AM/AA/AMPS/NPAB四元共聚物驱油剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和1-烯丙氧基-4-壬基苯(NPAB)为单体,采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发体系,制备了一种新型水溶性共聚物,并对该共聚物进行了红外和扫描电镜表征。适宜的共聚条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPS)∶m(NPAB)=6∶4∶0.3∶0.02、pH=7、w(引发剂)=0.29%、单体总浓度20%、温度40℃。研究表明:2g/L的共聚物溶液表观黏度高达716.3mPa·s;在120℃时,共聚物溶液黏度保留率达到35.71%;MgCl2和CaCl2含量为2g/L时,共聚物溶液黏度保留率高达125.3和126.3mPa·s。该共聚物溶液可提高模拟原油的采收率。     

AM/AA/AMPS/NPAB四元共聚物驱油剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和1-烯丙氧基-4-壬基苯(NPAB)为单体,采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发体系,制备了一种新型水溶性共聚物,并对该共聚物进行了红外和扫描电镜表征。适宜的共聚条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPS)∶m(NPAB)=6∶4∶0.3∶0.02、pH=7、w(引发剂)=0.29%、单体总浓度20%、温度40℃。研究表明:2g/L的共聚物溶液表观黏度高达716.3mPa·s;在120℃时,共聚物溶液黏度保留率达到35.71%;MgCl2和CaCl2含量为2g/L时,共聚物溶液黏度保留率高达125.3和126.3mPa·s。该共聚物溶液可提高模拟原油的采收率。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物合成的逐级放大及其性能的研究

采用水溶液聚合法,选用(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化-还原引发体系,以乙二胺四乙酸二钠、尿素为助剂,进行了丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物合成的逐级放大实验,考察了共聚反应的放大效应及其对共聚物溶液表观黏度的影响。实验结果表明,从0.2 L小试放大到5 L模试时存在一定的放大效应,所得共聚物溶液的表观黏度降低约3.0 mPa.s,从5 L模试放大至50 L模试和1 m3中试时放大效应不明显;在95℃、矿化度为10 000 mg/L的模拟油藏盐水中,AM/AMPS共聚物具有优异的增黏性、耐温抗盐性和抗Ca2+性能,明显优于进口产品;在95℃、45 d的老化性能测试中,AM/AMPS共聚物溶液具有较高的黏度保留率,达到122.5%。     

抗盐抗温降滤失剂AMPS/AM/MAM三元共聚物的合成与性能评价

以 2 -丙烯酰胺基 -2 -甲基丙磺酸 (AMPS)、丙烯酰胺 (AM)、甲基丙烯酰胺 (MAM )为原料 ,合成了AMPS/AM/MAM三元共聚物降滤失剂 ,并评价了其性能。通过正交试验 ,确定AMPS/AM/MAM三元共聚物的最佳合成条件为 :反应温度 60℃ ,引发剂用量 0 .1% ,反应时间 6h ,单体质量比m(AMPS)∶m(AM)∶m(MAM) =40∶5 0∶10。     

耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备与性能评价

传统的聚合物驱油剂难以满足耐温耐盐和长期老化热稳定性的要求。以N-苯乙基-N-十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为疏水单体、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为功能单体,与丙烯酰胺(AM)共聚制备了水溶性疏水缔合聚合物PSA,考察了最优单体(AM、AMPS、PEDMAM)质量比为83∶15∶2时共聚物的综合性能。结果表明,与传统的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,三元共聚物PSA具有良好的增黏性能、耐温耐盐性、抗剪切性、老化稳定性及驱油性能。在85℃和32 g/L矿化度(钙镁质量浓度800 mg/L)条件下,1500 mg/L PSA溶液的黏度为16.3 mPa·s;在85℃无氧条件下老化60 d后的黏度保留率80%。室内岩心驱替实验表明,0.7 PV1500 mg/L PSA可在水驱基础上提高采收率35.05%,比相近黏度的HPAM(3000 mg/L)高12.35百分点,具有明显的驱油优势。图8表3参19     

水溶性AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物的合成及其性能

以乙二胺和马来酸酐为单体制备了N,N′-二(4-氧基-2-烯酸)乙二胺(EDMA);以EDMA、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体制备了AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物。利用FTIR、SEM和元素分析等方法分析了该四元共聚物的结构特征,并对其耐温耐盐性能、抗剪切性能和提高采收率能力进行了研究。实验结果表明,当质量浓度为5 000 mg/L时,该四元共聚物溶液在95℃下的黏度保留率为39.5%;在10 000 mg/L NaCl,1 000 mg/L CaCl2,1 000 mg/L MgCl2·6H2O溶液中的黏度保留率分别为12.1%,19.3%,27.5%;当质量浓度为2 000 mg/L时,在剪切速率为500 s-1下剪切5min后其黏度为28.7 mPa·s,黏度保留率为85.7%;室内采收率实验结果表明,60℃下该四元共聚物的采收率比AM/AA二元共聚物高5.7%。     

