AM/AMPSNa-瓜尔胶接枝共聚物的合成及其在压裂液中的应用

以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,硝酸铈铵为引发剂,通过溶液聚合对瓜尔胶进行接枝改性,得到接枝共聚物。通过单因素法确定了最优合成条件,利用GPC,FTIR,1H NMR,TG等方法对接枝共聚物进行了表征,同时考察了接枝共聚物压裂液的性能。实验结果表明,最优合成条件为:反应温度55℃,引发剂浓度1.82 mmol/L,单体浓度0.258 mol/L,瓜尔胶用量1.54 g/L。接枝共聚物的热稳定性、溶解性、增稠性和交联性能良好,同时具有良好的抗微生物降解性。0.6%(w)接枝共聚物配制的压裂液冻胶具有良好的耐温耐剪切性,在150℃、170 s~(-1)下剪切120 min后黏度仍保持在50 mPa·s以上,压裂液冻胶破胶后的黏度为4.8 mPa·s,残渣量为438.64 mg/L,相比瓜尔胶大幅减小,有利于降低对储层和裂缝导流能力的伤害。     

AMPS／AA／单宁酸接枝共聚物的合成与性能

采用单宁酸与2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酸（AA）接枝共聚,合成了一种单宁酸接枝共聚物。对此共聚物在钻井泥浆中的降粘性能进行了室内初步评价,结果表明,AMPS／AA／单宁酸接枝共聚物用作钻井泥浆降粘剂,具有较好的耐温抗盐能力。     

抗盐型堵水剂XD-1的研制与应用

对淀粉在引发剂作用下与丙烯酰胺的接枝产物进行了研究,通过实验确定了最佳反应条件,并用红外光谱对产物的结构进行了证明,同时在性能上与聚丙烯酰胺进行了比较。该接枝聚合物与交联剂间苯二酚、六次甲基四胺交联成冻胶作为堵水荆,通过岩心流动实验发现该冻胶的渗透率较低,在现场施工堵水效果较好。     

LO—1三元共聚物的研制及其性能评价

本文以丙烯酰胺（ＡＭ）、丙烯酸（ＡＡ）和阳离子单体ＡＣ为原料,采用溶液聚合法合成了阴阳非离子三元共聚物ＬＯ－１,评价了该三元共聚物的基本性能。结果表明：ＬＯ－１三元共聚物具有良好的抗剪切、抗盐能力和较好的耐温性与热稳定性。以三元共聚物为基液配制的冻胶具有良好的粘弹性,可望作为选择性堵剂使用。     

新型冻胶封隔材料的制备及性能

针对普通冻胶本体强度弱和成胶时间不可控等问题,采用双交联体系MEA/MEB,通过丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸钠(NaMAA)对淀粉进行接枝改性制备了冻胶封隔材料。采用高温高压稠化仪模拟冻胶现场应用环境,研究了丙烯酰胺用量、交联剂MEA用量、pH值、黏度调控剂(HXC)用量和加重材料类别对冻胶性能的影响,得到了基础配方为5%淀粉+4%丙烯酰胺+2%甲基丙烯酸钠+0.125%交联剂MEA+5%交联剂MEB+6.5%增韧剂SL-2+0.0025%引发剂APS的冻胶封隔材料,考察了该冻胶体系的稠化性能、可破胶性能以及三种常用加重材料对冻胶强度的提升作用。结果表明,基础配方的冻胶材料本体强度可达25 N;通过调节pH值7~13,可实现1~3 h的可控成胶时间;采用铁矿粉(1200目)调节密度至1.4 g/m~3的同时可使冻胶本体强度提高24%;采用自制环保型破胶液可实现有效破胶,破胶后呈流体状,黏度低至42 mPa·s,便于及时返排,为该冻胶封隔材料的现场应用提供了安全保障。     

AMPS／AA／DMDAAC—木质素磺酸盐接枝共聚物钻井液降粘剂的合成与性能

采用木质素磺酸钙与2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）,丙烯酸（AA）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）接枝共聚,合成AMPS／AA／DMDAAC－木质素磺酸盐接枝共聚物,将其作为钻井液降粘剂,并对其在钻井液中的降粘性能进行了室内初步评价。结果表明,AMPS／AA／DMDAAC－木质素磺酸盐接枝共聚物用作钻井液降粘剂,具有较好的抑制性和耐温抗盐能力。     

疏水缔合淀粉的制备及其对含油污水絮凝研究

以淀粉（St）、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸十八酯（0A）为原料，采用K2S2O2-NaHSO3引发体系，通过反相悬浮聚合，制备了一系列疏水缔合接枝共聚物PSOAM。测定单体转化率、淀粉接枝率、溶解性，用红外光谱对共聚物进行了表征，同时进行模拟含油废水的絮凝实验。结果表明：随疏水单体（OA）用量的增加，水溶性降低、特性粘数及粘均相对分子质量也降低；PSOAM对高浓度含油污水的处理效率较高。     

