AM／DMAM／AMPS共聚物溶液的粘度性能

研究了ＡＭ／ＤＭＡＭ／ＡＭＰＳ共聚物去离子水溶液和盐水溶液的粘度性能。结果表明金属阳离子对共聚物水溶液粘度的影响甚大，共聚单体ＡＭＰＳ引入的阴离子是造成共聚物盐敏性的原因。在ＡＭＰＳ和ＤＭＡＭ共同影响下，共聚物获得了良好的耐温、抗老化性能，共聚物浓度２０００ｍｇ／ｌ、矿化度１×１０５ｍｇ／ｌ的共聚物盐水溶液在９０℃老化６０天后，粘度仍大于３．０ｍＰａ·ｓ。     

用改进的显色法定量测定水溶液中AM/AMPS共聚物

中原卫城油田卫18北块聚合物驱先导性试验中使用自产的AM／AMPS共聚物。对于该共聚物的定量测定，美国石油学会推荐用于聚合物HPAM的漂白法不适用，而显色法（淀粉－碘化镉法）经改进后在室内实验研究和矿场监测中均可用于该共聚物的分析。对原显色法的改进包括：用溴化钾－溴酸钾溶液代替有毒的溴水；不再使用碘化镉和硫酸铝；提高试液的缓冲性能。给出了各种标准溶液的浓度及每次测定中的用量（每次测定取含共聚物的水样20－50mL，视其中共聚物浓度而定）。以中试生产的共聚物为标样，建立了共聚物质量浓度－溶液吸光度标准曲线，在浓度120－260mg/L范围内标准曲线呈线性，R^2=0.9703。用改进的显色法测定了共聚物在去油储层砂上的静态吸附量，与HPLC法结合，确定了共聚物驱区块7口采油井的初始见聚时间，测定了某日这些采油井产出液中共聚物的浓度。     

疏水缔合两性聚合物NAPs水溶液的渗流性质

实验测试了疏水缔合两性聚合物NAPs水溶液在大庆油层条件下通过孔隙介质渗流时的阻力系数，残余阻力系数和有效粘度，并与大庆自产聚合物HPAM的相应值进行了比较，实验结果表明，在大庆油层条件下，NAPs水溶液的有效粘度比HPAM的大22．3－38．7％，聚合物驱过程中有效粘度的最佳发挥，对提高采收率具有十分重要的意义。有效粘度不仅取决于聚合物浓度和孔隙结构性质，而且取决于聚合物分子结构特性，NAPs水溶液具有较高的有效粘度可能是由其特殊的缔合结构决定的。     

疏水缔合水溶性共聚物P（AM／BBAM）溶液性质研究

采用自由基胶束共聚的方法制备了一系列水溶性疏水缔合丙烯酰胺／N－烷基苯基丙烯酰胺（BBAM）共聚物（PABA）,研究了共聚物溶液的性质及影响因素,结果表明,随共聚物溶液浓度的增加,在临界缔合浓度以上,分子间缔合大量形成,水溶液表现粘度迅速增加,表现出明显的 疏水缔合行为,与HPAM相比,共聚物PABA有优异的抗盐性。     

AM／DMAM／AMPS共聚物的合成及结构分析

用引发聚合方法合成了ＡＭ／ＤＭＡＭ／ＡＭＰＳ三元共聚物。研究结果表明，在单体总浓度１０％—２０％、引发剂浓度０．０３％—０．０５％、ｐＨ值为中性时，在５０—６０℃反应４—６小时可以得到转化率９２％—９９％、特性粘数６００—９００ｍｌ／ｇ的无规共聚物。通过元素分析、红外光谱等研究了共聚物的分子结构。     

耐温抗盐共聚物AMPS／AM／AMC14S的合成

用引发聚合方法合成了ＡＭＰＳ／ ＡＭ／ ＡＭＣ１４Ｓ 三元共聚物。研究结果表明,在单体总浓度１０ ％ —１５ ％ ,ＡＭＣ１４Ｓ浓度０ ．１５ ％ ,ｐＨ值为中性时,在３０—４０℃反应８ ｈ 可以得到转化率９７％ 、特性粘数１０ —１７ ｄＬ／ｇ 的共聚物。通过红外光谱研究了共聚物的分子结构,并通过差热分析研究了共聚物的耐热性。     

AMPS/AM/TBAA共聚物的合成及其性能评价

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）和N-异丁基丙烯酰胺（TBAA）为单体，采用水溶液聚合法合成了AMPS／AM／TBAA三元共聚物，研究了聚合条件对共聚物粘度的影响，确定了最佳合成条件：单体总用量（以反应体系总质量计）为30％，引发剂用量（以单体总质量计）为75μg／g，TB从加量（以单体总质量计）为4％，聚合体系pH值为9。结果表明，在此条件下合成的三元共聚物具有较高的粘度、良好的高温稳定性和抗剪切性。     

