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。     

新型防垢剂的合成及性能评价

以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和次磷酸钠为原料合成了四元共聚物防垢剂,通过正交试验确定了最佳合成条件:n(AA)∶n(MA)∶n(AMPS)=2∶1∶0.38,次磷酸钠加量10%,引发剂加量8%,反应时间3 h,反应温度90℃.考察了防垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH值及矿化度对防垢性能的影响.结果表明,该防垢剂耐温性能好,在70℃以下防垢16 h,防垢率达94%以上;在90℃时防垢率仍接近90%.     

四元共聚物硫酸钙防垢剂(CSI)的合成和性能评价

采用马来酸酐(MA)为主要单体合成一种四元共聚物硫酸钙防垢剂(CSI)。以单因素实验方法研究了合成的单体配比、引发剂用量、单体浓度、反应温度、反应时间对硫酸钙防垢率的影响,再用正交实验对实验条件进行优化,最终确定最优的聚合物单体配比为1∶0.5∶0.5∶0.5,引发剂用量为1.4%(与总单体量量比),单体质量分数为15%,反应温度为90℃,反应时间为4h。70℃时,当防垢剂的加入量为3mg/L时,防垢率为99.09%。     

两性离子聚合物降滤失剂PMADA的制备

以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马采酐(MA)、丙烯酰胺(AM)为单体,氧化还原体系为引发剂,利用水溶液聚合法合成了两性离子聚合物降滤失剂PMADA.用单因素法考察了反应温度、引发剂质量分数、单体摩尔比及单体总质量分数对产品降滤失性能的影响,并采用红外光谱法表征了产品的分子结构,确定了最佳反应条件:反应温度60℃,引发剂质量分数0.2%,n(AM):n(AMPs):n(DMDAAC):n(MA)=10:2:1:3,单体总质量分数25%.     

含磺酸基硫酸钡防垢剂的制备与性能评价

为防止油田开发过程中硫酸钡垢的形成、提高防垢剂的耐温性和耐盐性,从防垢功能基团以及有机物相对分子质量两方面考虑,选取丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸(MMA)为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了硫酸钡防垢剂,对原料配比进行了优化,研究了防垢剂加量、温度、pH值对防垢率的影响及防垢剂与地层水的配伍性。结果表明,当AA、MA、AMPS和MMA占总反应物质量比分别为30%、52.5%、5%和12.5%,过硫酸铵用量为反应单体总量的1.5%时,制得的硫酸钡防垢剂相对分子质量接近9640.69,产物纯度为62.3%。在50℃的集输管线温度下,防垢剂在加量高于12.5 mg/L时即有优良的硫酸钡防垢效果,加量为100 mg/L时的防垢率可达85%以上。防垢剂在弱碱性环境中有较好的防垢效果。防垢剂耐温性良好,在低浓度下能有效防止硫酸钡晶体的生长和附着。防垢剂与地层水的配伍性良好,与含有多种阳离子的模拟地层水在50℃下混合静置24 h无沉淀生成,满足油田使用要求。图6表4参16     

硫酸钡阻垢剂的合成及其性能

以衣康酸(IA)、马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体、(NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3为氧化-还原引发剂,采用水溶液聚合法得到IA/MA/AMPS三元共聚物(PIMA)。利用IR,~1H NMR,SEM等方法分析了PIMA的结构、确定了合成PIMA适宜的反应条件、考察了PIMA对BaSO_4垢的阻垢能力及分散能力并探讨了PIMA的防垢机理。表征结果显示,合成的PIMA为目标聚合物,黏均相对分子质量约为4 900。实验结果表明,合成PIMA适宜的反应条件为:反应温度65℃,单体用量25%(w)(基于反应体系),引发剂用量为1.0%(w)(基于反应体系),体系pH=9~10;当PIMA用量为100 mg/L时,PIMA对BaSO_4的阻垢能力和分散能力效果较好,阻垢率为88.7%,悬浮率大于80.0%。PIMA阻垢剂的作用机理主要包括络合作用、晶格畸变作用和吸附分散作用。     

MA/AA/AMPS三元共聚物阻垢分散剂的合成与性能评价

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等为单体,H2O2-NaH2PO2为引发剂,水为溶剂,在催化剂存在下合成MA/AA/AMPS三元共聚物阻垢分散剂SY-1#,并对其性能进行评价。实验表明,SY-1#阻垢分散剂具有优良性能:耐高温性强,可达100℃;在pH=10时,仍能保持其良好的性能;使用剂量低,浓度为5mg/L时阻碳酸钙垢的阻垢率达到94.0﹪,分散氧化铁能力达到35.5﹪;且其与其它油田助剂具有良好配伍性。     

