新型地层内聚合堵水剂的室内研究

在油田开采过程中,为了封堵高渗透、大孔道、裂缝性地层,提高水驱油采收率,最常用的方法就是采用化学堵水。研究了由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、交联剂、过硫酸铵、聚丙烯酰胺等组成的地下共聚交联成胶堵水体系。讨论了影响聚合反应的因素,对合成聚合物凝胶性能进行了评价。聚合体系凝胶强度较大,且有一定的吸水膨胀性和良好的抗盐性,封堵效果好,显示出较好的堵水效果。     

一种丙烯酰胺系阴离子单体的研制

以异丁烯、丙烯腈和发烟硫酸为原料合成了多功能单体2-甲基-2-丙烯酰胺基-1-丙磺酸(AMPS)。探讨了不同的合成方法及影响反应的因素。结果表明,作者推荐的方法可以合成出高纯度、高收率的AMPS。     

油田用淀粉接枝共聚物研究与应用进展

以淀粉等为原料,通过与丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵等单体接枝共聚,可以得到不同用途的油田化学品。文中主要介绍了油田用淀粉接枝共聚物的研究和应用情况。研究和应用结果表明：淀粉接枝共聚物用作钻井液处理剂,在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水钻井液中均具有较强的降滤失能力,以及较好的抗盐抗温能力,淀粉接枝共聚物用作调剖堵水剂,可以与许多交联剂交联形成高黏弹性凝胶体系,且分子结构上柔性侧链与刚性骨架相互渗透,形成具有星型或梳型结构的聚合物,其交联体系具有较强的抗温、抗盐、抗剪切和长期稳定性;淀粉接枝共聚物用作油田水处理絮凝和净化剂,具有来源丰富、价格低廉、可生物降解等特性,且絮凝性强,混凝脱色效果好,具有广阔的应用前紧。     

紫外光固化法制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/顺丁烯二酸酐三元共聚高吸水性树脂

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、顺丁烯二酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用紫外光固化法,在不加引发剂和无任何气氛保护下合成了AMPS/AM/MA高吸水性树脂。利用FTIR和SEM方法研究了AMPS/AM/MA高吸水性树脂的分子结构和树脂吸水后的表面形态。考察了反应条件对AMPS/AM/MA高吸水性树脂吸水倍率的影响。实验结果表明,合成高吸水性树脂的优化条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(MA)=2.0∶1.5∶0.3,w(NMBA)=0.06%(基于单体的总质量),pH=3.4,紫外光固化时间5.5 min。在优化条件下合成的AMPS/AM/MA高吸水性树脂的吸水倍率为1 627 g/g,且吸水速率较快,保水性能良好。     

丙烯酸-丙烯酰胺共聚物高吸水性树脂耐候性的研究

以丙烯酸和丙烯酰胺为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂,在水溶液中共聚制备了高吸水性树脂,用紫外灯照射法研究了高吸水性树脂的耐候性。结果表明：高吸水性树脂的耐候性随交联剂和丙烯酰胺的用量增加与丙烯酸中和度的增大而增大,引发剂和单体浓度对树脂的耐候性无影响；N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在紫外线作用下水解是导致高吸水性树脂耐候性差的主要原因。     

水溶性AMPS共聚物的合成与应用

用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸及S型单体等,分别合成了高相对分子质量、适度交联高相对分子质量和低相对分子质量水溶性AMPS共聚物。考察了高相对分子质量AMPS共聚物的耐温抗盐性能、适度交联高相对分子质量AMPS共聚物的吸水性能和低相对分子质量AMPS共聚物阻垢性能。结果表明,磺酸基团的引入提高了水溶性聚合物的综合性能。介绍了水溶性AMPS共聚物的应用。     

