疏水缔合三元共聚物的合成及其性能

以丙烯酰胺、疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺(AMC_(12))和极性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用胶束水溶液共聚法合成了耐温、抗盐疏水缔合三元共聚物(NKP)。考察了引发温度、功能性引发剂MP和Triton X-100表面活性剂的质量浓度和单体含量对NKP性能的影响。实验结果表明,当引发温度10℃、MP质量浓度20 mg/L、Triton X-100表面活性剂质量浓度120 mg/L、总单体占体系质量的20%(其中,AMC_(12)质量分数为0.8%、AMPS质量分数为5.0%)时,NKP的滤过比小于2,相对分子质量达到2.1×10~7,依靠疏水基团的缔合作用使NKP具有很好的耐温、抗盐性能,有望替代部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为2.5×10~7)在高温、高盐条件下作为驱油剂使用。     

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。     

聚合物分子结构与老化稳定性关系研究

在胜利油田三类油藏条件下,系统研究了聚合物分子结构与长期稳定性能的关系。研究表明,疏水缔合聚合物依靠分子链间相互作用而具有优异的长期稳定性能,其次是耐温抗盐单体共聚物,而高分子量聚丙烯酰胺最差;提高缔合单体含量、提高聚合物特性黏数、降低水解度和在分子结构中引入功能单体能明显改善长期稳定性能;当疏水缔合聚合物分子结构中含0.5%(mol)的缔合单体、15%(w)的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、特性黏数值大于1 400mL/g和水解度低于20%时,经120天老化后,溶液不会发生相分离,仍具有一定的增黏能力。     

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。     

淀粉接枝丙烯酰胺与对乙烯基苄基三丁基氯化鏻共聚物的制备

以玉米淀粉(St)为原料、丙烯酰胺(AM)和对乙烯基苄基三丁基氯化鏻(VBTBPC)为单体、过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系,通过水溶液聚合法制备了St接枝共聚物(St-g-(AM-VBTBPC))。采用FTIR和TG等方法分析了该共聚物的结构及热稳定性,并研究了引发剂用量和单体用量对聚合反应的影响。实验结果表明,适宜的单体用量为m(AM+VBTBPC)∶m(St)=1.5,引发剂用量为0.04%(w,基于单体的总质量)。在此条件下得到的St-g-(AM-VBTBPC)共聚物的阳离子度最大。St-g-(AM-VBTBPC)共聚物具有良好的耐热性能。     

钻井液增黏剂SDA的合成与性能评价

以对苯乙烯基苯磺酸(SS),二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为原料,采用水溶液聚合法合成钻井液增黏剂SDA。确定了最佳合成条件:单体质量比m(SS)∶m(DMDAAC)∶m(AM)=4.5∶0.5∶5.0,单体用量30%,引发剂用量0.14%,体系pH 7,反应温度75℃,反应时间5 h。在此条件下,钻井液表观黏度达59 mPa·s,动切力达25 Pa,并具有较增黏剂FA367更好的耐温抗盐性能。     

丙烯酰胺/丙烯酸/N-烯丙基吗啉三元共聚驱油剂的合成及其性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-烯丙基吗啉(AMPL)为单体,(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发体系,制得AM/AA/AMPL新型水溶性共聚物。适宜的反应条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPL)=7∶3∶0.01、溶液pH=7、单体总含量20%(w)、反应温度40℃。利用FTIR,1H NMR,13C NMR等方法研究了该共聚物的结构、性能及提高采收率能力。实验结果表明,AM/AA/AMPL共聚物具有良好的增黏性能、抗剪切性能和耐温耐盐性能。当质量浓度为3 000 mg/L时,AM/AA/AMPL共聚物溶液在剪切速率1 000 s-1、温度25℃下的黏度保留率为9.7%;在剪切速率170 s-1、温度80℃时的黏度保留率为92.3%。AM/AA/AMPL共聚物提高室内模拟原油的采收率能力优于部分水解聚丙烯酰胺。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/ N-烷基丙烯酰胺三元共聚物水溶液特性研究

