AM/AA/APEG/NANB共聚物的合成与性能研究

通过丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)和N,N-二烯丙基苄胺(NANB)制备共聚物P(AM/AA/APEG/NANB)。确定了最佳反应条件:m(AM)∶m(AA)=6.5∶3,APEG为5 wt%,NANB加量0.2 wt%,pH为7,反应温度40℃,引发剂0.4 wt%。通过IR和1H NMR确定了聚合物的分子结构,并对其进行性能测试。结果表明:2000 mg·L-1的AM/AA/APEG/NANB溶液具有较好的流变性能(120℃,粘度保留率:38.56%;1000 s-1,粘度保留率:17.93%)和抗盐性能(20 000 mg·L-1Na Cl,2000 mg·L-1Mg Cl2或Ca Cl2,粘度保留率分别为22.14%、18.34%和15.33%),且提高采收率可达16.12%。     

水溶性AM/AA/AOCA/DANA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),N,N-二烯丙基-3-吡啶甲酰胺(DANA)和N-烯丙基辛酰胺(AOCA)为单体,采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠((NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3)氧化还原引发体系合成了一种新型水溶性四元共聚物AM/AA/AOCA/DANA。确定了最佳反应条件:m(AM)/m(AA)=6:4、DANA=0.16 wt%,AOCA=0.15wt%、pH值7、引发剂0.3 wt%、单体浓度20 wt%、聚合温度50℃。通过红外、核磁氢谱、环境扫描电镜以及特性粘数对AM/AA/AOCA/DANA进行了结构表征。该聚合物较部分水解聚丙烯酰胺相比具有明显的抗温(100℃,粘度保留率:31.55%)抗剪切(1000 s~(-1),粘度保留率:32.31%)以及抗盐性能(11000 mg·L~(-1)NaCl,粘度保留率:41.77%;1500 mg·L~(-1)MgCl_2,粘度保留率:39.83%;1500 mg·L~(-1)CaCl_2,粘度保留率:34.81%;);驱油实验表明该聚合物较水驱相比能够提高原油采收率达12.04%。     

一种含β-环糊精和孪尾疏水结构的聚合物驱油剂的制备与溶液性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、2-O-(烯丙基氧基-2-羟基丙基)-β-环糊精和N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺为主要原料,制备一种含大位阻和孪尾疏水基团的新型共聚物驱油剂。该驱油剂表现出较好的增粘(2000 mg·L-1的驱油剂溶液表观粘度可达670.1 m Pa·s)、耐温(80℃下粘度保留率为93.70%)、抗盐(20000 mg·L-1的Na Cl、2000 mg·L-1的Ca Cl2或2000 mg·L-1的Mg Cl2下,溶液的粘度保留率分别为37.80%、35.14%或33.69%)及抗剪切(1000 s-1时,粘度保留率为7.69%)性能。在总矿化度为9964 mg·L-1、温度为70℃时,2000 mg·L-1的共聚物溶液能建立RF和RRF分别为14.39和5.58,可提高模拟原油的采收率达14.87%。     

含环糊精结构四元共聚物驱油剂的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、二烯丙基胺甲磺酸钠(SDMS)、6-O-烯丙基-β-环糊精(DPTD)为原料,合成了一种新型四元共聚物AA/AM/SDMS/DPTD。确立了该聚合物的最佳合成条件,通过红外光谱(IR)对该聚合物结构进行了表征。该聚合物具有较好的抗温、抗盐、流变性能:在120℃时,2 000 mg·L~(-1)的聚合物溶液的黏度保留率为58.8%;在10 000 mg·L~(-1)的NaCl浓度下,聚合物溶液粘度保留率达到10.6%;在1 000s~(-1)的剪切速率条件下,2 000 mg·L~(-1)的聚合物溶液的黏度保留率可以达到10.2%。通过室内模拟岩芯驱替实验表明,该聚合物能够将模拟原油采收率提高12.1%。     

一种超支化疏水缔合聚合物的制备与性能评价

首先制备了疏水单体2-丙烯酰胺基十四烷磺酸,在此基础上又以改性Si O2功能单体为反应核制备了超支化疏水缔合聚合物(HBPAM),结构经红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征证实。HBPAM在低浓度时主要是分子内缔合,表观黏度低,随着浓度的增加,分子内缔合逐渐变为分子间缔合,又因其独特的三维立体网状结构,溶液黏度显著增加。与梳形KYPAM相比,HBPAM在耐温抗盐及抗剪切方面有较高的优势:升温到85℃时黏度保留率为62.2%;100000mg·L-1Na Cl、150000 mg·L-1Na Cl、500 mg·L-1Mg Cl2、1000 mg·L-1Mg Cl2、500 mg·L-1Ca Cl2、1000 mg·L-1Ca Cl2时的黏度保留率分别为233.0%、132.9%、64.4%、26.1%、66.2%、15.7%;3400rpm/min剪切30s后HBPAM的黏度保留率为69.8%,比KYPAM高10.9%。在60℃烘箱中的30d老化实验证明,HBPAM比KYPAM有明显抗老化能力,尤其是在高矿化度条件下优势更明显。     

