疏水缔合水溶性聚合物的研究新进展

从疏水缔合聚合物的分子结构、聚合方法、聚合物溶液性质及其影响因素等方面综述了疏水缔合水溶性聚合物最新研究进展.疏水缔合水溶性聚合物(简称HAWP)是一类亲水主链上带有少量疏水基团的水溶性高分子材料,其分子链上所带疏水基团含量较低,一般不超过2%摩尔分数.疏水缔合水溶性聚合物通过分子链上少量疏水基团发生缔合作用,形成的空间网状结构受无机盐影响小,抗温能力强,增大了聚合物的流体力学体积,使溶液的粘度显著提高,因而具有良好的增粘、耐温、抗盐、耐剪切等性能. 最后展望了疏水缔合水溶性聚合物在石油工业、涂料工业、污水处理、医药材料等方面的应用前景.     

新型疏水缔合聚合物溶液性质及提高采收率研究

新型疏水缔合聚合物是亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物,当其溶液浓度达到临界缔合 浓度时,会出现疏水效应,强烈影响该聚合物溶液的性质,使其与一般聚合物溶液大相径庭。室内研究表明,该聚 合物溶液具有优良的增粘效应、耐温、抗盐和抗剪切性能。针对胜利油区Ⅱ类聚合物驱潜力油藏的地质特点,在室 内用填砂管模型和真实岩心研究了新型疏水缔合聚合物的驱油效率,结果表明在高温、高粘度、高矿化度油藏条件 下,新型疏水缔合水溶性聚合物可提高采收率7.62％以上,具有广阔的应用前景。     

新型端基型疏水缔合水溶性聚合物的合成及其性能

提出了端基型疏水缔合水溶性聚合物的分子结构设想,合成了新型端基型疏水缔合水溶性聚合物,克服了疏水基团在分子链中无规则分布的缺点;疏水基团位于分子链的两端,受分子链弯曲屏蔽的影响作用比一般的疏水缔合水溶性聚合物的影响小,使疏水缔合作用更加明显。评价了疏水端基大小和浓度对聚合物性能的影响和聚合物溶液的盐增粘性、抗温性、抗剪切性以及溶液中聚合物与外加表面活性剂的相互作用。结果表明,在水溶性聚合物分子的两端接上了不同的疏水基团,形成端基型疏水缔合水溶性聚合物,该类聚合物结构清楚,相对分子质量确定,并具有很好的增粘性、抗温性、抗盐性和抗剪切性;当疏水端基的质量分数为1.2%时,溶液的流出时间最长,说明缔合作用最强。     

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。     

疏水缔合耐温抗盐聚丙烯酰胺共聚物的研究现状

随着油气勘探开发的需要，对油田化学处理剂的耐温，抗盐性能要求越来越高，因此必须对水解聚丙烯酰胺进行改性，其中研究较好的是对疏水缔合水溶性聚合物的研究，疏水缔合水溶性聚合物是指在聚合物的亲水性大分子链上引入少量疏水基团的一类水溶性聚合物。疏水改性的聚丙酰胺的大分子链上含有许多带电基团与疏水基团，分子内电性斥力与极性基团的水化作用使大分子主链呈疏松伸展状态，当聚合物浓度达到临界缔合浓度时，大分子链交联，形成具有一定程度的空间网状结构，使流体力学体积增加，增粘能力增强，而且该空间网状结构受无机盐影响小，抗温能力强。介绍了国内外耐温，抗盐改性的疏水缔合聚合聚丙烯酰胺共聚物的研究现状。     

水溶性疏水缔合聚合物的合成及其性质分析

采用自由基胶束聚合方法合成了水溶性的聚丙烯酰胺-丙烯酸十八烷基酯疏水缔合聚合物,研究了疏水缔 合聚合物水溶液的流变性能及其影响因素。实验表明,疏水单体链节含量的增加,使聚合物的特性粘数减小,即溶 液中大分子链团的流体力学体积减小,表明疏水缔合作用增强;同时聚合物表现了明显的抗盐耐温性。     

疏水缔合聚合物在高密度钻井液中的应用研究

钻井液流变性一直是高温深井水基钻井液的主要技术问题之一.研究出了疏水缔合聚合物,用它代替普通高分子量聚合物加入粘土含量低的钻井液中,可以提高钻井液的高温悬浮性.疏水缔合聚合物在钻井液中能和膨润土共同作用形成自身的空间网架结构,在低温、高温及高温老化后能有效地提高钻井液悬浮性;与普通高分子量聚合物相比,疏水缔合聚合物具有明显的抗温抗盐和抗剪切功能.室内试验评价了疏水缔合聚合物含量对低土量钻井液悬浮性的影响及其对不同膨润土含量钻井液流变性的影响、疏水缔合聚合物与其他处理剂的配伍性及疏水缔合聚合物加重钻井液的热稳定性和悬浮性.结果表明,将有双重悬浮功能的疏水缔合水溶性聚合物引入高温深井水基重钻井液(温度为150 ℃、密度为1.5 g/cm3)中,使钻井液在粘土含量为3%,粘度较低的情况下能具有良好的悬浮性;利用疏水缔合聚合物解决目前深井钻井液存在的流变性问题是可行的.     

