膨润土对水中聚丙烯酰胺的吸附行为研究

为了降低聚丙烯酰胺(PAM)对反渗透膜的影响,采用膨润土对水中的PAM进行吸附处理。试验研究了膨润土和非离子聚丙烯酰胺的质量比为10∶1的情况下,PAM在膨润土上的吸附行为,探讨了吸附时间、温度、pH值对吸附效果的影响。结果表明:在温度为30℃,pH9,吸附时间为1 h的条件下,0.1 g膨润土对100mg/L PAM的吸附量为59 mg/g,其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程式。吸附焓变ΔH为23.62 kJ/mol,该吸附过程是吸热的自发过程。     

丙烯酰胺基交联聚合物微球的制备及其对钻井液性能的影响

为揭示水分散聚合方法制备的丙烯酰胺基交联聚合物微球的结构特征及其对钻井液性能的影响规律,以硫酸铵水溶液为反应介质,丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、甲基丙酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺复配物为交联剂制备了丙烯酰胺基交联聚合物微球。采用红外光谱、粒度分析等方法表征了交联聚合物微球的结构,研究了丙烯酰胺基交联聚合物微球对钻井液性能的影响。结果表明,交联聚合物微球的合成工艺条件对产物的降滤失性影响较小,但对产物在钻井液中的增黏作用影响显著。随AM和交联剂加量增加,聚合物微球对钻井液的增黏作用增强;存在对钻井液增黏作用最小的引发剂加量和AA与DMC摩尔比。采用水分散聚合方法可制备出平均粒径8.04μm(粒径范围2.43数53.72μm)的丙烯酰胺基交联聚合物微球。该交联聚合物微球对钻井液具有显著的降滤失作用和一定的增黏作用,耐温性能优良,150℃高温老化不会降低交联聚合物微球的降滤失作用,但可降低对钻井液的增黏作用,减小其对钻井液流变性的影响。     

光聚合法对聚异丙基丙烯酰胺纳米凝胶粒径及形状的控制

纳米凝胶粒径和形貌的控制一直是纳米凝胶领域的研究热点。本研究利用光聚合的方法，无需其他有机添加剂，合成出5～100nm范围的聚酰胺凝胶。其粒径分布范围可控制在10nm以内。通过SEM对纳米凝胶形貌进行了表征。从结果看，可在纳米尺度上对凝胶的形状进行控制，并合成出树枝状、球状、核壳结构的纳米凝胶。这些结果未在文献中报道过。     

聚丙烯酰胺凝胶法制备BeO纳米粉体

聚丙烯酰胺凝胶法是一种利用三维网络结构高分子将溶液中的离子包裹形成物理阻隔,制备纳米粉体的方法。本文采该方法成功地制备了BeO纳米粉体。热重分析、X射线衍射仪和扫描电子显微镜的研究表明：煅烧温度为680℃,较传统煅烧温度下降140℃。采用聚丙烯酰胺凝胶法700℃煅烧2h制备的粉体,平均晶粒尺寸为16．5nm;升高煅烧温度,粉体粒度显著增大。900℃煅烧2h制备的粉体,平均粒径为20～30nm。     

纳米纤维素增强的高机械强度聚丙烯酰胺复合水凝胶

为了增强聚丙烯酰胺凝胶的强度,利用纳米纤维素制备丙烯酰胺/纳米纤维素复合水凝胶,通过质构仪和 流变仪研究了纳米纤维素对复合水凝胶拉伸性能、压缩性能、黏附性能及黏弹特性的影响,并利用扫描电镜观察 了复合水凝胶的微观结构。结果表明,添加纳米纤维素的复合水凝胶的拉伸强度、压缩应力、黏附力、弹性模量 及黏性模量均明显大于不含纳米纤维素的聚丙烯酰胺凝胶。当丙烯酰胺与纳米纤维素的质量比为5∶3 时,形成 的复合水凝胶的拉伸强度、压缩应力及弹性模量均达到最大。复合水凝胶的韧性增强效果明显,拉伸应力及黏 附力较聚丙烯酰胺凝胶提高近3 倍。与聚丙烯酰胺凝胶相比,复合水凝胶的网络结构更加致密,机械强度和与井 筒管壁的黏附效果更好,可用于油气田的欠平衡钻井。     