耐温耐盐AM-AMPS-DMDAAC-NEA共聚物粘土稳定剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS),二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-烯丙基庚酰胺(NEA)制备了一种耐温耐盐AM-AMPS-DMDAAC-NEA四元聚合物。对该聚合物进行了红外、ESEM表征。考察了反应温度、pH值、引发剂加量、单体浓度、配比等对聚合物表观粘度的影响,确定了最佳的合成条件。抗温、抗盐、抑制钠蒙脱土(MMT)水化膨胀实验结果表明:在矿化度为12000mg/L或130℃条件下表观粘度保留率分别为70%和48.8%,同时该聚合物与KCl或NaCl复配能够显著降低MMT的晶间距。     

聚二烯丙基甲基苄基氯化铵的合成及粘度行为

以甲胺、烯丙基氯、NaOH、氯化苄和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐为原料,合成了聚二烯丙基甲基苄基氯化铵(PDAMABC),采用FT IR、1H NMR和元素分析对其结构进行表征,并考察了其在氯化钠、氯化钾、溴化钾、氯化钙、氯化镁、硫酸镁和硫酸钠溶液中的粘度行为。 将所得水相和低沸点馏分回用,二烯丙基甲基胺的收率从72.79%提高至83.41%;以水与乙醇为混合溶剂（V（H2O）∶V（C2H5OH）为1∶3~2∶3）,合成的二烯丙基甲基苄基氯化铵收率较高且水溶性好。 PDAMABC的比浓粘度随外加盐浓度增加而降低。 在0.1 mol/L NaCl溶液中,当其质量浓度低于0.031 25 g/L时,表现为聚电解质行为;质量浓度大于0.125 g/L时,表现为中性聚合物的粘度行为。 外加盐对比浓粘度的影响顺序为：Na2SO4＜NaCl＜KCl＜MgSO4＜MgCl2＜CaCl2＜KBr。 阴离子的屏蔽作用是导致比浓粘度降低的主要原因。     

丙烯酰胺四元共聚磺酸盐的合成及性能研究

由丙烯酰胺、马来酸酐、N-乙烯基吡咯烷酮和烯丙基磺酸钠在过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发体系下合成了一种新型的AM/MA/NVP/SAS四元共聚物。确立了最佳反应条件:n(AM)/(MA)=6:2(mol)引发剂用量0.5 wt%,反应温度45℃,反应时间为5 h,pH为8;并通过红外光谱分析确认了AM/MA/NVP/SAS四元共聚物结构。当NaCl,CaCl2浓度分别在10000 mg/L,3000 mg/L时,AM/MA/NVP/SAS四元共聚物的表观粘度可保持在20 mPa.s左右,而粘度保留率约为30%。     

AM/AA/NAPA/NMQS两性离子共聚物的合成及表征

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-烯丙基苯乙酰胺(NAPA)及N-甲基-N-烯丙基吗啉溴盐(NMQS)为原料,氧化还原体系下合成了一种水溶性两性离子共聚物AM/AA/NAPA/NMQS。最佳反应条件为:m(AM):m(AA)=4.0:6.0,NAPA 0.3 wt%,NMQS 0.15 wt%,引发剂0.1 wt%,pH=6,反应温度35℃,单体总浓度25wt%。对AM/AA/NAPA/NMQS四元共聚物进行了IR、1H NMR、SEM、特性粘数表征。当NaCl浓度为12000mg·L-1,CaCl2或MgCl2浓度为1200 mg·L-1时,溶液黏度保留率分别为13.7%、11.8%和12.7%;温度120℃时,溶液黏度保留率达到30.9%;当剪切速率在170 s-1时,溶液黏度保留率为24.6%。     

带相反电荷疏水缔合聚合物之间协同效应的研究

通过自由基聚合合成了丙烯酰胺(AM)/丙烯酸钠(Na AA)/十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(C16-DMAAC)的共聚物AP,丙烯酰胺(AM)/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)/C16DMAAC的共聚物DP,并通过红外光谱与1H-NMR对聚合物的结构进行了表征.同时,在10000 mg/L的Na Cl溶液中,将聚合物AP和DP混合后得到复合溶液,通过黏度、流变及荧光测试探究了2种带相反电荷聚合物之间的协同效应及机理.表观黏度测试表明,当AP与DP的质量比为7∶3时,复合溶液的表观黏度远高于AP和DP溶液的表观黏度,说明聚合物之间产生了显著的协同效应.当p H=6~8时,聚合物AP和DP溶液之间的协同效应较强.当聚合物浓度为2000 mg/L,Na Cl浓度为15000 mg/L时,AP和DP的表观黏度分别为19.9、4.2 m Pa·s,而复合溶液的表观黏度高达370.2 m Pa·s,表现出较强的抗盐性能.对比复合溶液与单一聚合物溶液的平台区模量(G0)和特征松弛时间(TR),发现复合溶液缔合点的密度和强度都高于单一聚合物溶液;对比复合溶液及单一聚合物溶液的I3/I1和Ie/Im值,发现复合溶液疏水微区数量高于单一聚合物溶液.