AM/AMPS/第三单体三元共聚物耐温抗盐驱油体系的合成与性能

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为基本单体,再引入具有不同结构或基团的第三单体:N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM),N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)和十二烷基苯磺酸钠(DBS),通过水溶液聚合法合成了3种耐温抗盐三元共聚物(AM/AMPS/第三单体),对比研究3种三元共聚物及AM/AMP...     

一种四元丙烯酰胺共聚物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵(AQ_(12))和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)为原料,采用水溶液自由基聚合法合成了ASQV系列四元丙烯酰胺共聚物,通过正交实验确定合成的最佳反应条件,利用FTIR对合成的聚合物进行表征,考察了ASQV系列四元丙烯酰胺共聚物溶液的性质。实验结果表明,合成ASQV系列四元丙烯酰胺共聚物的最佳反应条件为:反应温度为10℃,引发剂浓度为0.05%(x),单体质量浓度为25%(w),n(AM)∶n(AMPS)∶n(AQ_(12))∶n(VTEO)=95∶3∶1∶4,最佳的pH为7,在此条件下合成的ASQV系列四元丙烯酰胺共聚物具有一定的耐盐性和抗温性能。     

耐高温油井水泥降失水剂的合成及性能

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,合成了油井水泥降失水剂.结果表明,在反应温度为40℃,NVP质量分数为3%,引发剂过硫酸铵及亚硫酸氢钠质量分数为0.08%的条件下,所合成降失水剂具有较好的耐温、耐盐性能.     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的合成与评价

采用水溶液聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)二元共聚物。最佳合成条件为:总单体质量分数为20%,单体配比n(AM):n(AMPS)为6:4,初始反应温度19℃(反应4 h),后期恒温反应温度为40℃(反应2 h),引发剂用量为153.2 mg/L,pH=7～8,真空75℃烘干3～4 h。结果表明,共聚物在胶凝酸中的剪切粘度为71.290 mPa·s     

T型聚丙烯酰胺的合成及其结构与性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和聚氧乙烯醚功能单体(VO实验室自制)为单体,合成了具有T型结构的两亲丙烯酰胺聚合物。采用红外光谱、扫描电镜(SEM)、能谱等测试方法表征T型聚合物结构,并对其耐温、抗盐等性能进行了综合评价。结果表明,反应的最佳条件为w(单体)=20%,w(引发剂)=0.15%(以单体总质量计),反应温度为42℃,反应时间为6h,单体转化率82%,相对分子质量为8.2×106。该T型聚丙烯酰胺比部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有更加优越的耐温、抗盐性能。     

驱油用AM-VP-AMPS共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺 ( AM)、N 乙烯基 2吡咯烷酮 ( VP)和 2丙烯酰胺基 2甲基丙磺酸 ( AMPS)为单体 ,以水为溶剂 ,合成了一系列不同分子量的 AM VP AMPS共聚物。研究了单体浓度、引发剂用量、反应温度、聚合体系 p H值、反应时间对其转化率和共聚物特性粘数的影响 ,AMPS、VP含量与共聚物溶液表观粘度、抗盐性能之间的关系以及共聚物溶液的耐温抗盐性能。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚(AHP),然后以丙烯酰胺(AM)为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物(PAMA)。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP(摩尔分数为1.0%)、质量浓度为1 500mg/L的PAMA溶液在53℃、20 000mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6mPa·s,在90℃、7 000mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8mPa·s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

疏水缔合聚合物P（AM/PTDAB/AMPS/NaAA）的制备 及性能评价*

采用水溶液聚合后水解法,以丙烯酰胺(AM)、(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基溴化铵(PTDAB)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了疏水缔合聚合物P(AM/PTDAB/AMPS/NaAA),通过考察反应条件对合成聚合物的特性黏数、溶解性以及增黏性的影响规律确定了最佳合成条件,研究了最佳合成条件下所合成聚合物的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性。聚合物的最佳合成条件为:PTDAB加量为总单体质量的0.5%~0.8%,AMPS加量为总单体质量的15%,总单体质量分数为25%,复合引发剂加量为总单体质量的0.1%,pH值为8,引发温度30℃。采用矿化度100 g/L的盐水配制的质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液的黏度仍大于30 mPa·s;采用矿化度20 g/L的盐水配制质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液在转速5000 r/min下剪切3 min再静置4 h后的黏度保留率可达80%以上;聚合物溶液在85℃高温老化150 d后的黏度大于20 mPa·s。所合成四元共聚物表现出优异的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性,性能优于高相对分子质量抗盐聚丙烯酰胺P(AM-AMPS-NaAA)。     

