长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺驱油剂的制备与性能

以丙烯酸十八酯(ODA)为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)通过自由基共聚法制得长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺(PAMBA),采用红外光谱、X射线衍射对其结构进行了表征,并考察了其耐盐性、耐温性及耐剪切性能。研究发现,PAMBA水溶液中存在强烈的分子间缔合作用。合成的疏水缔合聚丙烯酰胺(PAMBA)具有阴离子磺酸基,因此具有良好的抗盐性。和未改性PAM相比,PAMBA在60℃下能保持较高的表观黏度,其耐温性和耐剪切性能明显提高。     

疏水缔合聚丙烯酰胺的合成

在过硫酸钾／亚硫酸钠(K2S208／Na2S03)催化作用下,利用分散聚合的方法,合成丙烯酰胺、阳离子单体与取代乙烯基单体共聚疏水缔合衍生物,产物粒子均匀,直径60—80nm。研究了氧化还原引发体系不同用量、配比以及水相中分散剂、稳定剂、成乳剂的用量对单体转化率和聚合物相对分子质量的影响。     

长链端基疏水缔合减阻剂的制备与性能评价

为发展新型滑溜水减阻剂,以丙烯酰胺（AM）、疏水单体十二烷基二甲基烯丙基氯化铵（C₁₂DMAAC）、丙烯 酸钠（NaAA）为原料,通过自制长链疏水引发剂2,2''-偶氮二异丁基十二脒盐酸盐（AIBL）制备了长链端基疏水 缔合聚合物（HPAM-L）,通过红外光谱仪、核磁共振波谱仪、乌氏黏度计、荧光分光光度计和旋转流变仪等对 HPAM-L 的结构与性能进行表征,利用压裂液摩阻测试仪测定了不同浓度HPAM-L溶液的减阻性能。结果表 明,HPAM-L 的相对分子质量为7.43×10⁶,临界缔合浓度为1～1.5 g/L,具有良好的耐温性和剪切稳定性。 HPAM-L的水溶液具有较宽的线性黏弹区,且浓度越高弹性特征越明显。在溶液质量分数为0.075%、0.086%、 0.1%、0.15%下的最大减阻率分别可达到71.6%、73.1%、73.3%和74.1%,减阻性能良好。     

疏水缔合聚丙烯酰胺驱油性能研究

以组成均一的疏水缔合聚丙烯酰胺（HAPAM）与聚丙烯酰胺（PAM）为对象,在模拟我国主力油藏条件下研究了HAPAM与PAM的驱油性能。结果表明,HAPAM比PAM有更好的驱油性能,特别是在注入0．4-0．5PV时,提高采收率约高出2％～4％;HAPAM浓度对驱油性能影响十分明显,但当HAPAM浓度达到2000mg／L,原油采收率增幅减缓;HAPAM表现出比PAM更好的耐温抗盐性能。     

疏水缔合AM／AMPS／MJ-18三元共聚物的合成

采用反相乳液聚合法,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铰（MJ-18）为原料,合成了疏水缔合AM／AMPS／MJ-18三元共聚物,考察了反应条件对乳液稳定性、单体转化率、共聚物特性粘数及抗盐性的影响。确定了最佳合成条件：反应温度25℃,过硫酸铵／亚硫酸氢钠引发剂加量（以水相质量计）0．15％,Span-80／Tween-80复配乳化剂加量（以油相质量计）6％,油水体积比1：1,体系pH值7～9,单体总加量（以水相质量计）50％,其中疏水单体MJ-18含量0．6％。     

疏水缔合型聚丙烯酰胺溶液流变性研究进展

近年来,国外在疏水缔合聚丙烯酰胺溶液流变性研究方面一直处于领先地位,在溶液结构与流变特征、线性粘弹性的关系,以及温度、盐对缔合聚合物溶液流变性的影响研究方面取得了重要进展.文中主要对国外在该领域的研究进展进行综述.     

疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺的溶液结构的研究

应用流变学方法及扫描电镜,环境扫描电镜手段对疏水缔合聚烯酰胺和传统的超高分子量部分的水解聚丙烯酰胺进行了对比研究。结果表明,在相同浓度的条件下,前者的增粘能力远大于后者。其原因在于前者通过疏水缔合作用在溶液中形成了三维网络状结构。在不同浓度和不同放大倍数的条件下观察到的溶液结构具有一定的自相似性,说明该疏水缔合水溶必聚合物的溶液结构具有一定的分形特性。     