耐温抗盐水膨体调剖堵水剂的合成及性能评价

水膨体是近年来中外广泛研究应用的一种调剖堵水剂，但由于陆上油田注水开发地层的复杂性，对其性能的要求也越来越高。室内以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体为原料，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，甲醛合次硫酸氢钠-过硫酸铵为引发剂，采用溶液聚合法合成了耐温抗盐水膨体调剖堵水剂。研究了单体组成比例、单体质量分数质量分数、交联剂和引发剂用量等因素对产物性能的影响，确定了合适的丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体的物质的量比为9：1。合成水膨体的室内性能评价结果表明，该水膨体具有较高的耐温抗盐性，且在90℃条件下，其岩心突破压力梯度大于0．31MPa／cm，放置7d后堵水率大于99．8％，经30倍孔隙体积水冲刷后，堵水率大于97％，说明新合成的水膨体具有良好的调剖堵水性能。     

微波辐射合成三元共聚高吸水性树脂

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,在不加引发剂和无氮气保护的情况下,微波辐射合成AA/AM/AMPS共聚高吸水性树脂。通过单因素实验得出了反应的最佳条件为:n(AMPS):n(AA):n(AM)=1:2:1,pH=2.25,w (NMBA)=0.025%;采用FT-IR、AFM和DSC-TGA等对树脂结构、表面形态及热稳定性进行了表征。结果表明,在优化条件下高吸水性树脂其吸蒸馏水倍率为1 819 g/g,耐热性表明在60℃的环境中树脂吸水率高达745 g/g;在305℃之前树脂较稳定,且重复使用性好。     

丙烯酰胺生产工艺:微生物法将取代化学法

<正>微生物法丙烯酰胺生产技术工艺,因具有高选择性、高活性和高效率,且产生"三废"少等优点,自问世以来一直备受青睐。在2009年9月召开的丙烯酰胺/聚丙烯酰胺产业发展研讨会上,国内有关专家预言,微生物法丙     

均匀实验设计在合成淀粉基高吸水性树脂中的应用

采用均匀实验方法进行实验设计,利用水溶液聚合法合成了玉米淀粉接枝丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸高吸水性树脂。通过回归分析得到反应条件与高吸水性树脂的吸水倍数及凝胶强度之间的关系,并采用数学分析法和单因素实验方法确定了优选样的合成条件:w(引发剂)=0.54%,w(交联剂)=0.14%,w [丙烯酰胺(AM)]=20%,w(淀粉)=26.67%,n(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸):n(AM)为0.16,反应温度为39.4℃时。在室温下,优选样在蒸馏水中的吸水倍数为786 g/g,凝胶强度为6.82 kPa。所制得的高吸水性树脂具有良好的热稳定性。     

新型抗高温水泥悬浮剂的研制与现场试验

针对深井井下温度高、水泥浆沉降稳定性难以保证的问题,研制了共聚物水泥悬浮剂。选用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,采用自由基水溶液聚合法,合成了三元共聚物(AMPS/AM/NVP)水泥悬浮剂,并根据正交试验结果,确定了其最佳合成条件。利用红外光谱和核磁共振谱分析验证了其结构,热分析结果表明其具有较好的热稳定性。性能评价试验表明,合成的共聚物悬浮剂在200℃下能够控制水泥石上下密度差小于0.01 g/cm3、游离液为0,且抗饱和盐水,稠化性能、滤失性、流变性、强度等性能均满足现场要求。3口井的现场试验表明,新型抗高温水泥悬浮剂可以提高深井固井施工安全和固井质量。      

高温高盐油藏聚合物微球-CO2复合驱的适应性

高温高盐非均质油藏调剖困难,高含水期无效水循环严重。本文以二乙烯苯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合方法通过调整脱水山梨醇油酸脂的量制备了粒径为2.89数57.05μm的聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)耐温耐盐微球。考察了合成聚合物微球的表面形貌、热稳定性、在水中的分散性、膨胀性及长期热稳定性,并进行了注入封堵性实验和驱替实验。研究结果表明:聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)微球的耐温可达370℃,在2.69×10~5mg/L矿化度水中具有良好的分散性能,90℃下粒径为10.81μm的聚合物微球24 h后膨胀率为12.85%,且具有长期热稳定性。在高温高盐环境下,粒径为10.81μm的聚合物微球在渗透率1700×10~(-3)μm~2的岩心中有良好的注入性和封堵性;水驱后,微球调剖+CO_2驱的注入方式能更高效发挥微球的"调"和CO_2"驱"的作用,驱油效果优于直接CO_2驱和微球调剖+水驱,可以在高含水期提高原油采收率22.65%,高温高盐非均质油藏高含水期有必要进行"聚合物微球调剖+CO_2驱"复合作业来提高采收率。图22表2参29     