聚合物-CO2泡沫压裂液性能研究及现场应用

针对目前常用的CO_2泡沫压裂液存在的与CO_2配伍性差、交联不易控制、耐温耐剪切性能差、残渣含量高等问题,采用丙烯酰胺类多元共聚物BCG-8为稠化剂,通过配套添加剂优选及用量优化,形成了的基础配方为0.3%~0.6%稠化剂BCG-8+0.2%~0.45%稠化增效剂(起泡剂)B-55+0.2%~0.3%调节剂B-14+1%KCl的聚合物-CO_2泡沫压裂液体系,研究了该压裂液体系的泡沫流变性、耐温耐剪切性能、携砂性能及破胶性能。研究结果表明,该体系泡沫质量在55%~75%时表观黏度保持在较高值,在140℃、剪切速率170 s~(-1)下剪切120 min后表观黏度保持在30 mPa·s以上,黏弹性的作用使其携砂性能明显优于HPG冻胶体系的,且该体系破胶液的表面张力低于24 mN/m、残渣含量低至0.1 mg/L。该压裂液体系在延长油田页岩气井中施工顺利,措施见效快,增产效果显著,可用于页岩气等非常规油气藏的储层改造。     

AM/AMPS/DMDAAC/DAAM共聚物的合成与降滤失性能

采用水溶液聚合法合成了AM/AMPS/DMAAC/DAAM四元共聚物,通过正交实验确定了最佳反应条件,测定了黏均相对分子质量,研究了不同加量、不同温度下聚合物的降滤失性能,与油田常用降滤失剂性能进行了对比。结果表明,在m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(DAAM)=5∶3.6∶1∶0.4,w(引发剂)%=0.3,聚合温度为55℃,反应时间为6h条件下,其黏均相对分子质量为1.0×107;当温度达到130℃时,AM/AMPS/DMDAAC/DAAM四元共聚物的滤失量在淡水基浆中保持在10mL以下;在淡水基浆中,在AM/AMPS/DMDAAC/DAAM四元共聚物的加量为0.2%时,其滤失量为8.4mL。四元共聚物在淡水、盐水、人工模拟海水三种基浆的滤失量均小于FA367和低黏CMC在三种基浆的滤失量,且四元共聚物在三种基浆的滤失量均在10mL以下,符合SY/T 5621—93的API滤失量标准。     

聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯对HPAM水溶液性质的影响

以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为单体合成了温敏型聚合物聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PB),并将其与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液混合以改善HPAM溶液的高温性能。利用~1H NMR,GPC,DLS等方法分析了聚合物的结构,考察了PB对HPAM水溶液黏度及黏度保持率的影响,并探讨了HPAM/PB水溶液增黏的机理。实验结果表明,HPAM与PB均为线型高分子。加入PB可提高HPAM水溶液的黏度,且当V(PB):V(HPAM)=1.1%时,黏度可提高50%。由于PB具有温敏性,因此当温度从20℃升高至90℃时,加入1.1%(φ)PB的HPAM水溶液黏度保持率为67.2%,而相同浓度HPAM水溶液的黏度保持率仅为33.1%。HPAM水溶液的单分子链呈溶解状态,加入PB后HPAM与PB形成了纳米聚集体从而使HPAM的黏度随PB用量的增大而线性增大。     

固体超强酸催化合成N-环己基-2-吡咯烷酮

采用固定床技术,以SO2-4/MxOy型固体超强酸为催化剂,1,4-丁内酯和环己胺反应合成了N-环己基吡咯烷酮(NCP),考察了固定床工艺条件对NCP产率的影响。较佳合成条件为:n(1,4-丁内酯)∶n(环己胺)=1∶1.20,反应温度300℃,进料速度0.660mL/min,NCP产率可达96.09%。     

油田采出水中聚丙烯酰胺的生物降解

为了降低油田采出水中聚丙烯酰胺浓度,提高采出水处理效果,对菌株H3降解聚丙烯酰胺的条件进行研究。利用单因素实验方法考察了接种量、菌株活化次数、油田采出水培养基初始p H值、金属离子(Zn2+、Mn2+、Fe2+、Cu2+)等对聚丙烯酰胺的影响。结果显示:优化的菌株H3降解聚丙烯酰胺的培养条件为接种量2%、菌株活化3次、培养基初始p H值7.5,此条件下聚丙烯酰胺降解率可达38.4%;优化条件下,添加金属离子对聚丙烯酰胺降解具有一定影响,单独添加Zn2+、Mn2+、Fe2+离子对聚丙烯酰胺降解均具有一定的促进作用,单独添加Cu2+离子对聚丙烯酰胺降解具有一定的抑制作用;同时添加Zn2+、Mn2+、Fe2+离子显示出一定的协同作用,聚丙烯酰胺的降解率明显高于单独添加,降解率可达63.86%。