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。

疏水缔合聚合物临界缔合浓度研究

认为水溶性疏水缔合聚合物在水溶液中的疏水缔合可分为两个阶段 ,聚合物浓度大于第一临界缔合浓度(CAC1)后发生分子内和分子间缔合 ,粘浓曲线斜率增大 ,在第二临界缔合浓度 (CAC2 )下分子内缔合 (引起粘度下降 )达到平衡 ,此后缔合主要发生在分子间 ,粘浓曲线斜率再次增大。由粘浓曲线测定了 3种商品聚合物的CAC1和CAC2 ,考察了多种因素的影响。CAC1和CAC2 随 pH值的增大 (4 .8～ 8.2 )近似地呈线性降低 ,随矿化度增大(1.0～ 10 0 g/L)趋于升高 ,随温度升高 (2 0～ 5 0℃ )略有升高 ,随剪切速率增大 (32～ 10 3s-1)保持不变。在聚合物S3(M =1.2 8× 10 7,HD =2 9.3% )溶液中加入 6 .0 g/L重烷苯磺酸钠 (该加量处于与溶液增粘峰对应的浓度范围 ) ,使CAC1和CAC2 由 970和 2 14 0mg/L降至 5 6 7和 110 0mg/L。讨论了矿化度、外加阴离子表面活性剂等对疏水缔合的影响。图 2表 2参 11。

疏水缔合效应对聚丙烯酰胺类水溶液结构和流变性质的影响

以聚合物驱油为背景,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和缔合型部分水解聚丙烯酰胺(AHPAM)水溶液的结构与流变性质的差别.通过粘度法和静态激光光散射法得到了所分析的聚丙烯酰胺的分子量,用动态激光光散射法和粘度法分析了特定AHPAM分子缔合形态,并用流变学法测定了AHPAM在地层温度与矿化度条件下的线性粘弹性与非线性流变特性.着重讨论了临界缔合浓度的概念,研究了结构和流变性质的关系,以及分析了缔合对聚合物驱油的可能影响.实验结果表明,AHPAM水溶液在宽浓度范围存在分子缔合;一般临界缔合浓度的概念实际反映在进入亚浓溶液范围分子间缔合的效应,剪切速率约为10 s-1时,剪切粘度突降数倍,反映缔合结构在剪切场中的变化,该现象在高缠结浓度下较不明显;拉伸粘度随拉伸速率变化与HPAM定性不同,该拉伸特性反映了疏水缔合近程作用的本质.

NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响研究

研究了NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响。结果表明,所合成的疏水缔合聚合物的特性粘数随NaCl浓度的增加而降低,其表观粘度则先降低后增加,继续增加NaCl浓度,溶液粘度降低,但仍保持很高的粘度。环境扫描电镜(ESEM)研究表明,疏水缔合聚合物在去离子水体系中会形成网状结构,而在NaCl浓度为5g·L-1的溶液中,ESEM照片显示疏水缔合聚合物的结构为致密的树枝状结构,且存在一临界缔合浓度。

疏水缔合聚合物溶液形态的研究

用环境扫描电镜(ESEM)和动态光散射仪(DLS)对疏水缔合聚合物溶液形态进行了分析。结果表明,随着NaCl浓度的增加,实验所合成的疏水缔合聚合物的表观粘度先降低后增加而后再降低,但仍保持很高粘度。疏水缔合聚合物在去离子水体系中无论浓度高低均形成了空间网状结构。盐水体系中,当NaCl浓度为1000mg/L时所形成的结构与去离子水中的结构类似,均为网状结构,而在NaCl浓度为5000mg/L时,ESEM照片显示疏水缔合聚合物的结构为致密的树枝状结构。疏水缔合聚合物的浓度越大,其表观流体力学半径就越大,从而造成其增粘能力越强。

疏水缔合聚丙烯酰胺临界胶束浓度的测定及微观结构的研究

以胜利油田提供的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)为主要研究对象,通过电导率法和荧光光谱分析法测定了HAPAM的临界胶束浓度(CMC),用黏度法测定了HAPAM的临界缔合浓度(CAC),并分析了该聚合物的疏水缔合行为和性能.通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和冷冻蚀刻技术观察了不同质量浓度下HAPAM溶液的微观结构.结果表明:该HAPAM分子在溶液中随着质量浓度的增大,疏水缔合作用逐渐增强,进而形成超分子聚集体;随着质量浓度进一步增加,高分子链束相互碰撞、缠绕的几率增加,最终形成网孔密集的空间网络结构.

疏水缔合聚合物溶液的临界缔合浓度

为了从本质上说明缔合聚合物溶液的临界缔合浓度和其增黏机理,开展了缔合聚合物荧光光谱实验和在不同水质中的增黏性实验.结果表明:在缔合聚合物溶液中存在着两个临界缔合浓度(CAC1和CAC2),在黏浓关系研究中的临界缔合浓度是指第二临界缔合浓度(CAC2);缔合聚合物在人造淡水中的临界缔合浓度(800mg/L)远低于蒸馏水中的临界缔合浓度(2500mg/L);缔合聚合物在人造淡水中的黏度远高于其在蒸馏水中的黏度,说明缔合聚合物溶液具有较好的抗盐性;在蒸馏水中,MO4000溶液的黏度总比缔合聚合物溶液的黏度高,而在人造淡水中,缔合聚合物溶液的黏度却比MO4000溶液的高;在整个浓度范围内,聚合物MO4000在蒸馏水中的黏度总比在人造淡水中的黏度高,说明MO4000溶液的抗盐性差.

