一种新型聚合物的合成与性能研究

耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究,已经引起石油工程技术人员的空前关注。为了合成较为理想的疏水缔合型耐温抗盐聚丙烯酰胺,从分子设计入手引进疏水性单体Q11,与AM、AMPS采用溶液聚合合成聚合物AM/Q11/ AMPS。通过对聚合物特性粘数和表观粘度的测定,确定聚合物是否具有较高的分子量和较好的耐温抗盐性能。实验结果表明,聚合物样品分子量比较高,在高温、高盐、高钙条件下,合成的疏水缔合型聚丙烯酰胺具有良好的增粘性和较强的热稳定性。     

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。     

新型端基型疏水缔合水溶性聚合物的合成及其性能

提出了端基型疏水缔合水溶性聚合物的分子结构设想,合成了新型端基型疏水缔合水溶性聚合物,克服了疏水基团在分子链中无规则分布的缺点;疏水基团位于分子链的两端,受分子链弯曲屏蔽的影响作用比一般的疏水缔合水溶性聚合物的影响小,使疏水缔合作用更加明显。评价了疏水端基大小和浓度对聚合物性能的影响和聚合物溶液的盐增粘性、抗温性、抗剪切性以及溶液中聚合物与外加表面活性剂的相互作用。结果表明,在水溶性聚合物分子的两端接上了不同的疏水基团,形成端基型疏水缔合水溶性聚合物,该类聚合物结构清楚,相对分子质量确定,并具有很好的增粘性、抗温性、抗盐性和抗剪切性;当疏水端基的质量分数为1.2%时,溶液的流出时间最长,说明缔合作用最强。     

无机盐种类和浓度对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响

用AM（丙烯酰胺）、AA（丙烯酸）和疏水单体HB-18合成了一种疏水缔合聚合物，对其溶液性质与部分水解聚丙烯酰胺HPAM进行了对比评价，研究了无机盐对该疏水缔合聚合物溶液性质的影响，并对其影响机理进行了解释。结果表明，疏水缔合聚合物溶液具有明显的缔合行为和增黏效果，并具有比HPAM更好的抗温抗盐作用；无机盐的种类和浓度对疏水缔合聚合物溶液性质有明显的影响，特别是二价离子Ca^2＋、Mg^2＋对溶液性质的影响非常大。指出，在合成疏水缔合聚合物时，应该针对不同的地层矿化条件采用不同的分子结构；如果条件允许的话，溶液的配制过程应该灵活多变，以使溶液性能达到最佳效果。     

疏水缔合水溶性聚合物应用于钻井液中的性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和长碳链酰胺型疏水单体(AP)为原料,采用自由基水溶液聚合合成了疏水缔合水溶性聚合物(HPAP)。以HPAP作为包被增粘剂构建了新型聚合物钻井液体系,本文对其性能进行了研究。结果表明,该聚合物钻井液的动塑比高(YP/PV≥0.7)、低剪切速率粘度高(LSRV≥30000mPa·s),具有优良的剪切稀释能力和强的动、静态携砂能力;可抗140℃高温;具有优异的抗盐性能,钻井液在高浓度NaCl盐水中性能优良;可抗10%以上CaCl2、MgCl2污染;具有好的抗械剪切能力。HPAP可以用于配制高矿化度盐水聚合物钻井液。     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切性研究

在室内测试了缔合聚合物在淡水和模拟油藏盐水中的剪切恢复特性和抗剪切性。实验结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是在模拟油藏盐水中,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。对油气开采用缔合聚合物的施工设计有一定指导意义。     

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。     

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。     

AP型疏水缔合聚合物低度交联体系研究

新型的水溶性疏水缔合聚合物AP—P4，与普通部分水解聚丙烯酰胺比较，具有更好的增粘效果和抗温、抗盐能力。为进一步提高调驱效果，针对渤海油田高温高盐的特点，实验室开展了AP型疏水缔合聚合物低度交联的调驱体系研究。并对影响弱凝胶成胶因素进行了研究，优选出了一系列配方，可满足不同调剖要求。     

疏水缔合AMC_(16)S-丙烯酰胺-ADQUAT三元共聚物的合成及性能研究

采用水溶液聚合法合成了 2 -丙烯酰胺基十六烷磺酸疏水性单体、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺三元共聚物 ,通过红外光谱证实了共聚物中阴、阳离子基团和疏水基团的存在 ,性能测试结果表明 :该疏水缔合两性聚丙烯酰胺具有良好的触变性 ,对丁苯胶乳的增稠效果明显     