高效液相色谱法测定AMPS/AM二元共聚物中残余微量单体含量

建立了一种同时测定2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酰胺(AM)二元共聚物中残余单体AMPS和AM含量的HPLC法;为降低试样的黏性,以异丙醇-乙醇的混合液为提取剂,将AMPS和AM从AMPS/AM二元共聚物的水溶液中提取出来;同时考察了波长和流动相配比对AMPS和AM分离效果的影响,得到了最佳色谱分析条件。实验结果表明,适宜的色谱分析条件为:采用ZORBAX SB-C18(4.0 mm×50 mm)液相色谱柱,以体积比为85∶15的甲醇-水混合液为流动相,流动相流量1.0 mL/min,检测波长220 nm,柱温27℃,进样量6μL;建立了AMPS/AM二元共聚物中残余单体AMPS和AM的标准工作曲线,二者的线性相关系数均大于0.999 5,回收率为97.50%～100.62%,相对标准偏差为0.435 7%～1.298 1%。该方法具有操作简便、分析速度快、分离效果好、灵敏、准确高等优点,可满足测试要求。     

NaCl存在下SDBS与超高相对分子质量AM-AA-AMPS三元共聚物的相互作用

 在NaCl存在下,考察了超高相对分子质量丙烯酰胺(AM)/丙烯酸钠(AA)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)三元共聚物(AM-AA-AMPS)与表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在水溶液中的相互作用。结果表明,AM-AA-AMPS与SDBS可形成交联网状结构缔合物,粒径大约为0.2 μm。NaCl的存在增强了AM-AA-AMPS与SDBS的相互作用,使得共聚物溶液表现出特殊的黏度行为。SDBS浓度为0.015 mol/L时,NaCl质量浓度升高至10 g/L后,溶液表观黏度升高约25%,当NaCl质量浓度为15 g/L、SDBS浓度大于0.015 mol/L时,溶液表观黏度增加约7倍。升高温度引起AM-AA-AMPS与SDBS缔合物的解离,导致溶液表观黏度降低,但同时增加了SDBS在溶液中的溶解量,与AM-AA-AMPS的作用范围加大,使得溶液表观黏度在一定温度范围内略有升高。     

耐温抗盐驱油共聚物的合成

用胶束聚合方法,将丙烯酰胺(AM)与疏水单体N-正辛基丙烯酰胺(C_8AM)、极性阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行共聚,合成了AM-C_8AM-AMPS疏水性缔合三元共聚物作为驱油剂,命名为KYP。研究了十二烷基硫酸钠的质量分数、引发温度、单体的摩尔分数、尿素的浓度对聚合物溶液(ρ=1 mg/L)在总矿化度为6.5 g/L的模拟盐水中表观粘度的影响。结果表明:C_8AM和AMPS的摩尔分数分别为0.7％和20％、引发温度为11℃、尿素的浓度为0.2 mmol/L时,合成的KYP具有很好的增粘效果。     

AM/AA/NAP/CON四元共聚物驱油剂的合成与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-烯丙基吩噻嗪(NAP)和N-烯丙基油酰胺(CON)为单体,以(NH4)2S2O8-NaHSO3为引发体系,制备了一种新型驱油用四元共聚物AM/AA/NAP/CON。该共聚物具有良好的增黏性(2 000mg/L,表观黏度711.4mPa·s)、抗剪切性(1 000s-1,黏度保留值为58.5mPa·s)、耐温性(120℃,黏度保留率为34.6%)、抗盐性(NaCl 20 000mg/L、CaCl22 000mg/L或MgCl22 000mg/L时,黏度保留率分别为17.8%,15.4%或13.5%)。室内应用中,2 000mg/L的AM/AA/NAP/CON模拟地层水溶液可建立阻力系数和残余阻力系数分别为13.0和4.5,可提高模拟原油采收率达14.6%。     

丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的合成与评价

采用水溶液聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)二元共聚物。最佳合成条件为:总单体质量分数为20%,单体配比n(AM):n(AMPS)为6:4,初始反应温度19℃(反应4 h),后期恒温反应温度为40℃(反应2 h),引发剂用量为153.2 mg/L,pH=7～8,真空75℃烘干3～4 h。结果表明,共聚物在胶凝酸中的剪切粘度为71.290 mPa·s     