疏水缔合聚合物的合成及溶液性能研究

采用自由基胶束聚合法 ,合成了疏水缔合型丙烯酰胺 /2 丙烯酰胺基烷基磺酸共聚物。用Brookfield旋转粘度计测定了不同疏水基含量的聚合物的溶液性能 ,同时考察了疏水缔合聚合物浓度、盐浓度、剪切速率以及温度对聚合物溶液性能的影响。实验结果表明 ,稀溶液中疏水缔合聚合物分子的缔合以分子内缔合为主 ;在临界缔合浓度以上 ,缔合以分子间缔合为主。该聚合物是一种性能优异的疏水增粘剂 ,模拟盐水条件下的粘度比清水溶液粘度有很大提高 ,表现出明显的抗盐性质 ,其临界缔合浓度约为 5 0 0mg/L。使用时可用油田采出水直接配注 ,因而在提高采收率的同时 ,还进一步降低了聚合物的用量 。

AM/MEDMDA阳离子型疏水缔合水溶性聚合物溶液性能的研究

采用自由基水溶液共聚法制备了水溶性丙烯酰胺———２甲基丙烯酰基氧乙基二甲基十二烷基溴化铵共聚物（ＡＭ／ＭＥＤＭＤＡ）。研究了在链结构中引入不同疏水基团含量的共聚物的溶液性能，该共聚物在０．２５６ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液中表观粘度较之水溶液有较大提高，表现出明显的抗盐性能；在剪切作用下，其粘度急剧下降，呈现假塑性流体行为；当剪切作用回复时，粘度回升。对共聚物溶液的粘温性能，共聚物／表面活性剂体系的溶液性能也进行了研究。对共聚物稀溶液性质的研究反映了共聚物中离子基团和疏水基团对其分子形态的影响。

用荧光法分析大庆油田驱油用两亲聚合物的缔合行为

两亲聚合物(HAP)是一种新型聚合物驱油剂,针对大庆油田驱油用两亲聚合物HAP-570和HAP-1200,利用荧光探针考察其缔合行为。结果表明:随着HAP质量浓度增加,疏水基团之间的缔合性增强;两亲聚合物的相对分子质量越大,临界聚集浓度cCAC值越小;NaCl质量浓度越大,cCAC值越小,且HAP相对分子质量越大影响越显著;Na+对cCAC值的影响符合公式lgcCAC=A-Blgc0,其中B值反映Na+对cCAC值的影响程度;两亲聚合物增黏能力较强,且黏度-浓度曲线与荧光探针确定的不同相对分子质量的cCAC变化规律具有较好的对应关系。

疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质研究

用粘度法和核孔膜过滤法研究了实验室自制相对分子质量约1000万的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)溶液的缔合效应,用粘度计考察了电解质浓度、温度和剪切速率对HAP溶液表观粘度的影响,并与相同测试条件下相对分子质量为1770万的部分水解聚丙烯酰胺3530进行对比。结果表明:HAP溶液在70℃的高温和矿化度为5727的高盐条件下,在1000mg/kg附近存在一临界缔合浓度,在临界缔合浓度以上,HAP溶液粘度迅速增加;而3530不存在临界缔合浓度,粘度增加缓慢。浓度为1250mg/kg的HAP溶液通过核孔膜20mL的过滤时间是347.3min,而相同浓度下3530的过滤时间仅为2.1min。浓度为1000mg/kg的HAP溶液即使在矿化度为30000、70℃的高温、30r/min转速的条件下,粘度仍达到32.8mPa·s,而聚合物3530的粘度仅有4.11mPa·s;当剪切速率增加到140r/min、温度为70℃,用矿化度为5727的模拟采出水配制的HAP溶液的粘度为9.21mPa·s,而3530溶液的粘度仅5.18mPa·s。HAP具有良好的耐温抗盐抗剪切能力。

驱油用疏水缔合聚合物临界缔合浓度的性能研究

对自制的用于高温高盐油藏驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)处于临界缔合浓度(CAC)上下的两个浓度的溶液进行了各项性能评价对比。结果表明,该HAPAM在高于CAC之上表现出优异的性能:当NaCl溶液质量浓度从70 000 mg/L增长到200 000 mg/L时,聚合物溶液的黏度增长30倍,在180 000 mg/L模拟盐水中,90℃时的黏度是30℃时的6.2倍,显示出良好的耐温抗盐性;在变剪切实验中显示良好的剪切恢复性;流变学研究表现出具有明显的黏弹性;岩心实验结果表明,高于CAC的聚合物注入压力传播更均匀。

