剪切作用对疏水缔合聚合物溶液性能的影响

聚合物溶液在进入地层过程中受到近井地带的强烈剪切,造成聚合物的溶液性能发生巨大的变化。本文采用吴茵混调器对两种含有不同质量分数疏水基团的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)溶液进行剪切。实验结果表明:随着剪切速度的增加,剪切后的两种聚合物溶液,其表观黏度、特性黏度及平均粒径逐渐减小;聚合物疏水基团含量越多,在相同剪切速率下的抗剪切能力越强。以上结果也表明,在高速剪切下,对于疏水缔合聚合物来说,增加一定的疏水单体含量,能够增加聚合物溶液的性能。     

疏水缔合型聚合物P(AM/TA)溶液性质的研究

采用沉淀聚合法制备了疏水缔合型聚合物丙烯酰胺 /丙烯酸十四酯共聚物P(AM/TA)。研究了在链结构中引入不同疏水基团摩尔分数的共聚物的溶液性质。结果表明该共聚物在w(NaCl) =1 5 %的溶液中的黏度较之水溶液有较大提高 ,表现出明显的抗盐性质 ,而临界缔合质量分数和特性黏度均出现下降趋势。该聚合物是一种性能优异的疏水缔合型增稠剂。作者对共聚物溶液的黏度 -温度性质和剪切速度对溶液黏度的影响也进行了研究。     

疏水缔合聚合物溶液的性能

疏水缔合水溶性聚合物指在常规水溶性聚合物主链上引入极少量疏水基团所形成的一类新型聚合物。与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,这类聚合物的分子量不高,但具有独特的溶液性能。本文综述了疏水缔合聚合物的增黏、耐温、抗盐、抗剪切的溶液性能。     

一种疏水缔合聚丙烯酰胺作为压裂液减阻剂的性能研究

利用丙烯酰胺、丙烯酸、抗盐单体和疏水单体并通过溶液聚合得到疏水缔合聚合物ACS210,应用流变仪表征其溶液的流变性能,通过管路摩阻测试系统研究了ACS210在不同应用条件下的降阻性能。实验表明,不同质量分数的聚合物溶液的黏度随着剪切时间的延长而下降,长时间剪切后黏度保留率较高。聚合物溶液的黏度与剪切速率曲线符合幂律模型。在质量分数为0.1%时,ACS210溶液的储能模量G'均小于损耗模量G″,溶液表现为黏性行为;随着聚合物质量分数的提高,大分子链的缔合作用增强,G'大于G″。合成的聚合物具有良好的减阻效果。不同质量分数聚合物溶液的摩擦系数随雷诺数的增大均呈减小趋势,而减阻率随着聚合物质量分数的增加先增大后减小。疏水缔合作用对提高减阻率具有促进作用。     

疏水缔合水溶性耐温耐盐聚合物的研究进展（一）

疏水缔合水溶性聚合物是一种亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物 ,在水溶液中具有良好的耐温、耐盐、增粘作用和储存稳定性。从该类聚合物的聚合方法及聚合物的分子量、聚合物中离子基团、疏水基团的类型、链长及含量、聚合物分子链上疏水基团序列分布、无机盐、剪切作用、温度和表面活性剂等对聚合物溶液性能的影响综述了最新研究进展 ,展望了它在油气田开采、污水污泥处理、涂料工业、生物医学、湍流减阻中的应用。     

疏水缔合聚合物的静态悬砂性能研究

本文考察了部分水解聚丙烯酰胺BRQ-0和疏水缔合聚合物BRQ-5的黏度-剪切速率和黏弹性，并对不同黏度下的聚合物水溶液进行了静态悬砂性能研究。结果表明：通过黏度-剪切速率曲线，拟合出剪切速率170 s^-1下黏度区间10～30 mPa·s对应的聚合物浓度，为后续的黏弹性和静态悬砂性能研究做准备；在黏度区间10～30 mPa·s内，疏水缔合聚合物的弹性模量G′更大；在黏度区间10～30 mPa·s内，疏水缔合聚合物的静态携砂性能比部分水解聚丙烯酰胺要好，规律与聚合物的黏弹性相符合。     

缔合型增稠剂的结构、性能及增稠机理研究进展

缔合型增稠剂是一种水溶性聚合物,在临界缔合浓度以上,形成以分子间缔合为主的超分子结构,增大了流体力学体积,因此具有较好的增稠性,是新一代的增稠剂。本文主要介绍了疏水缔合水溶性聚合物的结构及溶液性质,具体讨论了影响疏水缔合水溶性聚合物的增稠性能的多种因素,包括聚合物的结构和组成,分子量,离子基团,温度,剪切速率,表面活性剂。     