AA/HPA/AMPS钠盐共聚物的制备及其分散性能

以过硫酸铵(APS)为引发剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,通过水溶液自由基聚合制备了AA/HPA/AMPS钠盐三元共聚物,用FTIR、1H NMR和静态激光光散射对共聚物的结构及其相对分子质量进行了表征。正交实验结果表明,在n(AA)∶n(HPA)∶n(AMPS)=3∶1∶1.6、w(APS)=15%、w(异丙醇)=15%、80℃下合成的聚合物(PAPA-10)对TiO2的分散效果较好。同时考察了悬浮液pH和聚合物剂量对分散TiO2的影响,实验结果表明,PAPA-10具有较好的抗酸碱能力,在pH=4¹3时TiO2悬浮率均在90%左右;PAPA-10剂量为0.010 g时TiO2悬浮率为92.8%。聚合物间的静电斥力及空间位阻作用使TiO2颗粒间的团聚现象减弱,TiO2颗粒的粒径减小,悬浮率提高。     

用分散聚合法制备水溶性两性离子共聚物

为了扩大分散聚合所合成聚合物的应用领域,在硫酸铵水溶液中以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVPK12)为分散剂,2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(V-50)为引发剂,合成了可作为降滤失剂的两性离子共聚物。研究了硫酸铵浓度、AMPS浓度和单体总浓度对分散液表观黏度、颗粒粒径大小和聚合物特性黏数的影响,用红外光谱仪和核磁共振仪对共聚物的结构进行了表征,评价了聚合物的降滤失性能。结果表明,在单体加量为15%、单体摩尔比n(AM)∶n(AA)∶n(DMC)∶n(AMPS)=2∶5∶1∶2、V-50加量为0.0426%(以单体质量计)、PVPK12加量为1.4%(以水质量计)、温度55℃、p H=5的条件下制备的聚合物分子结构与设计相符,分散液中的聚合物颗粒为球形,分布均匀,粒径分布窄,在室温下存储稳定时长超过一年。硫酸铵和AMPS加量对分散液表观黏度和粒径的影响相同,均为随着加量的增大先降低后增加;随着硫酸铵浓度增大,聚合物的特性黏数先增加后降低,AMPS则相反。随着单体浓度增大,分散液表观黏度和颗粒粒径均增大。聚合物的降滤失性能较好。随着聚合物加量的增加,膨润土浆的中压滤失量、高温高压滤失量均逐渐减小并趋于稳定。采用分散聚合法制备的两性离子聚合物可作为降滤失剂用于钻井施工。     

三元共聚物MA/AA/MA-β-CD的合成及其硅垢阻垢性能

以马来酸酐(MA)和β-环糊精(β-CD)为原料,合成了一种环糊精羧酸类单体MA-β-CD。以MA-β-CD、MA及丙烯酸(AA)为原料,通过自由基水溶液共聚的方法合成了三元共聚物防垢剂MA/AA/MA-β-CD,采用FTIR对其结构进行了表征。以硅垢防垢率为评价标准,利用单因素法讨论了单体配比、引发剂加量、反应时间、反应温度对共聚物防垢性能的影响,得出最佳聚合条件。评价结果表明,合成的MA/AA/MA-β-CD具有良好的防垢效果。共聚物加量为100 mg/L时,防垢剂对硅垢的防垢率为74.33%。对共聚物进行的复配实验结果表明,MA/AA/MA-β-CD与聚环氧琥珀酸(PESA)具有良好的协同增效作用,当MA/AA/MA-β-CD加量为60 mg/L、PESA加量为40 mg/L时,硅垢防垢率达到83.62%。     

硫酸钙垢除垢剂的合成及性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、乙酸乙烯酯(VAc)、丙烯酰胺(AM)和马来酸酐(MA)为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,合成了一种对硫酸钙垢有良好除垢效果的四元聚合物除垢剂。采用单因素法考察了单体配比、反应物总含量、引发剂用量、反应体系pH、反应温度、反应时间等条件对合成产物除垢性能的影响,筛选出最佳合成条件如下:单体质量比m(AMPS)∶m(MA)∶m(VAc)∶m(AM)=6∶2∶0.5∶1.5,反应物总质量分数22.2%,引发剂质量分数0.5%,反应体系pH=1,反应温度60℃,反应时间4～5 h。将合成的除垢剂与柠檬酸、酒石酸和氨络合剂以2.2∶0.5∶0.5∶1质量比复配,在90℃下恒温20 h,1 g复配除垢剂能溶解硫酸钙垢0.61 g。     

AM/AMPS/DM-16疏水缔合聚合物的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要反应单体,甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵为疏水单体,采用水溶液聚合法合成了一种新型疏水缔合聚合物,适宜的反应条件是:反应温度50℃,单体质量浓度20%,疏水单体加量1.3%(物质的量分数),引发剂加量0.2%(以单体质量计),pH值为7。对聚合物的结构进行了表征,评价了聚合物溶液的性质。结果表明:聚合物结构与设计的分子结构一致;聚合物在170s-1下剪切2h后黏度保留率为78.2%;临界缔合质量浓度为0.4g/dL;90℃黏度保留率为61.2%;抗盐效果一般,NaCl加入量为0.5mol/L时,黏度保留率为38.2%。     