聚合物驱油剂PL-1的合成与性能研究

采用水溶液聚合的方法合成了聚合物驱油剂PL-1，并通过室内实验进一步研究了表面活性剂浓度、聚合温度、各种单体(疏水单体、阴离子单体)含量以及聚合物在盐水溶液中表观粘度的影响。实验结果表明：疏水单体与阴离子单体含量分别在0．75％与15％时，该聚合物驱油剂PL-1具有很好的增粘效果，其性能能够满足高温、高矿化度油藏聚合物驱油的要求。     

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。     

高温高盐油藏低化学交联疏水缔合聚合物成胶前溶液性能研究

针对高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶强度、长期稳定性和大剂量注入能力之间的矛盾,提出了采用疏水缔合聚合物为主剂,物理"交联"和化学交联相结合的技术思路。提出了高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶成胶前溶液应具备的性能要求,并且针对新疆石南4油藏条件,对以疏水缔合聚合物AP-P4为主剂的成胶前溶液进行了性能评价,试验表明,该溶液具有耐温抗盐、抗剪切、抗地层水冲稀、注入压力低的特点。     

疏水缔合耐温抗盐聚丙烯酰胺共聚物的研究现状

随着油气勘探开发的需要，对油田化学处理剂的耐温，抗盐性能要求越来越高，因此必须对水解聚丙烯酰胺进行改性，其中研究较好的是对疏水缔合水溶性聚合物的研究，疏水缔合水溶性聚合物是指在聚合物的亲水性大分子链上引入少量疏水基团的一类水溶性聚合物。疏水改性的聚丙酰胺的大分子链上含有许多带电基团与疏水基团，分子内电性斥力与极性基团的水化作用使大分子主链呈疏松伸展状态，当聚合物浓度达到临界缔合浓度时，大分子链交联，形成具有一定程度的空间网状结构，使流体力学体积增加，增粘能力增强，而且该空间网状结构受无机盐影响小，抗温能力强。介绍了国内外耐温，抗盐改性的疏水缔合聚合聚丙烯酰胺共聚物的研究现状。     

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。     

疏水缔合聚丙烯酰胺溶液挂壁与粘度的关系

研究了NaCl和CaCl2浓度对部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和疏水缔合聚丙烯酰胺（HAP）溶液挂壁与粘度的影响。结果表明，随着NaCl浓度增加，HPAM溶液的粘度降低，且溶液没有挂壁现象出现；随着CaCl2浓度增加，HPAM溶液的粘度先急速降低，再有所增加，当CaCl2质量浓度大于299．7mg／L时，粘度则又缓慢降低，溶液也没有挂壁现象出现。而对于HAP．随着NaCl浓度增加，其粘度先降低后增加，当NaCl质量浓度达到10000mg／L时，溶液出现挂壁现象；随着CaCl2浓度增加，HAP溶液的粘度先上升后降低，当溶液中CaCl2质量浓度达到149．8mg／L时，HAP溶液出现挂壁现象。HAP中疏水基团的相互作用是引起HAP溶液挂壁的主要原因。     

几种水溶性聚合物抗拉伸流动剪切性能的评价

利用"十"字狭缝拉伸流动装置,以聚合物溶液相对黏度降低率为考核指标,对线型水解聚合物(LHPAM)、梳型抗盐聚合物(KYPAM)和疏水缔合聚合物(AP-P4)的抗拉伸流动剪切性能进行了初步评价。实验结果表明,随相对分子质量的增大,LHPAM的抗拉伸流动剪切性变化较小,而KYPAM的抗拉伸流动剪切性明显下降。当拉伸剪切速率小于80 000 s~(-1)时,AP-P4抗拉伸剪切性随其浓度的增加先增加后降低;当拉伸剪切速率大于80 000 s~(-1),分子间缔合较弱时AP-P4抗拉伸剪切性较好,分子间缔合较强时APP4抗拉伸剪切性较差;浓度同为1750 mg/L时,3种聚合物抗拉伸流动剪切性能高低的顺序为:KYPAM>LHPAM>AP-P4。