质量比为1∶2)为引发剂,制备了丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钾-二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯基吡咯烷酮共聚物(PAADN)。得到的最优合成条件为:m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)=51∶40∶3∶6,总单体质量分数为20%,反应温度为55℃,p H=7,引发剂用量为单体质量的0.5%,反应时间为5 h。并对该聚合物进行红外和热稳定性测试。红外光谱图中未显示双键特征峰,并且含有各个单体特征官能团峰,证明单体全部参与反应;热重-热差分析结果显示,该聚合物初始热分解温度为326.5℃;该降滤失剂对淡水、盐水、人工模拟海水基浆均表现出良好的降失水效果。     

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。     

两性絮凝剂P(AM/AMPS/DMDAAC)的合成及应用

以过硫酸铵(APS)-亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂，采用水溶液自由基聚合反应合成了丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的共聚物，可用作两性絮凝剂。研究了单体物质的量比和质量分数、反应温度等对聚合反应的影响。当n(AM)：n(AMPS)：n(DMDAAC)=8：1：1，单体质量分数为30％，反应温度为50℃时合成的聚合物热稳定性高，用于净化洗煤水、污泥脱水等都有良好的效果，与无机絮凝剂复配效果更好。     

耐温抗盐乳液型压裂液稠化剂的制备及性能

为了制备易溶解、耐温、耐盐、耐剪切性能优异的压裂液,将丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰吗啉(ACMO)进行共聚,并引入聚乙烯醇纤维,通过反相乳液聚合反应合成了新型的聚丙烯酰胺共聚物p(AM/AMPS/ACMO)。利用红外光谱和扫描电镜进行结构和形貌表征。结果表明,在0,5,10,20,50,100,150,200 g/L NaCl、CaCl₂、MgCl₂溶液中,经聚乙烯醇纤维改性后的p(AM/AMPS/ACMO)溶液粘度始终大于常规PAM溶液粘度,聚乙烯醇纤维改性后聚合物有更好的耐盐性能。聚乙烯醇纤维改性的稠化剂在120℃和150℃剪切速率为170 s^-1的条件下剪切1 h,剪切后粘度分别为85.94 mPa·s和72.74 mPa·s,远高于压裂液通用技术条件要求的粘度大于50 mPa·s,表明聚乙烯醇纤维改性p(AM/AMPS/ACMO)有较好的耐温耐剪切性能。     

高温缓释酸酸岩反应动力学实验研究

在研制一种能够适应高温碳酸盐岩储层改造的缓释酸基础上,本文利用旋转圆盘仪测定了缓释酸体系与YB2井岩心的酸岩反应动力学相关参数。研究结果表明:缓释酸酸150℃岩反应速率常数为1.63×10~(-6)(mol/L)-m·mol/(s·cm~2),该值约为胶凝酸的69.36%,氢离子传质系数约为胶凝酸的58%;缓释酸刻蚀岩心端面凸凹不平,有利于提高酸化储层裂缝导流能力。     

马来酸酯磺酸盐型活性聚合物的合成及性能研究

根据分子结构与性能的关系,用马来酸酐(MA)、聚乙二醇(PEG)、辛醇合成了活性单体(MOPn),再与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)通过自由基胶束共聚法合成含有-SO_3~-、-CONH_2、EO醚等极性基团的二元和三元活性聚合物,并对其结构进行红外表征和热重分析。评价了聚合物在蒸馏水和无机盐介质中的表面性能,讨论了影响溶液表面活性的各因素以及单体摩尔比对其性质的影响。结果表明:合成的二元聚合物(PMOPnS)具有较好的水溶性和表面活性,活性单体MOP1000与AMPS摩尔比为1∶2的二元聚合物比1∶4的二元聚合物的表面活性更强。三元聚合物在高于 258 ℃下开始分解。考察了三元聚合物单体摩尔比、无机盐质量浓度对聚合物黏度的影响。n(MOP1000)∶n(AMPS)∶ n(AM)=0.5∶1∶98.5的三元聚合物PMOPSA-1具有较好的增黏效果和表/界面活性,2%三元聚合物PMOPSA-1在蒸馏水和2%NaCl介质中30 ℃黏度分别为1 108和1 157 mPa·s,在2%NaCl和0.1%CaCl_2混合盐水中30 ℃表面张力和45 ℃下与煤油的界面张力分别为30.43和2.09 mN/m,表明合成的活性型聚合物具有较好的热稳定性、稠化性能和表/界面活性。     

高吸水性树脂PAMA的超声制备与性能研究

超声辐射下,以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,合成AM/ AMPS(PAMA)共聚高吸水性树脂.结果表明:单体中AM的质量分数25%、反应体系pH值为2.0、反应温度为45 ℃和交联剂的质量分数为0.01%时,PAMA共聚高吸水性树脂的吸...