氟碳改性聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能评价

以甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为疏水单体、丙烯酰胺(AM)为主单体、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC) 为阳离子单体,以过硫酸钾和亚硫酸氢钠为复合引发剂,采用水溶液自由基共聚合法合成了氟碳型共聚物P(AM DMDAAC HFMA)。分别考察了反应温度、pH值、引发剂用量、疏水单体加入量等因素对P(AM DMDAAC HFMA)产率及其阳离子度的影响,同时考察了P(AM DMDAAC HFMA)的絮凝性能和对含油废水的除油效果。结果表明,在聚合温度55℃、聚合体系pH=7、引发剂(过硫酸钾和亚硫酸氢钠)用量为单体总质量的15%、m(AM)∶m(DMDAAC)∶m(HFMA)=68∶22∶10、总单体质量分数为28%的条件下,三元共聚物P(AM DMDAAC HFMA)的产率及其阳离子度最高,其对硅藻土悬浮液有较好的絮凝性能;在温度20℃、硅藻土悬浮液pH=7、P(AM DMDAAC HFMA)投加量10 mg/L条件下,硅藻土悬浮液上清液透光率和絮凝时间分别为995%和10 s。与聚丙烯酰胺(PAM)、实验室合成P(AM DMDAAC)相比,P(AM DMDAAC HFMA)对含油废水具有优越的除油效果;当共聚物加入量为30 mg/L、温度40℃、pH=10时,除油率达到952%。     

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%。     

反相乳液聚合法制备一种新型两性共聚物

合成了一种新型两性单体甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基-N-丙磺酸胺盐(DM PS),用核磁共振对DM PS进行表征,并利用反相乳液聚合法,以过硫酸钾(K2S2O8)-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发剂、Span80试剂为乳化剂,DM PS两性单体与丙烯酰胺(AM)共聚制得具有反聚电解质性质的两性共聚物poly(AM-co-DM PS),考察了影响反相乳液聚合的因素。获得最佳反应条件:35℃,V(环己烷)∶V(水)=2∶3,ρ(Span80)=2.0g/dL,m(DM PS)∶m(AM)=0.30,ρ(DM PS+AM)=30g/dL,c(K2S2O8)=3.2mm ol/L,c(TMEDA)=4.0mm ol/L,在此条件下,两性共聚物的特性黏数为6.5dL/g,收率91%以上。     

耐温抗盐聚合物PAMA的表征及溶液性能研究

合成了新型单体4-烯丙基庚烷基苯酚（AHP ）,然后以丙烯酰胺（AM）为主要原料、引入单体AHP,同时引入适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）,采用水溶液自由基胶束聚合法合成了疏水缔合AM-AMPS-AHP三元共聚物（PAMA）。利用1H-NMR和FT-IR分别对AHP和PAMA进行表征。考察AHP加入量、聚合物浓度、NaCl浓度和温度对共聚物溶液黏度的影响。结果表明,引入AHP单体使共聚物具有优良的增黏和抗盐能力,含AHP（摩尔分数为1.0%）、质量浓度为1 500 mg/L的 PAMA溶液在53 ℃、20 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到178.6 mPa?s,在90 ℃、7 000 mg/L NaCl盐水中的黏度达到110.8 mPa?s,显示出良好的耐温、抗盐性能。     

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)。     

微波辐射羧甲基纤维素接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸制备高吸水性树脂

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂、过硫酸氨(APS)为引发剂,采用微波辐射法在羧甲基纤维素钠(CMC)上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了耐盐高吸水性树脂P(AMPS/CMC);考察了微波功率(P)、辐射时间(t)、CMC用量、NMBA用量、APS用量、AMPS的中和度(N)对树脂吸水倍率的影响;采用FTIR,SEM,TG等手段对树脂进行了表征。实验结果表明,在最佳合成条件(m(NMBA)∶m(APS)∶m(CMC)∶m(AMPS)=0.5∶2∶5∶100,P=195W,t=3.15 min,N(AMPS)=45%,w(CMC+AMPS)=30%)下合成的P(AMPS/CMC),在离子强度为0.154 mol/L的NaCl,CaCl2,AlCl3溶液和去离子水中的吸水倍率分别为126,63,20,1 345 g/g。该树脂具有较好的层状结构和热稳定性(主分解温度在250℃以上),CMC的加入有利于提高树脂的热稳定性和耐盐性能。     

AM／AMPS共聚物油井水泥浆降失水剂的合成研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料，合成了油井水泥浆降失水剂AM／AMPS共聚物。确定了AM／AMPS共聚物降失水剂的最佳合成条件：单体加量8％，AMPS与AM质量比1：7，引发剂加量0．5％，反应体系pH值7，反应温度50℃。该共聚物降失水剂能有效控制水泥浆的失水量，且保证水泥浆的其他性能在一定范围内可调。