淀粉与丙烯酰胺／丙烯磺酸钠接枝共聚物的研究

以硫酸高铈为引发剂,将淀粉与丙烯酰胺（AM）、丙烯磺酸钠（AS）进行接枝共聚,制备了淀粉与丙烯酰胺／丙烯磺酸钠接枝共聚物。用正交实验法确定了最佳聚合工艺条件,即聚合反应温度55℃,引发剂用量0．3g,AM与淀粉质量比4：1,AS用量0．2mL。考察了As用量对接枝共聚物产品性能的影响,包括粘度、溶解性、抗温性、抗盐性及降失水性。结果表明,随着AS用量的增加,共聚物粘度逐渐降低,溶解性逐渐增加,对抗温性影响不大,抗盐性好,水泥浆降失水性提高。     

壳聚糖/丙烯酰胺接枝共聚物的合成及应用

在N2保护下,以硝酸铈铵为引发剂,以壳聚糖（CTS）和丙烯酰胺（AM）为单体,接枝共聚制得壳聚糖／丙烯酰胺接枝共聚物,即改性壳聚糖衍生物（CAM）,并用IR对产物进行表征。确定了最佳聚合条件：反应温度50℃,反应时间3h,m（CTS）：m（AM）=1：6,引发剂浓度0．8mm01／L。通过对废水的处理,考察了CAM在絮凝、COD去除、脱色上的应用。结果表明,CAM具有较强的絮凝能力,絮凝效果优于聚丙烯酰胺和壳聚糖,对COD的去除率达90.1％,并具有较好的脱色效果。     

AM/AMPS/木质素磺酸接枝共聚物降滤失剂的合成与性能

采用木质素磺酸钙（SL）与丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）接枝共聚合成了一种木质素接枝共聚物,并对其在钻井液中的降滤失性能进行了室内初步评价.结果表明,在AMPS摩尔分数为20%（以AM和AMPS计）、木质素磺酸钙（SL）用量50%～60%（以AM与AMPS和木质素磺酸钙总质量计）条件下合成的共聚物用作泥浆降滤失剂,其在淡水泥浆、饱和盐水泥浆和复合盐水泥浆中均具有较好的降滤失作用和较好的耐温抗钙污染能力.     

耐盐增粘剂HCMC的研究

利用丙烯酰胺（ＡＭ）与Ｎ,Ｎ－二甲基丙烯酰氧乙基辛基溴化铵（ＤＭＡＯ）跟羧甲基纤维素钠进行接枝共聚制备了耐盐增粘剂ＨＣＭＣ。通过红外光谱及元素分析对其结构与组成进行了分析。初步考察了无机盐、温度、剪切作用、ＰＨ和表面活性剂等因素对ＨＣＭＣ水溶液粘度的影响,研究发现ＨＣＭＣ具有良好的耐盐,一定的耐温和抗剪切性能,对ＰＨ的敏感度低于一般聚电解质,表面活性剂ＳＤＳ（十二烷磺酸钠）对ＨＣＭＣ溶液的粘度性能     

淀粉/丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵多元共聚物的合成

采用自制的过硫酸盐引发剂,通过溶液聚合反应制备了淀粉/丙烯酰胺(AM)/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)三元共聚物,用红外光谱对接枝共聚物进行了表征。最佳反应条件为：引发剂用量为反应物固含量的0．10,,m(丙烯酰胺)：m(丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)：m(淀粉)=4．2：2．8：3,反应温度55℃,反应时间4h,产物收率92．2%,转化率97．31%,接枝率142．3%,特性粘数446．9mL/g%,阳离子度可达22．1%。该共聚物用于处理炼油污水效果好于聚丙烯酰胺类絮凝剂。     

可溶高分子负载钯催化剂对于硝基苯加氢反应催化性能的研究

以醇或水溶性高分子（聚乙烯吡咯烷酮，ＰＶＰ；乙基纤维素，ＥＣ；聚乙烯醇，ＰＶＡ；羧甲基纤维素钠，ＣＭＣＮａ）为载体，制备了四种可溶高分子负载钯催化剂。无机碱的存在对反应呈明显的加速效应。在少量Ｋ２ＣＯ３存在下，ＥＣ－ＰｄＣｌ２和ＰＶＰ－ＰｄＣｌ２对于硝基苯的催化加氢具有非常高的活性，最高活性＞２３０ｍｏｌＨ２／ｍｏｌＰｄ·ｍｉｎ，即大于５１５０ｍｌＨ２／ｍｍｏｌＰｄ·ｍｉｎ，该数值是已知文献报道的最好结果。详细考察了各种碱、Ｋ２ＣＯ３用量、溶剂以及反应温度对ＰＶＰ－ＰｄＣｌ２催化硝基苯加氢性能的影响。     

等离子体引发丙烯酰胺与2-甲基-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液聚合

研究了等离子体引发丙烯酰胺(AM)和2-甲基-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)水溶液聚合制备线性阳离子聚电解质的工艺方法。测定了不同反应压力下反应液的沸点,得到最佳的反应压力为133Pa;优化了引发聚合的条件:放电时间40s、放电功率60W、反应溶液pH=4.5、w(AM+DMC)=30%、m(AM)∶m(DMC)=1∶1、聚合时间24h、聚合温度40℃。在优化条件下,聚合物的最高特性粘数为966cm3/g。探索了等离子体引发AM-DMC水溶液聚合的机理:AM与水溶液中H+结合形成的HAM自由基起引发作用,进而与AM或DMC单体进行反应,生成线性聚合物。     