AM/AMPS/DMAM三元共聚物的制备及其性能

海上油田多具有井距大、地层水矿化度高以及平台空间有限等特殊性,常规线性聚合物驱油剂往往难以满足耐温抗盐、长期稳定性好、产出液易处理等特殊的要求。本文通过引入功能单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与丙烯酰胺(AM)发生共聚合反应制备了新型耐温抗盐AM/AMPS/DMAM三元聚合物,其单体的质量比为78∶20∶2。通过功能单体的引入,三元共聚合物具有良好的耐温抗盐性能,在85℃、配制水矿化度32000 mg/L条件下(钙镁离子浓度1000 mg/L),质量浓度2000 mg/L的AM/AMPS/DMAM三元聚合物溶液的黏度不低于20 mPa·s,85℃下老化2个月后的黏度保留率≥75%。该聚合物提高采收率不仅比普通聚合物的高5%,而且还具有产出液易于处理的优势,可以满足海上平台的要求,有望应用于海上油田。图7表4参12     

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)。     

海水速溶型AM/AA/AMPS三元共聚物驱油剂的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,在模板存在的条件下,合成一种海水速溶聚合物.对反应体系的引发剂浓度、引发温度、单体浓度、模板聚合物浓度以及助剂浓度对分子量的影响进行了研究,结果表明:在引发剂质量分数为0.01％、引发温度10～15℃、单体质量分数为20％、模板聚合...     

水合物抑制剂NADN的合成及抑制性能评价北大核心CSCD

目的解决天然气在集输和开采过程中形成的天然气水合物堵塞管道、井筒以及地层中的多孔介质等问题。方法用N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、烯丙基聚乙二醇(APEG-1000),二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-羟甲基丙烯酰胺(N-HAM)合成了一种动力学水合物抑制剂NADN,利用单因素实验法得到其最优合成条件。结果单体配比n(NVP)∶n(DMDAAC)∶n(N-HAM)∶n(APEG-1000)=1∶2∶2∶0.3,反应温度60℃,反应时间6 h,单体质量分数35%,引发剂加量为单体总质量的0.3%,通过红外谱图与核磁共振氢谱验证其结构与最初设计结构一致。结论经实验证明,当抑制剂质量分数达1.05%时,能够在环境温度为-18℃时表现出优良的抑制效果,其水合物的结冰温度可低至-7.5℃。     

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。     

硅垢防垢剂ACAA的制备及性能研究

三元复合驱体系中的碱使油田注采系统中形成大量较难去除的硅垢。为解决油田注采设备日益严重的结垢问题,以乌头酸(AA)、柠檬酸(CA)、丙烯酸(AC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体、过硫酸铵为引发剂,制备了针对硅垢的共聚物防垢剂(ACAA),考察了合成工艺条件对产物防垢性能的影响,研究了ACAA的防硅垢性能与影响因素,分析了ACAA的防垢机理。结果表明,ACAA的最佳合成条件为:聚合温度70℃、聚合时间3 h、引发剂加量15%、单体摩尔比AA∶CA∶AC∶AMPS为2.0∶1.5∶1.0∶0.8。温度、pH值和ACAA加量对ACAA的防垢效果均有影响。ACAA对硅垢的防垢率随温度升高先增加后降低、随pH值的增加逐渐降低、随ACAA加量的增加而增大。在pH为8、温度为55℃、ACAA加量80 mg/L的条件下,ACAA对硅垢的平均防垢率为76.23%。ACAA对硅垢的防垢机理主要为吸附和分散作用。     

改性聚环氧琥珀酸钠的合成及其性能评价

合成了聚环氧琥珀酸(PESA)-β-环糊精(β-CD)-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)三元共聚物,用静态防垢法研究了聚合物的阻碳酸钙垢性能。结果表明:在pH为7、温度为70℃,加入30mg/L的防垢剂时,其防垢率可达92.6%,改性PESA具有良好的防垢性能。XRD和SEM表征结果也表明了改性PESA防垢剂具有能遏制CaCO_3晶体的正常生长的优秀性能。     

耐温抗盐聚合物降滤失剂的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合的方法制备了一种抗温抗盐聚合物降滤失剂;考察了单体质量配比、引发剂用量、溶液p H、单体用量和反应温度对合成的降滤失剂性能的影响;测定了降滤失剂的相对分子质量,对其进行了红外光谱分析和热重分析,考察了降滤失剂对基浆性能的影响。实验结果表明,合成水溶液聚合降滤失剂适宜的条件为:AM,AMPS,IA,DMDAAC,NVP的质量比为4.8∶2.5∶1.2∶0.5∶1.0,引发剂用量为单体水溶液总质量的0.5%,p H为6,单体用量为单体水溶液总质量的25%,反应温度为60℃;此条件下得降滤失剂的黏均相对分子质量为12×104;降滤失剂在饱和盐水基浆中的加量为3%时,滤失量降至4.4 m L,180℃下老化24 h后滤失量为8 m L。