AM/AMPS/AA三元共聚物压裂液稠化剂的合成

以丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法制备出了AM/AMPS/AA三元共聚物。优化出3种单体共聚的最佳条件为:单体AA加量为单体AM的8%～12%;单体AMPS的加量为15%～20%;引发剂用量在0.20%～0.25%之间;反应温度为30℃;反应时间为4h以上。通过实验研究,将由三元共聚得到的产品提纯后配成质量浓度为0.05%的水溶液,其表观黏度可达40.5mPa·s;用硫酸铝交联,所得冻胶液黏度可达240mPa·s,用过硫酸铵破胶,黏度可降低到5mPa·s以下,几乎无残渣,减小了对地层的伤害。     

矿化度对疏水缔合聚合物溶液粘度的影响

在不同矿化度条件下，疏水缔合聚合物的增粘性能也不相同。在蒸馏水中，疏水缔合聚合物基本没有缔合效果；在氯化钠或氯化钙溶液中，在缔合临界矿化度之前，随着矿化度的增大，溶液粘度逐渐降低；在缔合临界矿化度之后，随着矿化度的增大，溶液粘度迅速升高，达到最大值后又逐渐下降。研究结果表明，胜利油区采出污水中均存在较高含量的钙、镁等高价离子，疏水缔合增粘效果较差，不适用于驱油。     

疏水缔合水溶性丙烯酰胺—丙烯酸正辛酯共聚物的溶液性能

采用自由基胶束共聚法制备了水溶性的丙烯酰胺丙烯酸正辛酯疏水缔合共聚物。研究了共聚物水溶液的性能及其影响因素。随疏水基团含量增加，共聚物在水中的特性粘数［η］减小，代表分子线团间流体力学相互作用的Ｈｕｇｇｉｎｓ常数ＫＨ增大。随共聚物浓度增加，在临界缔合浓度Ｃ以上，分子间缔合大量形成，水溶液表观粘度急剧增加。     

耐温抗盐合成聚合物驱油剂的合成与性能评价

利用2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸和丙烯酰胺等单体合成了适用于中原油田高温高盐地层的合成聚合物驱油剂,研究了合成条件对共聚性能的影响,评价了合成聚合物驱油剂的使用性能。室内及现场试验结果表明：合成聚合物具有高的抗盐能力和抗高价金属离子的能力,具有良好 长期热性能;其驱油效果优于生物聚合物,适于高温高盐条件下使用。     

孪尾疏水缔合共聚物P(AM/NaAA/DiC6AM)盐水溶液在中高温下的粘度

在十二烷基硫酸钠(SDS)存在下进行胶束聚合，采用先加碱共聚后水解的方式，改变表面活性剂、疏水单体摩尔比(SMR)，疏水单体摩尔分数为0．372％，由丙烯酰胺(AM)、N，N-二己基丙烯酰胺(DiC6AM)合成了孪尾型疏水缔舍三元共聚物P(AM／NaAA／DiC6AM)，理论水解度15％。介绍了合成过程。考察了不同SMR(12．50～100．0)下得到的共聚物水溶液85℃，7．34s^-1下的(表观)粘度，共聚物浓度一般为2．0g／L。共聚物的水溶性随SMR的增大而改善，SMR≥13．36时溶于标准盐水(Ca^2 、Mg^2 、HCO3^-，矿化度19334mg／L)；疏水单元平均序列长度NH和Hug,gins常数KH随SMR增大而减小，SMR=100．0时KH趋近HPAM的值。浓度0．5～5．5g／L范围的共聚物标准盐水溶液粘度曲线，随SMR增大移向高浓度低粘度方向。随NaCl浓度(20～200g/L)或CaCl2浓度(2～10g／L)增大，共聚物水溶液粘度先降低，后升高，出现增粘效应，SMR越小，增粘效应越强。外加SDS在一定浓度范围对共聚物标准盐水溶液产生增粘效应，SMR越小．增粘效应越强。共聚物标准溶液粘度在35～80℃范围随温度升高而降低，在0～122s^-1范围随剪切速率增大而降低。对实验结果作了解释。图6表2参10。     

AM/AMPS/C18DMAAC三元共聚物的合成及溶液性质研究

合成了十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(C18DMAAC),以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和C18DMAAC为原料,合成AM／AMPS／C18DMAAC三元共聚物,对共聚物的溶液性质进行了评价。结果表明,AM／AMPS／C18DMAAC三元共聚物具有较好的抗盐、抗温及抗剪切性,其性能均优于聚丙烯酰胺。     

疏水缔合聚合物临界缔合浓度研究

认为水溶性疏水缔合聚合物在水溶液中的疏水缔合可分为两个阶段 ,聚合物浓度大于第一临界缔合浓度(CAC1)后发生分子内和分子间缔合 ,粘浓曲线斜率增大 ,在第二临界缔合浓度 (CAC2 )下分子内缔合 (引起粘度下降 )达到平衡 ,此后缔合主要发生在分子间 ,粘浓曲线斜率再次增大。由粘浓曲线测定了 3种商品聚合物的CAC1和CAC2 ,考察了多种因素的影响。CAC1和CAC2 随 pH值的增大 (4 .8～ 8.2 )近似地呈线性降低 ,随矿化度增大(1.0～ 10 0 g/L)趋于升高 ,随温度升高 (2 0～ 5 0℃ )略有升高 ,随剪切速率增大 (32～ 10 3s-1)保持不变。在聚合物S3(M =1.2 8× 10 7,HD =2 9.3% )溶液中加入 6 .0 g/L重烷苯磺酸钠 (该加量处于与溶液增粘峰对应的浓度范围 ) ,使CAC1和CAC2 由 970和 2 14 0mg/L降至 5 6 7和 110 0mg/L。讨论了矿化度、外加阴离子表面活性剂等对疏水缔合的影响。图 2表 2参 11。     