耐盐型疏水缔合聚合物的制备及流变性能

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和水溶性阴离子疏水单体S-18制备了新型耐盐疏水缔合聚合物S-18HPAM。聚合放热测试表明:疏水单体含量的增加导致放热时间的延长,更有利于疏水结构的形成。微观结构测试表明:聚合物具有复杂的网状结构,在NaCl溶液中网状结构更为明显。流变测试结果表明:聚合物在盐溶液中具有良好的耐温和抗剪切性能。聚合物质量分数为0.3%(基于溶液总质量),温度90℃,剪切速率170 s–1和NaCl质量浓度20000 mg/L条件下,剪切后表观黏度大于70 mPa·s。在总矿化度20000 mg/L模拟地下水条件下,S-18HPAM质量分数为0.3%,剪切后黏度为70 mPa·s,加入质量分数0.5%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)后,黏度增加到170m Pa·s。储能模量G'随着聚合物质量分数的增加而增大,体系弹性增强,同时疏水结构单元数量增加,形成致密的空间网络结构。     

水溶性疏水缔合聚合物单体的合成

水溶性疏水缔合聚合物含有大量的亲水基团和少量的疏水基团,疏水基团间的疏水缔合作用使这种聚合物具有独特的增粘、抗剪切、耐温和耐盐的溶液性能,通常采用亲水单体和疏水单体共聚制备这类聚合物。对常用亲水单体AMPS及各类疏水单体如季铵盐不饱和单体AMPDAC和DAMAB、长链丙烯酸酯,N-烷基丙烯酰胺和N-芳烷基丙烯酰胺的合成进行了综述。     

驱油用疏水缔合水溶性聚合物的研究进展

疏水缔合水溶性聚合物是一种亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物,其特有的两亲分子结构使溶液具有独特的流变性。从疏水缔合聚合物的聚合方法、疏水单体的类型、溶液结构形成方式与类型、溶液性质的影响因素等方面综述了研究进展,展望了它在聚合物驱中的应用前景。     

微乳液聚合法AM-SMA疏水缔合聚合物的研究

通过甲基丙烯酸十八酯(SMA)与丙烯酰胺(AM)微乳液聚合合成了疏水缔合聚合物,采用红外光谱(FTIR)表征了疏水缔合聚合物的结构,考察了SMA含量、AM含量、聚合物浓度、NaCl浓度以及剪切速率对疏水缔合聚合物溶液表观粘度的影响。结果表明聚合物水溶液临界缔合浓度为0.6g/dL,疏水缔合聚合物表现出较强的盐增粘效应和抗盐性;12%SMA的疏水缔合聚合物水溶液表现出剪切增粘和假塑性流体行为,FTIR谱图初步证实疏水缔合聚合物的结构。     

疏水缔合水溶性聚合物在油田领域研究进展

疏水缔合水溶性聚合物是一类分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。由于疏水基的作用使溶液具有特别的流变性能,在油田开采领域有巨大应用价值。本文从疏水缔合聚合物在界面的吸附行为和疏水缔合聚合物的疏水基类型及含量、分子量、温度、表面活性剂浓度等因素对流变性能的影响两方面综述了研究进展。综述了疏水缔合水溶性聚合物在调剖堵水、酸处理、钻井和完井、聚合物驱油、油田污水处理、减阻剂等方面的潜在应用价值和已经取得的实际进展,展望了今后的研究方向。     

耐温耐盐疏水缔合聚合物的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、疏水单体烯丙基十二胺和耐盐单体H-66为原料,通过自由基水溶液聚合制备一种聚丙烯酰胺类聚合物RDTA。通过1H NMR和FTIR表征聚合物结构,通过表观黏度、SEM和流变性能测试研究了RDTA在不同溶液中的缔合效应和该缔合行为随温度变化的影响关系。实验结果表明,RDTA的临界缔合质量分数(W*)在0.25% ~ 0.3%。盐离子对RDTA高分子链的刺激作用能够增强该分子链的结构黏度。弹性模量G′随RDTA质量分数的增加而增大,溶液体系表现出弹性体,体系的空间结构更加密集。70℃、90℃和120℃,170 s-1剪切下,0.5% RDTA在6% NaCl盐溶液中剪切时间 < 300 s时,溶液黏度呈现缓慢上升趋势,说明RDTA在NaCl盐溶液中存在盐刺激RDTA溶液增稠的现象,继续剪切1 h后,剪切剩余黏度仍60 mPa·s以上。     

疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-SA)的合成与性能研究

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酸十八酯(SA)、丙烯酰胺(AM)通过自由基胶束共聚法合成疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-SA)。经红外和核磁共振表征聚合物结构,并测定在不同剪切速率、NaCl、CaCl2浓度及温度条件下的聚合物溶液表观黏度的变化以及聚合物溶液的临界缔合浓度。结果表明,所制备的疏水缔合聚合物P(AM-AMPS-SA),它的临界缔合浓度在0.25~0.3g/dL,具有一定的抗温、抗盐性以及抗剪切性,且对二价盐的抗盐性比一价盐要好。     

环糊精用于测定疏水缔合聚合物特性黏数

利用环糊精疏水空腔对疏水基团的包合作用,用毛细管法测定了疏水缔合聚合物在不同物质的量之比的环糊精/疏水基团〔n(CD)∶n[H]〕溶液中的特性黏数,通过一点法和外推法计算了聚合物的特性黏数。两种方法计算得到的结果相互吻合,分别为1 027.2 m L/g和1 028.3 m L/g。随n(CD)∶n[H]的增大,疏水缔合聚合物的特性黏数先增加后稳定;Huggins参数先降低后逐渐平稳。结果表明,环糊精通过对疏水基团的包合作用改变了疏水缔合聚合物的特性黏数,过量的环糊精对聚合物的特性黏数没有明显的影响。     

疏水单体含量对疏水缔合聚合物渗流特性的影响

利用串联平板夹砂渗流模型,研究了同粘度疏水缔合聚合物溶液在均质模型下的渗流特性。结果表明,在渗透率1.1~6.1μm2范围内,疏水缔合聚合物溶液在平板渗流模型中压力达到稳定的时间与疏水单体含量成正比;相同渗透率下,缔合聚合物在传播方向上的阻力系数和残余阻力系数呈增加趋势,且增加幅度与疏水单体含量成正比,而聚丙烯酰胺在介质中的渗流特性是不变的。采用微孔滤膜过滤方法,证明了疏水单体含量对渗流特性的影响在于其改变了溶液中聚集体尺寸。     

改进型疏水缔合聚合物性能的实验研究

在室内对疏水缔合聚合物及一种改进型疏水缔合聚合物溶液的耐温、抗盐及抗剪切性质进行对比实验研究,同时通过放大实验对聚合物溶解的功率消耗、溶解时间及溶液的粘度进行了研究。实验表明:改进型的疏水缔合聚合物更加具有优良的耐温、抗盐及抗剪切的特性。放大实验证实改进型的疏水缔合聚合物具有优良的增粘效应,以及可以降低功率消耗、节约能源,但溶解速率有所下降。     

疏水缔合水溶性耐温耐盐聚合物的研究进展（二）

(接上期 )3　聚合物溶液性质的影响因素疏水缔合水溶性耐温耐盐聚合物分子链含有许多带电基团和疏水基团 ,分子内电性斥力作用及极性基团的水化作用使大分子链呈疏松伸展状态 ,当聚合物达到一定临界浓度时 ,分子间的疏水缔合作用、氢键及库仑作用使大分子链交联形成具有一定强度的空间网架结构 ,使该类聚合物在临界浓度以上具有很大的流体力学体积 ,因此具有很强的增粘能力。这种能力与聚合物分子量、聚合物中离子基团、疏水基团的类型、链长及含量、聚合物分子链上疏水基团序列分布、无机盐、剪切作用、温度和表面活性剂等因素密切相关。此…     

矿化度对疏水缔合聚合物溶液溶解时间的影响研究

疏水缔合聚合物是在亲水的聚丙烯酰胺大分子主链上引入少量疏水基团合成的新型水溶型聚合物。其有耐温耐盐的良好特性。但是疏水基的引入降低了聚合物的水溶性,增加了溶解时间。本文以渤海某油田地层水的离子构成作为参考,通过配制不同矿化度溶液来溶解疏水缔合聚合物,探索矿化度对疏水缔合聚合物溶液粘度及溶解时间的影响,并从原理上解释了出现这些现象的原因。最终发现,随着矿化度升高,疏水缔合聚合物溶液粘度降低,溶解时间增大。这种现象是由于矿化度升高,溶液中电解质增多,溶液极性增强,影响了疏水缔合聚合物分子的展开和缔结。     

两亲聚合物设计合成及其增效体系研究(II)—疏水缔合作用

综述了近些年两亲聚合物体系的疏水缔合作用,主要包括两亲聚合物自身疏水缔合作用,两亲聚合物与表面活性剂复配体系的疏水缔合作用和疏水缔合两亲聚合物的性能。两亲聚合物自身的疏水缔合作用包括低浓度分子内缔合以及超过临界缔合浓度分子间缔合;两亲聚合物与表面活性剂的疏水缔合作用包括不同种类表面活性剂与聚合物的疏水缔合作用以及疏水基团对复配体系的影响;最后给出了基于疏水缔合作用增效的两亲聚合物体系的优良性能。