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-烷基丙烯酰胺(N—AAM)为单体，合成了AANA三元共聚物，并与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比较，讨论了三元共聚物(AANA)的水溶液特性。芘荧光光谱分析和激光光散射仪测量结果表明，AANA由于引入了疏水性单体，在水溶液中形成了分子间的疏水缔合作用，使得AANA在水溶液中具有较大的均方旋转半径，与HPAM相比，AANA具有更好的耐温抗盐性能。实验结果表明，AANA中引入的疏水性单体形成的缔合作用愈强，愈有利于改善聚合物的耐温抗盐性能。     

AD-1两性离子共聚物的合成和应用

采用过硫酸铵-亚硫酸钠氧化还原体系为引发剂,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和一种不饱和季铵盐阳离子为单体进行自由基水溶液聚合,生成AD-1两性离子共聚物,并用作酸液稠化剂。通过正交实验设计法,分析了单体含量与配比、反应温度、反应时间及pH对聚合反应的影响,测定了共聚物的特性粘数,评价了在酸液中的增稠性能。结果表明,在45℃、单体总质量分数为25%、阳离子单体加量13%、pH7条件下反应4h所得的共聚物性能较好,特性粘数可达272mL/g,2.5%AD-1共聚物在20%盐酸溶液中表观粘度可达27mPa·s。     

抗盐丙烯酰胺非线型共聚物的合成及溶液特性

实验室合成了长链大单体4-乙烯基辛烷基酚聚氧乙烯(14)醚(SMA),并以丙烯酰胺(AM)为主要原料,引入单体SMA、4-乙烯基联苯(VB)和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抗盐丙烯酰胺非线型共聚物(PPSA).采用核磁共振氢谱(1 H-NMR)和红外光谱(FT-IR)对PP...     

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)。     

疏水缔合聚合物及共混聚合物水溶液性能研究

制备了一类以烷基（C12－C16）烯丙基卤化胺为疏水单体的阳离子型丙烯酰胺疏水缔合聚合物及与阴离子表面活性剂（SDS）共混的共混聚合物。比较了这类疏水缔合聚合物及共混聚合物、聚丙烯酰胺3种聚合物分别用于油田三次采油时的增粘性、抗温抗盐性能、粘附性、对石英砂的吸附情况和聚合物溶液的老化稳定性。这类水溶液疏水缔合聚合物及共混聚合物的增粘效果与超高相对分子质量聚丙烯酰胺相比有很大提高，但随着水的矿化度增加，溶液的粘度下降很快。研究认为这类疏水缔合聚合物及共混聚合物经改进后有希望作为油田三次采油的新型驱油剂。     

离子型疏水缔合共聚物的分子复合

 通过丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)阴离子共聚物(PASA)与丙烯酰胺(AM)/ BST/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)阳离子共聚物(PBAD)的分子复合,得到复合型疏水缔合聚合物驱油剂PASA/PBAD。溶液表观黏度测试和AFM结果表明,反电荷的静电相互吸引作用能加强疏水基团的分子间缔合作用,形成流体力学体积巨大的缔合结构,使得当PBAD/ PASA复合聚合物中PBAD质量分数分别为15%和90%时,其质量浓度为2 g/l的水溶液和NaCl溶液（NaCl浓度为1.026 mol / l）的表观黏度分别为3561和227 mPa.s,远高于相同质量浓度PBAD和PASA单组分的水和NaCl溶液的表观黏度。在NaCl浓度更高 (1.710 mol/l)时,PASA/PBAD 的NaCl溶液的表观黏度仍能达到201 mPa.s,显示了其良好的抗盐性。复合聚合物溶液的耐温和抗剪切性能也得到了明显的提高。     

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。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物合成的逐级放大及其性能的研究