抗高温油井水泥降失水剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)合成了三元共聚物油井水泥降失水剂,考察了单体质量分数、单体配比对聚合物降失水性能的影响。在75℃、6.9MPa下,含三元共聚物的水泥浆失水量随单体质量分数的增加先降低后增加,随AMPS加量的增加而增大,随NVP加量的增加变化较小。最佳合成条件为:单体质量分数12%,AM、AMPS、NVP摩尔比8.5:1.0:0.5,反应温度70℃,反应时间5 h,引发剂加量0.7%,pH值为12。当降失水剂加量为4.2%时,水泥浆在160℃时的失水量为60mL,浆体的初始稠度为14 Bc,稳定性好,水泥石强度发展快。     

耐高温油井水泥降失水剂FAN的性能研究

对以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)为单体合成的油井水泥降失水剂FAN进行性能评价,结果表明,FAN具有较好的耐高温降失水能力和一定的缓凝性能,且对水泥石早期强度的发展影响不大。FAN掺量为0.5%的水泥浆在160℃时失水量小于100 mL,在110℃,21 MPa条件下养护24 h的抗压强度达26.1MPa。分析了降失水剂FAN的降失水机理。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚（AHP ）,然后以丙烯酰胺（AM）为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）,采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物（PAMA）。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP（摩尔分数为1.0%）、质量浓度为1 500 mg/L的 PAMA溶液在53 ℃、20 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6 mPa?s,在90 ℃、7 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8 mPa?s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

酸化用酸液胶凝剂LY-1的性能

采用水溶液聚合的方法合成了酸化用酸液胶凝剂LY-1,并对其性能进行了评价。结果表明,LY-1具有良好的酸溶性、稳定性、抗盐性和缓速性。其在酸液中的溶解时间为75min;当胶凝剂在酸液中的质量分数大于1.5%时,胶凝酸黏度大于40.0mPa·s;随着温度升高,胶凝酸黏度降低,但在90℃时仍可达到30.2mPa·s;经过120min的剪切后,胶凝酸黏度仅下降4.0mPa·s;添加胶凝剂的体系持续反应80min后,残酸质量分数仍大于11%。     

丁基苯乙烯疏水改性阳离子型丙烯酰胺共聚物的合成

 用自由基胶束聚合法合成了具有良好增粘能力的丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)疏水缔合水溶性共聚物PBAD，考察了反应条件对共聚产物表观粘度的影响。适宜的聚合反应条件为：DMDAAC、BST和引发剂加量相对于单体总量的摩尔分数分别为10%、1.0%和0.14%，总单体和表面活性剂CTAB在水溶液中的质量分数分别为20%和3.0%，反应温度50℃，pH=6~7，反应时间12 h。采用以上反应条件得到PBAD的临界缔合质量浓度1 g/ l和2 g/l的水溶液表观粘度分别为18 mPa.s和 69 mPa.s。采用UV、FT-IR、 1H NMR和DSC手段表征了共聚物的分子结构。DSC结果表明，疏水链段以微嵌段结构的形式分布于PBAD分子中。这种微嵌段结构有利于聚合物分子间的疏水缔合。     

光引发分散聚合制备聚乙烯亚胺为核的聚丙烯酰胺

合成了分散剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC);以丙烯酰胺(AM)为单体、PDMC为分散剂、硫杂蒽酮封端聚乙烯亚胺为引发剂,在硫酸铵分散介质中通过光引发分散聚合,在无搅拌的条件下合成了以聚乙烯亚胺为核的星形聚丙烯酰胺(PEI-PAM);考察了分散剂、单体、分散介质的含量及引发剂浓度、反应时间对聚合反应的影响,评价了PEI-PAM盐水溶液对油田污水的浮选效果。实验结果表明,当聚合体系中w(PDMC)=2.0%～3.6%、w(AM)=8.0%～12.0%、w(硫酸铵)=26.5%～28.0%、c(硫杂蒽酮基团)=0.038～0.050 mmol/L时,在30℃、反应时间25～35 min的条件下,聚合反应的转化率大于90%,聚合产物PEI-PAM盐水溶液的稳定性好,其表观黏度为400～1 650 mPa.s,PEI-PAM的黏均相对分子质量为(0.8～1.9)×106。PEI-PAM对油田污水的浮选效果优于聚铝。     

抗高温环保型增黏剂的合成与性能评价

针对目前常用的无固相钻井液用增黏剂抗温性能和环保性能差的问题,开展了抗高温环保型增黏剂研究。以淀粉（ST）与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸（DMAPS）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）和丁基苯乙烯（BS）为原料,采用自由基胶束聚合法合成了增黏剂ZNJ-1,研究了反应温度、反应时间、pH值和引发剂用量对淀粉单体转化率和接枝率的影响,表征了分子结构,并对其流变性能、悬浮性能和环保性能进行了评价。室内试验结果表明,最佳反应条件下,淀粉单体转化率为86.8%,接枝率为44.8%;经180℃老化16 h后,质量分数为1.0%的ZNJ-1溶液的表观黏度为26.0 mPa·s,塑性黏度为17.0 mPa·s,动切力为9.0 Pa,初切力为3.0 Pa,终切力为10.5 Pa。研究表明,增黏剂ZNJ-1的抗温、抗盐能力突出,生物降解性能良好,分子间的疏水缔合效应能够提高钻井液的悬浮稳定性能。      