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。     

两端疏水聚丙烯酰胺的合成及疏水缔合性能

为获得疏水缔合作用较好的两端疏水聚合物及其性能特征,以丙烯酰胺(AM)为单体,2,2'-偶氮二异丁基十二脒盐酸盐(AIBL)为引发剂,双(硫代苯甲酰基)二硫化物(BTBDS)为链转移试剂,在二甲基亚砜(DMSO)中进行可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT),制得端基疏水聚丙烯酰胺;再进行过氧化双月桂酰(LPO)和AIBL的联合自由基诱导处理,获得两端疏水聚丙烯酰胺。采用核磁、凝胶渗透色谱、紫外、荧光芘探针和表面张力测试对AM的转化率、聚合物的分子量及其分布,以及疏水缔合作用进行了研究。结果表明,通过调整引发剂AIBL的加量和反应时间可以控制单体AM的转化率和聚合速率。当采用体积分数35%的乙腈与水共混溶剂作淋洗液时,可以较为准确地测定聚合物的分子量及其分布。一定转化率下,用RAFT法合成聚丙烯酰胺时,单体转化率和聚合反应速率均随反应时间的增加而线性增加,聚合物的分子质量分布系数约为2.0,表明该制备方法具有一定程度的可控性;与端基疏水聚丙烯酰胺相比,两端疏水聚丙烯酰胺的分子质量略有增加,分子量分布变化较小,分子内缔合强,临界缔合浓度(c_(CAC)=2 g/L)有所增加,聚合物浓度大于c_(CAC)后的疏水缔合作用强。     

疏水缔合聚丙烯酰胺与黏弹性表面活性剂的相互作用

借助黏度法、表面张力法、荧光光谱法研究了疏水缔合聚丙烯酰胺AP-P5与黏弹性表面活性剂VES的相互作用。实验结果表明,AP-P5与VES存在显著的相互作用,对AP-P5-VES二元体系的表观黏度、表面张力影响较大。随VES质量浓度的增大,二元体系的表观黏度快速升高后急剧降低再稳步升高。当VES的质量浓度达到一定值时,二元体系的表观黏度开始高于单一聚合物的表观黏度。与单独的表面活性剂溶液相比,随VES质量浓度的增大,AP-P5-VES二元体系的表面张力先低后高,最后趋于一致。VES与AP-P5的相互作用机理与表面活性剂的自组装形态密切相关。当表面活性剂以单分子形态或球状胶束存在时,它与聚合物的疏水基团形成混合胶束;当表面活性剂以棒状胶束形态存在时,它与聚合物缔合形成混合的超分子网络结构。     

疏水缔合聚丙烯酰胺的结构表征及其缔合作用

研究了驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)的分子结构,并采用黏度、电导率、表面张力、荧光芘探针法测量了HAP溶液的临界缔合浓度(CAC),利用动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)验证结果的可靠性,并分析HAP分子的缔合作用。结果表明,HAP为含有苯环且部分酰胺被取代的磺酸根阴离子疏水缔合型聚丙烯酰胺,不同方法测得的CAC为150~200 mg/L。HAP溶液质量浓度为100 mg/L时,粒径呈单峰状分布,无空间网络结构,表观黏度仅为21.67 mPa·s;200 mg/L时出现了分子间缔合,形成骨架较细的空间网络结构,粒径呈双峰状分布,聚合物黏度明显增大;500 mg/L时分子间缔合增强,粒径分布双峰右移,形成骨架较粗的空间网络结构,聚合物黏度显著提高为105.5 mPa·s。     

疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)和常规聚丙烯酰胺(HPAM)的增黏机理

疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)与常规聚丙烯酰胺(HPAM)相比具有显著的高效增黏性、耐盐性和理想的耐温稳定性。通过测定HAPAM溶液的电导率和黏度,得到聚合物的临界胶束质量浓度为450 mg/L。通过红外光谱和核磁共振分析,可知HAPAM侧链含有长的烷基链,并且侧链含有双键,这些构成疏水基团,起到疏水缔合作用。扫描电镜观测结果从形态上直接说明了HAPAM和HPAM的增黏和降黏机理,HPAM溶液的表观黏度主是由非结构黏度η_n构成,HAPAM溶液黏度由非结构黏度η_n和结构黏度η_s共同构成。     

Rheological Properties of Hydrophobically Associating Polyacrylamide Solution

1. Introduction At present, carboxyl groups in the macromolecular chain of partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) used in polymer flooding in oilfields are sensitive to inorganic salts (Liu, et al., 2004). Especially at a high content of high valence cation (such as Ca2+ and Mg2+), phase separation easily happens for HPAM and polymer solution viscosity decreases significantly (Wang and Niu, 1997; Luo, et al., 1998). At the same time, most oilfields are faced with shortage of fresh wa…     