采用水溶液聚合法,选用(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化-还原引发体系,以乙二胺四乙酸二钠、尿素为助剂,进行了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物合成的逐级放大实验,考察了共聚反应的放大效应及其对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,从0.2 L小试放大到5 L模试时存在一定的放大效应,所得共聚物溶液的表观黏度降低约3.0 mPa.s,从5 L模试放大至50 L模试和1 m3中试时放大效应不明显;在95℃、矿化度为10 000 mg/L的模拟油藏盐水中,AM/AMPS共聚物具有优异的增黏性、耐温抗盐性和抗Ca2+性能,明显优于进口产品;在95℃、45 d的老化性能测试中,AM/AMPS共聚物溶液具有较高的黏度保留率,达到122.5%。     

疏水缔合共聚物P(MPEGA-DMAEMA)的合成与性能评价

以甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯（MPEGA）和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用反相微乳液法合成了一种疏水缔合型共聚物P(MPEGA-DMAEMA)。采用FT-IR、¹H NMR、GPC手段对合成的共聚物进行结构表征,并评价了其水溶液性能。结果表明,合成的共聚物P(MPEGA-DMAEMA)具有较好的耐盐性;其水溶液表观黏度随剪切速率的增加急剧下降,呈现出假塑性流体的特点,剪切作用恢复后,表观黏度回升;共聚物质量分数一定时,其水溶液表观黏度随其中的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)质量分数的增加急剧下降。     

分散聚合法制备抗盐耐温性丙烯酰胺-对苯乙烯磺酸钠共聚物

以丙烯酰胺(AM)为主体、对苯乙烯磺酸钠(SSS)为功能单体,采用分散聚合法合成了P(AM-SSS)———驱油剂。利用检测产物相对分子质量和单体转化率的手段考察了影响共聚反应的各因素和变化规律,并通过测试P(AM-SSS)盐溶液表观黏度的方法对产品进行了综合的抗盐耐温性能评价。P(AM-SSS)合成的较佳条件:V(叔丁醇)∶V(水)=1∶1、初始单体含量w(AM+SSS)=20%(基于体系质量)、w(聚乙烯吡咯烷酮)=6%(基于单体总质量)、w(过硫酸钾)=0.25%(基于单体总质量)、w(SSS)=15%(基于单体总质量)、75℃、6h;在此条件下合成的P(AM-SSS)的相对分子质量最大,单体转化率最高且具有较优异的抗盐耐温性能。     

两性离子聚丙烯酰胺的合成

合成了一种磺基甜菜碱型两性离子单体甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基-N-丁磺酸铵盐（DMBS）,并与丙烯酰胺（AM）进行自由基共聚合。以过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,在氯化钠溶液中成功地合成了两性离子聚丙烯酰胺;采用红外光谱对聚合产物的结构进行了表征;考查了不同反应条件对共聚物特性黏数的影响。确定了较佳的聚合反应条件为：引发剂用量0．04％,总单体的质量分数20％,单体配比3％,反应温度20℃,反应时间8h。     

聚丙烯酰胺及其共聚物水溶液拉伸流变行为研究

拉伸黏度是决定聚合物驱替液驱油效率最重要的参数之一。采用CaBER1型拉伸流变仪和RS600流变仪测定了聚丙烯酰胺及其共聚物的拉伸黏度和流变行为,研究了聚合物的链结构对其溶液的拉伸黏度和流变行为的影响。结果表明,聚合物溶液的拉伸黏度要比相同应变速率条件下的剪切黏度高3个数量级以上,并且随着应变增加而增加、应变速率的增加而减小。在相同浓度时具有梳形结构的聚丙烯酰胺共聚物的拉伸黏度要远大于部分水解聚丙烯酰胺均聚物的拉伸黏度;在相同剪切黏度条件下,前者的拉伸黏度是后者的3～5倍,弹性模量相差1.8倍。随着浓度的增加,二者的拉伸黏度均显著增加。