丙烯酰胺共聚物AM/AA/NCD-离子液[equin]BF_4复合粘土稳定剂的合成及性能研究

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)以及单六位取代烯丙胺基β-环糊精(NCD)为原料,合成出了一种水溶性聚合物AM/AA/NCD。采用喹啉、溴乙烷、氟硼酸钠在温和条件下合成了离子液体四氟硼酸1-乙基-喹啉盐([equin]BF4)。AM/AA/NCD溶液与[equin]BF4在50℃下回流,发生复合反应,生成AM/AA/NCD-离子液[equin]BF4复合粘土稳定剂。考察了反应条件对聚合反应的影响,确立了最佳合成工艺。通过膨润土线性膨胀实验,确定了复合粘土稳定剂最佳加量为0.6%,防膨率达到81%。采用X-射线衍射(XRD)考察了复合粘土稳定剂对钠蒙脱土晶层间距的抑制效果,晶层间距从1.89 nm降低到1.66 nm。压入硬度实验表明,AM/AA/NCD-[equin]BF4能有效保持泥页岩岩石强度。     

注水开发污水中硫酸盐还原菌抑制剂研究进展

在油田注水开发污水中,硫酸盐还原菌(SRB)是引起微生物腐蚀及环境污染的主要原因之一。SRB的存在会导致金属管道及设备的腐蚀,其腐蚀产物硫化亚铁和氢氧化亚铁以及菌体本身会被油污包裹造成管道及地层堵塞,SRB的存在还会造成聚丙烯酰胺等聚合物的降解,影响后续强化采油开发。目前,油田系统中抑制SRB最常用和有效的方法是化学方法,通过在油田回注水中投加SRB抑制剂。该文综述了注水开发污水中SRB常用化学抑制剂应用现状及研究进展,将其按照杀菌机理分为氧化型抑制剂和非氧化型抑制剂两类。然而由于地层不同、采油过程不同,应采用不同种类化学抑制剂投加回注水,因此,研制相应新型、高效、环保的SRB抑制剂是目前主要研究课题。     

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/[APy]Br共聚物粘土抑制剂的制备及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和溴化N-烯丙基吡啶([APy]Br)为单体,制备了一种离子液体聚合物黏土抑制剂AM/[APy]Br。通过单因素实验法确定了最佳反应条件为:m(AM)∶m([APy]Br)=15∶1,w(引发剂)=0.8%,其中,n(K2S2O8)∶n(Na HSO3)=1∶1,反应温度50℃。并对AM/[APy]Br进行了FTIR和1HNMR表征,对其性能进行了评价。结果表明,在室温下,2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液防膨率为80.90%,当温度为90℃时,其防膨率仍达77.97%;2 000 mg/L AM/[APy]Br溶液与0.3 mol/L KCl溶液复配后,防膨率可达96.20%;与0.2 mol/L KCl溶液复配后,防膨率高于0.3 mol/L KCl溶液,复配溶液经4次冲刷,防膨率仍可达76.17%;占溶液总质量3.0%AM/[APy]Br与3.0%KCl复配溶液浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.57 nm)明显优于单独使用同等浓度KCl浸泡后的Na-MMT晶层间距(1.62 nm)。     

AM/NVP/N-MAM三元共聚物驱油剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-羟甲基丙烯酰胺(N-MAM)为单体,过硫酸铵-亚硫酸氢钠[(NH4)2S2O8-NaHSO3]为氧化还原引发剂,合成了一种水溶性共聚物AM/NVP/N-MAM。确定了最佳反应条件:m(AM)∶m(NVP)∶m(N-MAM)=80∶9∶2.5,pH为9,温度60℃,引发剂加量0.3%。对AM/NVP/N-MAM共聚物进行了红外结构表征,确立了聚合物的结构。与部分水解聚丙烯酰胺相比,该聚合物具有较好的抗剪切耐温性(1 000 s-1:其粘度保留率达17.52%;120℃:其粘度保留率达22.6%)。当NaCl、CaCl2、MgCl2浓度分别为12 000,1 200,1 200 mg/L时,该聚合物粘度保留率分别可达到25.34%,22.21%,23.89%。此外,相对于水驱,该聚合物可提高采收率12.63%(聚合物浓度1 750 mg/L)。     

两性离子聚合物黏土水化抑制剂的合成与性能

以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和氯化N-甲基-N-烯丙基咪唑(MAC),烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)制备了一种耐温耐盐四元共聚物AM/AMPS/MAC/APEG,并对该聚合物进行了红外、核磁表征,考察了聚合反应条件对聚合产物防膨率的影响,探讨了不同条件下合成聚合物溶液及其与KCl复配体系对膨润土的防膨能力以及对伊利石和泥页岩水化作用的影响。结果表明:最佳合成条件为:单体总量为20%,单体配比AM/AMPS/MAC/APEG为90∶5∶3∶2,引发剂(亚硫酸钠/过硫酸铵,摩尔比1∶1)加量0.2%,p H值4,反应温度40℃。合成聚合物具有较强的抑制能力。浓度为20 g/L合成聚合物溶液对膨润土的防膨率为79%,且能明显降低伊利石的水化膨胀应力,同时30 g/L合成聚合物与5 g/L的KCl复配后能够将泥页岩在水溶液浸泡后的压入硬度保留率由在水中的21.7%提高至69%。     

