一种非离子疏水缔合聚丙烯酰胺的合成及性能评价

为了开发一种速溶性非离子疏水缔合聚合物,将易水溶的非离子表面活性剂型疏水单体十八烷基聚乙二醇1100甲基丙烯酸酯与丙烯酰胺共聚反应得到一种非离子型疏水缔合聚丙烯酰胺,采用核磁共振氢谱分析了合成聚合物的结构,利用激光光散射仪测定了合成聚合物的相对分子质量,并考察了合成聚合物的增黏性和耐温耐剪切性能。研究表明,所合成的二元共聚物的相对分子质量为3.18×10~6g/mol,黏度法测得的临界缔合浓度约为0.23%,SDS能显著提高溶液黏度。在剪切速率170 s~(-1)下,质量分数0.4%的合成聚合物溶液,在50数90℃下,由于疏水缔合作用的增强,黏度有明显上升;随温度进一步升高,黏度下降;在150℃下剪切30 min后的黏度仍高于50 mPa·s。扫描电镜分析表明,聚合物在常温下形成的网状结构较高温的致密。所合成的疏水缔合聚合物有作为压裂液增稠剂使用的应用前景。图6参13     

CO2刺激响应型清洁压裂液的室内研究

合成正辛酸酰胺丙基叔胺(DOAPTA)与阴离子表面活性剂油酸钠(NaOA)复配,得到一种能够对CO_2刺激响应的清洁压裂液。当DOAPTA-NaOA以物质的量比为0.8∶1配制成总浓度为100mmol/L的溶液,在CO_2作用下,黏度上升最高达2.92Pa·s。流变性测试表明:体系具有黏弹性流体行为;之后滴加NaOH溶液,体系即可转变至最初的低黏状态,实现彻底破胶。该体系增黏和破胶均容易进行,悬砂能力较强(1.64~1.8cm/h),耐温性能好(60℃),有望用于油田压裂作业中。     

基于易降解型双子氟碳表面活性剂的新型助排剂研究

目前,在油田常规压裂酸化助排剂中,氟碳表面活性剂普遍含有全氟辛基羧酸及其盐类(PFOA)、全氟辛基磺酸及其盐类(PFOS),其氟碳链比较长,存在降解困难、持久性生物累积等问题。从氟碳原料的选择入手,选用生物降解性好的短氟碳链原料作为氟碳表面活性剂的合成原料,进行分子设计、结构优化,研制了一种双子氟碳表面活性剂,进而开发出高效、环境友好的压裂、酸化用含氟碳类表面活性剂的助排剂体系产品。该双子氟碳表面活性剂表面活性强,临界胶束摩尔浓度低至3.0×10~(-4)～3.4×10~(-4) mol/L,γ_(cmc)=16.0 mN/m,新型助排剂助排效果优异,其助排率分别达到57.1%与63.6%,并在ST-8井的胶凝酸酸化施工与H-201井加砂压裂施工中成功应用。     

适用于致密气藏的可变黏压裂液体系性能评价及现场应用

目的 针对川渝地区致密气藏储层改造,主要采用体积压裂造长缝.高强度加砂对压裂液携砂与降阻性能提出更高的要求,需要研发一种疏水缔合聚合物作为降阻剂.方法 利用疏水缔合聚合物疏水基分子内缔合达到优异的增黏效果.同时,该降阻剂与金属交联剂可形成稳定的交联体系,进一步提高压裂液黏度,从而形成适合于致密气藏开发用变黏压裂液体系....     

碳酸盐岩气藏清洁转向酸的研究

研究了以芥酸酰胺甜菜碱为主剂的清洁转向酸在不同条件下的酸岩反应速率。酸岩反应过程中,盐酸含量下降和Ca2+加量增加的共同作用使转向酸在较宽酸含量范围保持高达50 m Pa·s以上的黏度,从而降低酸岩反应速率,使酸液作用距离更长。     

一种降阻剂与水作用力机理研究、合成及性能评价

以分子动力学方法对比了3种聚合物与水的相互作用能,由径向分布函数得到,聚合物中氧原子与水中氢原子形成的氢键是聚合物与水作用的主要来源。验证实验中以一种非离子表面活性剂型疏水单体与丙烯酰胺、丙烯酸共聚得到一种阴离子型三元疏水缔合聚丙烯酰胺作为降阻剂,核磁氢谱证明合成是成功的,光散射法测得三元聚合物分子量为2.83×106 g/mol。以清水在管道中流动的摩阻为空白组,计算降阻率。在聚合物加量0.025%条件下,PAM的降阻率最高仅达到40%,P（AM-AA-MPEG）的降阻率可达65%。与水相互作用能强的聚合物,降阻性能越好,聚合物在水中形成网状结构是降阻的直接原因,聚合物的长侧链也能提高降阻率。      

含高比例疏水单体的降阻剂的合成及性能评价

使用3-溴丙烯和N,N-二甲基十八烷基叔胺合成水溶性阳离子疏水单体N,N-二甲基十八烷基烯丙基溴化铵(DOAB),仅使用水作为溶剂,合成了含有高摩尔分数疏水单体的部分水解聚丙烯酰胺型降阻剂,以核磁氢谱和元素分析得到降阻剂的结构为P(AM0.877-AA0.113-DOAB0.01);激光光散射法测得降阻剂摩尔质量为1.22×10~7 g/mol;黏度法测得临界缔合浓度(CAC)为2.8 g/L。测试了不同质量浓度下降阻剂稀溶液(即滑溜水)在不同流速下的摩阻,以清水为空白组计算降阻率,当降阻剂质量浓度为1.3 g/L时,降阻率最高可达72%;在盐水中,滑溜水降阻率下降,通过提高降阻剂质量浓度的方式可以提升降阻率,盐水中的降阻剂质量浓度为2 g/L时,降阻率最高达70.06%。由SEM得知,降阻剂在水中形成的网状结构是聚合物具有降阻性的直接原因。     

CO2/N2可逆单层囊泡-网状结构转变研究

以聚乙二醇6000与α-溴代异丁酰溴进行酯化反应得到大分子引发剂PEG6000-Br,使用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了对称三嵌段且聚合度相等的聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯-聚乙二醇-聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯(PDM_(165)-PEG_(165)-PDM_(165))。利用FTIR和~1HNMR对其结构进行了表征。以p H、电导率测试证明了聚合物溶液的CO_2/N_2循环可逆性,聚合物溶液中通入CO_2后,5 min内,溶液p H值即从7.74下降至5.47,溶液电导率从0.176 m S/cm迅速上升至0.405 m S/cm;继而向溶液中通入N_2,经过30 min后,溶液的p H值和电导率都恢复到初始值。冷冻透射电镜(Cryo-TEM)观察得知,聚合物在水中可自组装形成单层囊泡,通入CO_2后,叔胺被质子化,囊泡解离形成网状结构,导致溶液黏度从3 m Pa·s上升至12 m Pa·s,叔胺质子化由~1HNMR证明,N原子附近的氢位移从δ2.3、2.7、4.1向低场分别移动至δ2.8、3.2、4.3。     

清洁压裂液用破胶剂的研究

对于常规的清洁压裂液体系1.5%～2%VES+0.4%～0.5%NaSal,KCl的加入可降低压裂液的流变性;而原油几乎无破胶作用,淡水及盐水的破胶能力也十分有限;松油醇和油酸均具有一定的破胶作用,但加量均较大,且破胶不彻底;0.2%的正辛醇、0.1%的十二烷基硫酸钠、0.1%十二烷基苯磺酸钠均可迅速破胶,且破胶后粘度低于5 mPa.s。