聚丙烯酰胺凝胶的合成及性能

在无交联剂的情况下,丙烯酰胺(AM)与含辣素功能团结构的单体N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)-丙烯酰胺(HMBA)或N-[6-丙烯酰胺甲基-1,3-苯并二氧杂戊环-5-甲基]丙烯酰胺(AMBMA)在水溶液中发生自由基共聚反应,合成聚丙烯酰胺凝胶,并通过红外光谱对凝胶的结构进行表征。实验结果表明,在溶剂量180mL、引发剂K2S2O8用量0.5g、HMBA用量0.010mol、70℃的条件下,当AM与HMBA的摩尔比大于等于13.5时,可以形成凝胶;由于HMBA及AMBMA单体中的刚性苯环结构,使AM-HMBA和AM-AMBMA凝胶具有较快的吸水速率,5h内平衡溶胀度分别达643.2%和405.0%,高于无苯环结构的AM-N-羟甲基丙烯酰胺凝胶;在60℃下,AM-HMBA和AM-AMBMA凝胶5h的保水率分别为39.2%,41.3%,而AM-N-羟甲基丙烯酰胺凝胶仅为10.8%。     

压裂液稠化剂两性聚丙烯酰胺的合成与性能评价

针对目前国内外水基压裂液所用聚合物稠化剂大多耐盐性能较差的问题,在丙烯酰胺（AM）链上引入阴离子单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）和阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）,合成了一种两性聚丙烯酰胺AMPAM。通过分析单体总质量分数、3种单体质量比、引发剂加量和pH值对AMPAM相对分子质量和增黏性能的影响,确定了合成AMPAM的最佳条件。评价了AMPAM的耐盐性能、溶解性能和增黏性能,以及以矿化度30 g/L NaCl溶液配制的AMPAM压裂液的性能,结果表明：以高矿化度盐水配制的0.5%AMPAM溶液的表观黏度为20 mPa·s;AMPAM加量不超过0.6%时,在20 min内可以完全溶解;盐水AMPAM压裂液的耐温耐剪切性能、携砂性能和破胶性能均符合水基压裂液通用技术条件。研究结果表明,两性聚丙烯酰胺AMPAM具有良好的耐盐性能,可以作为盐水聚合物压裂液的稠化剂。     

AMPS/AM/AA共聚物的合成及性能研究

以耐温、抗盐好的单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酸、丙烯酰胺共聚,采用自由基水溶液聚合方法和氧化还原引发体系引发,通过实验确定了合成条件,最终制备出三元共聚物AMPS/AM/AA,经红外光谱法验证了该聚合物的结构.对其水溶液的性能进行研究表明,该聚合物溶液能适应较宽的碱性条件,其抗温性能较好,且具有较强的抗盐能力.同时对其水泥浆体系进行了室内评价,在50 d存放期间,失水量保持稳定,可以控制在50 mL以下.     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/N-烷基丙烯酰胺共聚物在三元复合驱体系中的特性研究

讨论了由丙烯酰胺／2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸／N-烷基丙烯酰胺共聚物(AANA)、烷基苯磺酸钠和NaOH组成的三元复合体系(ASP体系)中，聚合物、表面活性剂和碱之间的相互作用。AANA由于引入了疏水性碳链，在水溶液中可以形成分子间的疏水缔合作用，使其耐碱能力相对于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)有显提高。同时，AANA分子上的碳链可以与烷基苯磺酸钠的碳链相互作用，在不影响ASP体系的油水界面张力前提下，提高了ASP体系的长期稳定性。与HPAM相比较，AANA可以显降低ASP体系的色谱分离程度。     