红外光谱法分析丙烯酰胺系共聚物组分含量

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体为原料,在过硫酸钾/亚硫酸氢钠/偶氮二异丁脒盐酸盐(PPS/SHS/AIBA)复合引发剂引发下,采用水溶液聚合方法分别制备出聚丙烯酰胺(PAM)、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物(P(AM/AMPS))。通过改变两均聚物的质量配比得到系列不同比例的共混物,分别进行红外光谱分析。选取1045cm-1和1650cm-1两红外特征吸收峰,以朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律为理论依据,推导出两吸光度(峰高)的比值与共混物中AMPS摩尔分数的倒数呈现一级线性关系,经线性回归建立标准曲线y=-0.051 36+0.056 01x,相关系数为0.997 4。该法可简便、快速地分析AM、AMPS共聚物的组成含量。不同反应时间时的共聚物组成分析表明单体共聚转化率在5.5h时即达90%以上,且反应温度较低时AM单体易发生均聚合反应,在较高反应温度时则以AM与AMPS的无规共聚合反应为主。     

阴离子型三元疏水缔合聚合物PAtBS的合成及溶液性能研究

以丙烯酰胺(AM),对特丁基苯乙烯(tBS)和对乙烯基苯磺酸钠(SSS)为原料,采用胶束聚合方法合成了阴离子型三元疏水缔合聚合物(PAtBS)。利用红外光谱法、紫外光谱法和核磁共振氢谱法对共聚物的结构进行了表征;采用旋转黏度计研究了PAtBS的水溶液性能。研究结果表明,所得共聚物中单体结构单元组成与单体投料比基本一致,PAtBS在NaCl或CaCl2水溶液中的增黏能力比相对分子质量1.97×107、水解度19.43%的部分水解聚丙烯酰胺黏的高,当温度高于50℃时,PAtBS水溶液黏度随温度的升高下降幅度较小,显示出良好的耐温抗盐性能。图7参9     

Investigation of some locally water-soluble natural polymers as circulation loss control agents during oil fields drilling

Eliminating or controlling lost circulation during drilling process is costly and time-consuming. Polymers play an important role in mud loss control for their viscosity due to their high molecular weight. In this paper, three natural cellulosic polymers (carboxymethyl cellulose, guar gum and potato starch) were investigated as lost circulation control material by measuring different filtration parameters such as; spurt loss, fluid loss and permeability plugging tester value according to the American Petroleum Institute (API) standard. The experiments were conducted in a permeability plugging apparatus (PPA) at a differential pressure of 100 and 300 psi, using 10, 60 and 90 ceramic discs. From the obtained data, it was found that the 0.1% from the carboxymethyl cellulose exhibited the best results in the filtration parameters among 0.3% guar gum and 0.6% potato starch. At the same time the carboxymethyl cellulose (CMC) enhanced the rheological properties of the drilling mud better than the two other used natural polymers in the term of gel strength, thixotropy, plastic and apparent viscosity. These results were discussed in the light of the adsorption and micellar formation.     

两种微交联羧甲基纤维素的结构和性能研究

在制备羧甲基纤维素（ＣＭＣ）过程中加入适量四硼酸钠或Ｎ－羟甲基丙烯酰胺（ＨＭＡＭ）使ＣＭＣ分子间发生微交联。阐述了有关的交联机理,研究了交联剂量对ＣＭＣ溶液性质的影响。结果表明,微交联工艺使ＣＭＣ溶液粘度、抗盐性和取代基分布均一性明显提高。与未交联ＣＭＣ比较,四硼酸钠用量３％—９％时,２％水溶液粘度提高２０％—６０％,盐粘比提高２３％—４９％,造浆率和滤失性也得到改进。用ＸＲＤ和ＩＲ对微交联ＣＭＣ结构进行了表征。     

玉米淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚研究

讨论了玉米淀粉与丙烯酰胺 (AM)接枝共聚的反应规律 ,考察了单体浓度、引发剂浓度、反应温度、反应时间对接枝率和接枝效率的影响 ,结果表明 :当 [AM ] =1 2mol/L、[KPS] =4～ 5mmol/L、反应温度为 60℃、反应时间为 4h时 ,接枝率和接枝效率均较高     

AM-NaAMPS-St三元共聚物的合成及溶液性能研究

在微乳液介质中制备了组成系列变化的丙烯酰胺(AM)-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)-苯乙烯(St)三元共聚物P(AM-NaAMPS-St)。通过红外光谱、紫外光谱、复合作用电导滴定法对共聚物的结构和组成进行了表征。用稀释外推粘度法测定了共聚物的特性粘数及Huggins常数kH。用荧光探针法与表观粘度法研究了大分子链间的疏水缔合作用,考察了共聚物结构对其水溶液性能的影响。