疏水缔合型水溶性聚合物的合成性质与应用

综述了疏水缔合型水溶性聚合物的合成方法,包括水溶性性单体与疏水性单体共聚法和水溶性聚合物的化学改性反应法,简要介绍了疏水缔合型水溶性聚合物的性质及其在中油工业中的应用。     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切机理研究

疏水缔合聚合物分子链上疏水基团的引入使其溶液具有独特的抗剪切性能,从而在油气田开采领域具有广阔的应用前景。为了研究该溶液的抗剪切机理,文章在淡水和模拟油藏条件下对疏水缔合聚合物溶液的粘度在剪切后的恢复情况进行了测试。结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是模拟油藏盐水中,疏水缔合水溶性聚合物具有很好的剪切稀释性和抗剪切性,进一步证明了疏水缔合作用对缔合聚合物溶液的抗剪切性的贡献,从而可以指导油气开采用缔合聚合物的施工设计。     

AP型疏水缔合聚合物低度交联体系研究

新型的水溶性疏水缔合聚合物AP—P4，与普通部分水解聚丙烯酰胺比较，具有更好的增粘效果和抗温、抗盐能力。为进一步提高调驱效果，针对渤海油田高温高盐的特点，实验室开展了AP型疏水缔合聚合物低度交联的调驱体系研究。并对影响弱凝胶成胶因素进行了研究，优选出了一系列配方，可满足不同调剖要求。     

AM/NaAA/MJ-16三元疏水缔合共聚物的光引发聚合研究

本文采用光引发聚合技术对疏水疏合聚合物的合成进行了初步研究,考察了光引发聚合的影响因素,确定了适宜的合成条件：以500W高压汞灯为光源,Irgacure 2959为光引发剂,引发剂用量为单体质量的0.07%～0.09%,引发温度10℃,光照时间20 min（辐照5 min、隔断5 min）。红外光谱、核磁氢谱、聚合物黏-浓关系分析表明,成功地合成了丙烯酰胺/丙烯酸钠/疏水单体MJ-16三元疏水缔合共聚物。与氧化-还原引发体系作对比,采用光引发聚合技术对提高疏水缔合聚合物的转化率、相对分子质量及表观黏度是有益的。图6表6参12     

油田产出污水配制聚合物实验研究

通过对不同性能的聚合物产品在污水条件下的驱油效果分析,提出了采取提高聚合物产品性能的方法来解决油田产出污水配制聚合物的问题,同时提出,为了降低污水配制聚合物的化学剂注入成本,应抓紧研制开发上有抗盐、抗碱、抗温和抗剪切的新型缔合聚合物。     

水解度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

以丙烯酰胺、丙烯酸钠及疏水单体共聚合成了水解度为25%的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM),采用加强碱在95℃高温下水解的方法,分别获得水解度50%和70%的聚合物,并研究三种不同水解度下HAPAM溶液的性能。实验结果表明:HAPAM水溶液的表观黏度随水解度的增大先增大后降低;不同水解度的HAPAM溶液表现出了一定程度的盐增黏现象,水解度为50%和70%的HAPAM盐溶液随着Ca2+、Mg2+浓度的增加出现相分离;不同水解度HAPAM溶液黏度随剪切速率的增加而降低,表现出明显的剪切稀释性;水解度低的聚合物溶液随聚合物浓度的增加更易表现出黏弹性,而水解度过高时,溶液只能表现出黏性行为;同一水解度的聚合物,随着NaCl浓度的增大,溶液的黏弹性呈现先增大后降低的趋势。图15参15     

疏水缔合水溶性聚合物应用于钻井液中的性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和长碳链酰胺型疏水单体(AP)为原料,采用自由基水溶液聚合合成了疏水缔合水溶性聚合物(HPAP)。以HPAP作为包被增粘剂构建了新型聚合物钻井液体系,本文对其性能进行了研究。结果表明,该聚合物钻井液的动塑比高(YP/PV≥0.7)、低剪切速率粘度高(LSRV≥30000mPa·s),具有优良的剪切稀释能力和强的动、静态携砂能力;可抗140℃高温;具有优异的抗盐性能,钻井液在高浓度NaCl盐水中性能优良;可抗10%以上CaCl2、MgCl2污染;具有好的抗械剪切能力。HPAP可以用于配制高矿化度盐水聚合物钻井液。     