一种新型水溶性丙烯酰胺三元聚合物磺酸盐的合成及评价

在过硫酸铵((NH4)2S2O8)-亚硫酸氢钠(NaHSO3)氧化还原体系下合成了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸(AMPS)/N-烯丙基油酰胺(CON)三元共聚物。最佳反应条件为:单体配比m(AM)∶m(AMPS)=9∶1,CON加量0.33%,引发剂0.4%,pH值为7,温度40℃,反应8h。对AM/AMPS/CON共聚物进行了红外和特性黏数(621mL/g)表征;当NaCl质量浓度为12g/L时,AM/AMPS/CON三元共聚物的黏度保留率能达到36.67%,当MgCl2,CaCl2质量浓度为1.2 mg/L时,共聚物的黏度保留率分别为48.24%,41.75%;温度为120℃时,AM/AMPS/CON三元共聚物粘度保留率达43%。     

丙烯酰胺/丙烯酸/N-烯丙基吗啉三元共聚驱油剂的合成及其性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-烯丙基吗啉(AMPL)为单体,(NH4)2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发体系,制得AM/AA/AMPL新型水溶性共聚物。适宜的反应条件为:m(AM)∶m(AA)∶m(AMPL)=7∶3∶0.01、溶液pH=7、单体总含量20%(w)、反应温度40℃。利用FTIR,1H NMR,13C NMR等方法研究了该共聚物的结构、性能及提高采收率能力。实验结果表明,AM/AA/AMPL共聚物具有良好的增黏性能、抗剪切性能和耐温耐盐性能。当质量浓度为3 000 mg/L时,AM/AA/AMPL共聚物溶液在剪切速率1 000 s-1、温度25℃下的黏度保留率为9.7%;在剪切速率170 s-1、温度80℃时的黏度保留率为92.3%。AM/AA/AMPL共聚物提高室内模拟原油的采收率能力优于部分水解聚丙烯酰胺。     

含膦酸基两性离子共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-N,N-二甲基十六烷基溴化铵（NADA）以及1-二甲胺基烯丙基膦酸（DMAAPA）为原料,制备了一种水溶性两性离子共聚物驱油剂（ANND）,对其进行了FTIR结构表征,考察了NADA与DMAAPA的加量和配比、引发剂加量、温度对共聚物特性黏数的影响,探究了共聚物的耐盐、抗温、流变等性能。结果表明：聚合物ANND具有良好的水溶性;在相同条件下,与HPAM溶液进行对比,共聚物ANND溶液在剪切速率500 s-1下的黏度保留值为28.46 mPa·s,而1000万分子量的HPAM的为23.1 mPa·s;当温度为100 ℃,剪切速率为170 s-1时,ANND黏度为40.48 mPa·s,而HPAM溶液的为31.31 mPa·s;在80 ℃下老化10 d后,其黏度保留率为38%,高于同等条件下HPAM溶液的17%;在抗盐性实验中,2000 mg/L共聚物ANND溶液在质量浓度为30000 mg/L的NaCl,2000 mg/L的MgCl2和CaCl2溶液中的表观黏度分别为28.9、32.1和30.7 mPa·s,优于HPAM的9.8、17.7和16.3 mPa·s。在模拟驱油实验中,ANND的采出率为55.67%,与水驱相比,能够提高原油采收率达14.30%;与HPAM相比,提高原油采收率6.73%。     

含咪唑啉基偕胺肟化聚合物合成及其对Cu(Ⅱ)吸附性能

以丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、1-(2-N-烯丙基氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIPA)为原料,制备了咪唑啉基偕胺肟化聚合物AM/AO/NIPA。对其进行了FTIR、SEM和TG表征。通过静态吸附实验考察了pH、吸附时间、溶液初始浓度对聚合物AM/AO/NIPA和吸附剂聚丙烯酰胺(PAM)吸附低浓度Cu~(2+)过程的影响,并探讨了吸附机理。结果表明:聚合物AM/AO/NIPA的Cu~(2+)吸附容量受溶液pH影响不大;当聚合物AM/AO/NIPA加入量为0.05 g时,在30℃、pH=5、吸附3 h后,对Cu~(2+)质量浓度为100 mg/L的溶液吸附达到平衡,此时吸附容量为37.32 mg/g;整个吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主;对Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好拟合。通过Langmuir模型拟合计算得到,偕胺肟化聚合物AM/AO/NIPA的Cu~(2+)饱和吸附量为267.38 mg/g,是相同条件下吸附剂PAM饱和吸附量的3倍以上。AM/AO/NIPA循环使用4次后,吸附量保留率高达92.99%。