疏水改性聚丙烯酰胺的驱油效果

考察疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的黏度、阻力系数和残余阻力系数,HMPAM在55℃时仍保持较高的黏度,耐温效果明显,HMPAM的增黏效果远优于HPAM;HMPAM具有很高的阻力系数和残余阻力系数,依次为97.62和67.11。HMPAM并联双管驱油实验表明,调驱后,低渗岩心采收率从47.75%提高至58.56%,高渗岩心采收率从58.16%提高至67.04%;调驱前注入压力0.045 MPa,调驱后注入压力0.206 MPa。     

疏水缔合聚合物 AHAPAM的制备与性能评价

为获得耐温性能良好的疏水缔合聚合物,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为原料制备了一种两性疏水缔合聚合物AHAPAM。通过测定AHAPAM溶液的黏度优化了AHAPAM的制备条件,研究了AHAPAM的耐温抗盐性能。结果表明,在DMAAC-18和SSS摩尔分数分别为1.5%和0.6%、单体质量分数25%、引发剂((NH4)2S2O8与Na HSO3摩尔比1.2∶1)加量0.2%、反应温度45℃、p H值为9、反应时间6 h的最佳合成条件下制得的AHAPAM的临界缔合浓度值为0.19%。AHAPAM浓度高于临界缔合浓度时,聚合物疏水链间以分子间缔合为主并形成空间网状结构。AHAPAM的抗温性能良好,0.50%AHAPAM溶液在120℃、170 s~(-1)下剪切1.4 h的黏度约为90 m Pa·s。AHAPAM的抗盐性能较好,在氯化钠和氯化钙加量为18%和15%时,AHAPAM溶液的黏度约为330 m Pa·s。     

疏水缔合聚丙烯酰胺驱油能力的几种影响因素

疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)在高温高盐油田中的应用已成为近年来聚驱研究的热点之一。本文介绍了该类聚合物在多孔介质中渗流特性和黏弹性的测定方法,并结合疏水缔合聚丙烯酰胺的结构特点,主要从宏观波及系数和微观驱油效率两方面,分析了影响其驱油能力的几种因素,包括有效黏度、黏弹性、界面黏度、水质因素和多孔介质中的临界缔合浓度。结果表明,将HAPAM用于聚合物驱还有一定的局限性。最后提出HAPAM在今后的发展应用中值得重视的一些问题。     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切机理研究

疏水缔合聚合物分子链上疏水基团的引入使其溶液具有独特的抗剪切性能,从而在油气田开采领域具有广阔的应用前景。为了研究该溶液的抗剪切机理,文章在淡水和模拟油藏条件下对疏水缔合聚合物溶液的粘度在剪切后的恢复情况进行了测试。结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是模拟油藏盐水中,疏水缔合水溶性聚合物具有很好的剪切稀释性和抗剪切性,进一步证明了疏水缔合作用对缔合聚合物溶液的抗剪切性的贡献,从而可以指导油气开采用缔合聚合物的施工设计。     

疏水缔合聚合物临界缔合浓度研究

认为水溶性疏水缔合聚合物在水溶液中的疏水缔合可分为两个阶段 ,聚合物浓度大于第一临界缔合浓度(CAC1)后发生分子内和分子间缔合 ,粘浓曲线斜率增大 ,在第二临界缔合浓度 (CAC2 )下分子内缔合 (引起粘度下降 )达到平衡 ,此后缔合主要发生在分子间 ,粘浓曲线斜率再次增大。由粘浓曲线测定了 3种商品聚合物的CAC1和CAC2 ,考察了多种因素的影响。CAC1和CAC2 随 pH值的增大 (4 .8～ 8.2 )近似地呈线性降低 ,随矿化度增大(1.0～ 10 0 g/L)趋于升高 ,随温度升高 (2 0～ 5 0℃ )略有升高 ,随剪切速率增大 (32～ 10 3s-1)保持不变。在聚合物S3(M =1.2 8× 10 7,HD =2 9.3% )溶液中加入 6 .0 g/L重烷苯磺酸钠 (该加量处于与溶液增粘峰对应的浓度范围 ) ,使CAC1和CAC2 由 970和 2 14 0mg/L降至 5 6 7和 110 0mg/L。讨论了矿化度、外加阴离子表面活性剂等对疏水缔合的影响。图 2表 2参 11。     

耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备与性能评价

传统的聚合物驱油剂难以满足耐温耐盐和长期老化热稳定性的要求.以N-苯乙基-N-十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为疏水单体、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为功能单体,与丙烯酰胺(AM)共聚制备了水溶性疏水缔合聚合物PSA,考察了最优单体(AM、AMPS、PEDMAM)质量比为83:15:2时共聚物的综合性...