一种耐高温酸液稠化剂的研制

针对深井、超深井碳酸盐岩储层温度高,常规酸液体系很难达到深穿透的目的。文章以丙烯酰胺、自制有机铵盐为基础原料,通过对单体比例、引发剂含量、引发温度、pH值及螯合剂加量等因素的优化,研制了性能良好的耐高温酸液稠化剂。研究表明,当丙烯酰胺与自制有机铵盐质量之比为5:8时,引发剂浓度为300 mg/L,pH值为7,引发温度35℃,螯合剂加量500 mg/L时,合成的稠化剂性能最佳。结合Ostwald-Dewaele方程对耐高温稠化剂的增稠能力进行评价,90℃下,耐高温稠化剂的稠度系数(602.85 mPa·sⁿ)比常规稠化剂的稠度系数(544.57 mPa·sⁿ)更大,耐高温稠化剂的流动行为指数为0.51,比常规稠化剂的流动行为指数(0.54)更小,表现出更好的增稠性能。与常规增稠剂相比,相同温度下耐高温稠化剂的黏度更大,黏度下降率更低,表现更优的耐温性能。在120℃,170 s^-1连续剪切120 min,耐高温稠化剂的黏度为32.4 mPa·s,比常规稠化剂表观黏度(29.1 mPa·s)更大,表现更好的抗剪切性能。现场应用...     

PFL系列超高温聚合物降滤失剂在徐闻X3井的应用

PFL系列聚合物降滤失剂具有黏度低、耐温抗盐降滤失效果显著等特点。质量分数为1%的PFL-L、PFL-H水溶液的表观黏度分别为12 mPa.s和26 mPa.s。在240℃滚动老化16 h情况下,加有5%PFL-L的盐水泥浆(4%膨润土浆+36%NaCl)的滤失量由226 mL(空白样)降至32 mL;加有4%PFL-H的盐水泥浆的滤失量由226mL(空白样)降至8.2 mL;加有1.5%PFL-H的淡水泥浆(4%膨润土浆)的滤失量为由100 mL(空白样)降为9.6 mL。以PFL系列超高温聚合物降滤失剂为主,结合磺化类降滤失剂、抑制剂、防塌剂、稀释剂,形成了抗200℃强抑制盐水及淡水钻井液体系。现场应用表明,PFL系列超高温聚合物降滤失剂抗高温能力强,降滤失效果显著,确保井深5974 m、电测温度为211℃的徐闻X3井顺利钻至井深6010 m。表5参4     

纳米碳管对蠕虫状胶束流体流变特性的影响

采用流变学方法考察了纳米碳管种类、加量、矿化度及温度对CTAC NaSal蠕虫状胶束溶液流变性能的影响,并结合冷冻蚀刻电镜方法探讨了纳米碳管对黏弹性流体的改性机理。结果表明,纳米碳管与黏弹性胶束之间形成的复杂网络结构改善了体系的黏弹性。其中羟基含量高、长/径比大的多壁纳米碳管的增黏效果最好,纳米碳管的最优加量为04%,此时可使改性体系的零剪切黏度提高22倍。在低振荡频率下,纳米碳管对CTAC NaSal黏弹性胶束的增稠作用更明显,不仅松弛时间明显延长,体系的黏性和弹性也得到改善。纳米碳管还能提高CTAC NaSal黏弹性胶束的高温热稳定性,80℃下、剪切速率170 s-1时,纳米碳管改性CTAC NaSal黏弹性胶束溶液的黏度仍能保持在50 mPa·s以上。随着温度的升高,该体系的黏弹性逐渐降低,60℃以上呈黏性流体。     

NaCl存在下SDBS与超高相对分子质量AM-AA-AMPS三元共聚物的相互作用

 在NaCl存在下,考察了超高相对分子质量丙烯酰胺(AM)/丙烯酸钠(AA)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)三元共聚物(AM-AA-AMPS)与表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在水溶液中的相互作用。结果表明,AM-AA-AMPS与SDBS可形成交联网状结构缔合物,粒径大约为0.2 μm。NaCl的存在增强了AM-AA-AMPS与SDBS的相互作用,使得共聚物溶液表现出特殊的黏度行为。SDBS浓度为0.015 mol/L时,NaCl质量浓度升高至10 g/L后,溶液表观黏度升高约25%,当NaCl质量浓度为15 g/L、SDBS浓度大于0.015 mol/L时,溶液表观黏度增加约7倍。升高温度引起AM-AA-AMPS与SDBS缔合物的解离,导致溶液表观黏度降低,但同时增加了SDBS在溶液中的溶解量,与AM-AA-AMPS的作用范围加大,使得溶液表观黏度在一定温度范围内略有升高。