Rheological Properties of Hydrophobically Associating Polyacrylamide Solution

1. Introduction At present, carboxyl groups in the macromolecular chain of partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) used in polymer flooding in oilfields are sensitive to inorganic salts (Liu, et al., 2004). Especially at a high content of high valence cation (such as Ca2+ and Mg2+), phase separation easily happens for HPAM and polymer solution viscosity decreases significantly (Wang and Niu, 1997; Luo, et al., 1998). At the same time, most oilfields are faced with shortage of fresh wa…     

超高分子量缔合聚合物溶液的流变特征及微观结构研究

超高分子量缔合聚合物比普通缔合聚合物具有更高的分子量和更小的缔合度,因此具有不同的增黏性、黏弹性和微观结构。选择了相对分子量500万的普通缔合聚合物和相对分子量1 900万的超高分子量缔合聚合物溶液,通过渗流黏度测试装置和安东帕流变仪对其进行了渗流黏度、黏弹性测试。结果表明,超高分子量缔合聚合物通过自身的高分子量和分子链间相互缔合的协同作用,在多孔介质渗流中能形成更高的渗流黏度,在稳态剪切条件下具有更高的威森伯格数;通过冷冻蚀刻扫描电镜对超高分子量缔合聚合物溶液的微观结构观测表明,相对于普通缔合聚合物,超高分子量缔合聚合物溶液链与链间能形成更加紧密的网状结构;驱油实验研究表明,超高分子量缔合聚合物具有比普通缔合聚合物更好的驱油性能。     

利用团簇理论对疏水缔合聚合物稀溶液性质的探讨

以丙烯酸胺（AM）和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMMAC）为原料,无皂共聚合成了疏水缔合聚合物PAMC16-X。考察了疏水单体含量、聚合物初始浓度、NaCl浓度及温度对PAMC16-X稀溶液性质的影响。并采用团簇理论对其稀溶液性质和Huggins系数的变化进行了解释。结果发现,该理论可以合理解释有关疏水缔合聚合物稀溶液的一些实验现象,但也存在一定问题。     

高温高盐油藏低化学交联疏水缔合聚合物成胶前溶液性能研究

针对高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶强度、长期稳定性和大剂量注入能力之间的矛盾,提出了采用疏水缔合聚合物为主剂,物理"交联"和化学交联相结合的技术思路。提出了高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶成胶前溶液应具备的性能要求,并且针对新疆石南4油藏条件,对以疏水缔合聚合物AP-P4为主剂的成胶前溶液进行了性能评价,试验表明,该溶液具有耐温抗盐、抗剪切、抗地层水冲稀、注入压力低的特点。     

一种自生热耐高温高密度压裂液体系研究

深水、超深井储层埋藏深度大,地层破裂压力高,压开地层难度大,对压裂设备和管柱的承压要求很高,造成深水油气田压裂作业施工压力高、风险大,同时海上平台或作业支持船空间有限,难以装备大型压裂设备进行压裂施工。为了尽量减小施工规模,降低井口注入压力,研究了一种自生热耐高温高密度压裂液体系,并对该压裂液体系进行室内性能评价与现场摩阻测试。实验结果表明,该压裂液体系密度达到1.5 g/cm3,降阻率达到59.6%以上,能够耐温140 ℃。自生热体系的引入缩短了压裂液破胶时间,产生的气体能促进压裂液破胶后返排。     

深井抗高温泡沫钻井液技术研究与现场试验

常规泡沫钻井液在深部地层高温条件下存在稳定性差、抗压能力弱以及携岩能力差等问题,同时在钻遇油层时容易消泡,为解决该问题,研究了深井抗高温泡沫钻井液。通过研制关键处理剂FPTO-1（发泡剂）、WPTO-1（稳泡剂）和YZTO-1（页岩抑制剂）,并对其加量进行优选,形成了6组深井抗高温泡沫钻井液配方;通过室内性能试验,从抗高温、抗原油污染、抑制性和抗高压性能方面综合评价,优选了钻井液配方。室内试验表明,深井抗高温泡沫钻井液可抗温150℃、抗油30%、抗压28 MPa。该钻井液在哈深2井三开3 837.00~5 173.50 m井段进行了现场试验,结果显示,在温度达到137℃时该钻井液性能依然稳定,并具有良好的携岩能力。研究结果表明,深井抗高温泡沫钻井液突破了常规泡沫钻井液应用井深的极限,且综合性能优良,具有现场应用价值。