非连续相聚合物微溶胶合成及液流转向效果评价

渤海S稠油油藏具有储层厚度大、岩石胶结强度低、非均质性严重、原油黏度高和优质筛管完井等特点,经过长期注水开发,储层中已经形成优势通道,注入水效率低和无效循环现象十分严重,现有调剖调驱剂难以适应储层地质和开发现状。依据生产实际需求,以高分子化学、物理化学和油藏工程等理论为指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟等为技术手段,以渤海S油藏为模拟对象,开展了非连续相聚合物微溶胶合成和液流转向效果实验研究。结果表明,通过在丙烯酰胺(AM)与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠(Na-AMPS)共聚过程中引入2种交联单体,合成出的微溶胶TQ具有较丰富空间网络结构和易分解特征,且粒径中值可控、分选好,可以进入储层深部,在岩心水驱达到经济极限后采收率增幅可以达到14.6%。研究成果和认识为矿场技术决策提供了实验依据。     

非均质油藏深部调驱用聚合物微球的制备及性能评价

为解决常规丙烯酰胺类聚合物微球在高温高盐非均质油藏中应用效果较差的问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和改性环状单体(NW-1)为合成原料,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺和有机锆作为交联剂,制备了一种具有双重交联结构的聚合物微球SAM-2,室内评价其长期热稳定性能、黏弹性能、深部运移能力、剖面改善效果以及驱油效果,分析了调驱机理,并成功进行了现场应用。结果表明,聚合物微球SAM-2在储层温度(110℃)和矿化度(10.2×10⁴mg/L)条件下老化180 d后仍能够具备较高的黏度和良好的膨胀性能,具有良好的耐温抗盐性能和长期热稳定性能。聚合物微球SAM-2的黏弹性能较好,且具有较强的深部运移能力。注入长岩心后能够在深部区域产生有效的封堵,并能有效地改善非均质岩心的吸水剖面,注入聚合物微球后高、低渗透岩心的剖面改善率可以达到98.7%。三层非均质岩心水驱结束后注入0.5 PV聚合物微球SAM-2,可使采收率继续提高25.34百分点,调剖驱油效果较好。现场应用结果表明,M-101井采取聚合物微球SAM-2深部调驱措施后,平均日产油量提升56....     

部分水解聚丙烯酰胺对α-烯烃磺酸钠泡沫性能的影响

选择油田广泛使用的表面活性剂α-烯烃磺酸钠作为发泡剂,系统研究了部分水解聚丙烯酰胺对α-烯烃磺酸钠的发泡性能和泡沫稳定性的影响.部分水解聚丙烯酰胺加入α-烯烃磺酸钠溶液中,在提高体系黏度的同时,使体系的表面张力略有增加.用气流法评价二元体系的泡沫性能发现存在最佳的表面活性剂浓度,α-烯烃磺酸钠的最佳浓度在1 000 mg/kg左右,此时产生的泡沫体积和泡沫稳定性最大.在最佳表面活性剂浓度下,少量部分水解聚丙烯酰胺的加入可以明显提高α-烯烃磺酸钠泡沫的稳定性,泡沫性能的增效作用最好.虽然黏度较大体系的泡沫稳定性较好,但是用罗氏泡沫仪评价时该体系的发泡能力降低,产生的泡沫较大且不均匀.部分水解聚丙烯酰胺仅是通过增大体系黏度来提高泡沫的稳定性,体系黏度相同时,部分水解聚丙烯酰胺的相对分子质量对α-烯烃磺酸钠的泡沫性能没有明显的影响.图7参11     

多效变黏滑溜水稠化剂制备与性能评价

以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺、2-丙烯酰胺-十八烷基磺酸钠(C18MPS)为单体、氨水为中和剂，通过反相乳液聚合与减压蒸馏工艺制备了一种低表界面张力、防膨率高的高浓乳液型多效变黏滑溜水稠化剂MHVFRs。优化的制备条件为：2.2%Span80+0.6%Tween81+0.1%C18MPS+40%单体，反应温度35℃,反应时间5.5 h。性能评价结果表明：0.025%MHVFRs水溶液降阻率为72.5%;100℃剪切2 h后黏度保持在65 mPa·s以上，破胶液表面张力26.55 mN/m,界面张力2.11 mN/m,防膨率88.5%。