疏水缔合聚合物AP的静态吸附特征

实验研究了作为驱油剂的疏水缔合聚合物AP在45℃下的溶液吸附特征。所有吸附等温线均不符合Langmir吸附模式,而呈开口向下、复杂程度不等的双曲线形,即随聚合物平衡浓度的增大,开始阶段吸附量增大,达到最大值后又减小,出现吸附峰。在石英砂上的吸附等温线形状最简单,近似单一的吸附峰略显不对称。在高岭土、膨润土、大庆洗油油砂上的吸附等温线,吸附峰的起始侧出现明显的肩峰。最大吸附量(以μg/g计)分别为2335(膨润土)、1405(高岭土)、168(大庆油砂)、155(石英砂),大庆油砂上出现最大吸附量的聚合物平衡浓度在400-450 mg/L,低于在大庆油田的使用浓度1000 mg/L。高聚合物浓度区吸附量减小的原因,是疏水缔合聚合物在岩石或矿物表面的吸附是多分子层吸附,吸附层内的聚合物分子间发生了疏水缔合,当溶液中聚合物浓度达到并超过临界缔合浓度时,部分聚合物分子脱附进入溶液。肩峰的产生可能与分子内缔合有关。图4表2参5。     

新型疏水缔合物的合成与性能评价

用胶束共聚法室内合成了PAHY系列疏水缔合水溶性聚合物。通过优选法,选定PAHY-2进行性能评价实验。结果表明,该疏水缔合物在水溶液中的抗温、耐盐和抗剪切性都好于传统的水溶性聚合物。     

疏水改性黄原胶HMXG-C8水溶液黏度特征

用1-溴代辛烷使黄原胶XG侧链上的—COOM基团酯化，得到以100结构单元计取代度为11和21的水溶性疏水改性黄原胶HMXG-C8—11和-21。介绍了合成步骤，讨论了合成反应，考察了C8-11和C8—21的黏度特性。浓度〉0．75g／dL的c8—11水溶液．浓度〉0．60g／dL的C8—21水溶液，表观黏度（25℃，7．31／s）急剧增大，显示疏水缔合增黏效应，C8—21的增黏效应较强。0．20g／dLC8-11和C8．21水溶液的表观黏度，起初随外加NaC1浓度的增大而减小，NaCI浓度超过0．4g／dL后缓慢增大（（28．11）或较快增大（（28—21），出现盐增黏效应。温度从25℃上升到90℃时，0．20g／dL的XG、C8—11和C8—21水溶液表观黏度的降低幅度依次增大，在同-温度下的表观黏度值也依次增大。0，20g／dL的C8．21和C8-11水溶液，分别在外加SDBS浓度为〈0．01～0．08和0．01～0．15mmo1／L时出现表观黏度升高现象．反映疏水缔合聚合物与阴离子表面活性剂之间发生了相互作用。图6参8。     

耐温抗盐新型聚合物驱油剂性能评价

实验考察了加入不同无机添加剂制备的AM／AMPS／N-PMI三元共聚物L00和L05作为驱油聚合物的性能。聚合物溶液用经充分曝氧并过滤的矿化度8．73g／L的江河回注污水配制。L00的增黏性在浓度≤1．6g／L时略好于而在〉1．6g／L时略差于L05。浓度1．5g／L的L00和L05溶液，30℃时黏度（7．31／s）分别为44．8和42、7mPa·s；90℃时分别为26．7和25．6mPa·s；在95℃密闭老化120天后30℃黏度分别为27．6和25．2mPa·s；高速通过人造岩心剪切后，30℃黏度分别下降9．6％和23．0％；阻力系数和残余阻力系数均随岩心渗透率降低而减小，实验数据表明L05比L00容易进入K〉0．5μm^2的岩心。在1．5g／L的1月0和L05清水（矿化度0．363g／L）溶液中加入NaCl，30℃黏度最初随加盐量增大而快速下降，加盐量超过5g／L后下降变缓，加盐量为30g／L时30℃黏度在30mPa·s上下，L00略高。在95℃下，在Kw为0．65和0．54μm^2的水驱后人造均质岩心中注入0．4PV1．5g／L L00和L05污水溶液，采收率分别提高16．90％和10．87％。图5表3参2。     

AMPS/DMAM/AM共聚物钻井液降粘剂的合成与性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺为原料,采用氧化-还原引发体系,合成了AMPS/ DMAM/AM共聚物钻井液处理剂,并对其钻井液性能进行了评价,用红外光谱和热分析研究了共聚物的结构和热稳定性。结果表明,AMPS/DMAM/AM共聚物钻井液处理剂热稳定性好,降粘和耐温抗盐能力强。