反相乳液聚合法制备疏水缔合共聚物

以十六烷基二甲基叔胺和氯丙烯为原料合成了十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16-DMAAC），接着以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）和C16-DMAAC为共聚单体，通过反相乳液聚合得到疏水缔合共聚物P（AM／C16-DMAAC／AMPS）。利用IR和。HNMR方法分析了共聚物的结构，考察了C16-DMAAC用量对乳液聚合的影响，研究了聚合物溶液的黏度行为及其影响因素。表征结果显示，制备P（AM／C16-DMAAC／AMPS）时，CrDMAAC适宜的用量为10％（W）（基于反应单体的质量）；P（AM／C16-DMAAC／AMPS）中含长链疏水单体和两性离子结构，分子间的疏水缔合作用表现出较好的增黏效应，具有明显的抗盐性能：在温度较高时．含表面活性剂的P（AM／C16—DMAAC／AMPS）溶漓昂示竹鼻的溻增黏特席．

一种新型疏水缔合聚合物的合成及性能评价

对新合成的疏水缔合聚合物BSC14-1溶液进行性能测试,确定了其临界缔合浓度(CAC)为1 300 mg/L,并验证了BSC14-1具有一定的抗温耐盐性和剪切恢复性.在此基础上进行岩心驱替实验.不同渗透率岩心的驱替实验表明:BSC14-1对高渗岩心有更高的提高采收率值(12.16%),中渗岩心次之(5.93%),低渗岩心最低(3.26%);与HPAM的同等高渗岩心对比驱替实验表明:BSC14-1提高采收率值高于HPAM 5.2个百分点.

星型疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的研究

采用光引发自由基聚合法,用丙烯酰胺和疏水单体十八烷基二甲基烯丙基氯化铵合成了星型疏水缔合聚丙烯酰胺(SHMPAM),研究了SHMPAM的溶液性质。流变性实验结果表明,SHMPAM溶液的临界缔合浓度为1000～1250mg/L;SHMPAM溶液的抗温、抗盐和抗剪切性能与疏水缔合聚合物(AP-P4)溶液的性能相似,且性能优于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液;SHMPAM具有的支臂结构一方面增强了分子链间的缠结,导致聚合物溶液的黏度增加,另一方面SHMPAM的支臂在模拟地层水溶液中易发生分子内缔合,一定程度上降低了聚合物溶液的表观黏度。黏弹性实验结果表明,SHMPAM溶液的黏弹转变频率为0.17Hz,AP-P4溶液的黏弹转变频率为0.56Hz,而HPAM溶液只表现出黏性。

AM/MEDMDA阳离子型疏水缔合水溶性聚合物的合成与表征

采用自由基水溶液共聚法制备了水溶性的丙烯酰胺／（ ２甲基丙烯酰基） 氧乙基二甲基十二烷基溴化铵（ Ａ Ｍ／ Ｍ Ｅ Ｄ Ｍ Ｄ Ａ） 共聚物。用元素分析、 Ｉ Ｒ 等方法对其结构进行了表征。疏水单体具有表面活性特征，所以在制备共聚物时不需要再加入表面活性剂。初步研究了共聚物的溶液性能。结果表明，随共聚物溶液浓度的增加，在临界缔合浓度以上，分子间缔合大量形成，水溶液表观粘度急剧增加，显示了较强的疏水缔合行为。与部分水解聚丙烯酰胺相比，这种产物具有优异的抗盐性。

EMF和电导率法对SDS胶束体系热力学性质研究

为深入了解表面活性剂溶液的性质，对其在使用和处理过程中的行为加以控制，在298K恒温下，用Na^＋选择性电极法测量了不同浓度的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）溶液的电动势（EMF），求出了其临界胶束浓度（Cmc）及反离子结合度，进而获得了反离子与胶束结合的经验平衡常数Kass,实验数据表明，随表面活性剂浓度增大，Kass降低，反离子与胶束表面的结合逐渐弱化，在289～328K测量了SDS溶液的电导率随浓度的变化，求出了不同温度下的Cmc值，发现随温度的变化Cmc曲线存在一个最低点．由Cmc与温度T的关系，计算了胶束化热力学参数△micG^0、△micH^0和△micS^0．结果表明，△micG^0在整个实验范围内均为负值，胶束化过程可以自发进行；△micH^0的值相对于T△micS^0小很多，胶束化过程为熵驱动过程．以上特征参数的确定，可为研究表面活性剂溶液的各种应用以及处理技术提供重要参考．

用溴离子电极测定DTAB的CMC及反离子缔合度

用溴离子选择性电极同时测定了阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)水溶液体系中胶束的临界胶束浓度(CMC),及其反离子缔合度(K).测定结果表明:采用溴离子选择性电极方法和电导法分别测定得到的DTAB水溶液体系胶束的CMC值基本一致;但是,对于K的测定,采用溴离子选择性电极方法所得结果更符合胶束电化学理论所得K值,与电导法结果相比较,离子选择性电极方法具有灵敏度高、电极响应快、所需试样量少、方便快捷、数据准确可靠等优点,所得结果令人较满意.

磷脂酰胆碱胶团化热力学函数及胶团聚集数的研究

磷脂酰胆碱胶团化热力学函数及胶团聚集数的研究陈鲁生周武姜云生（山东师范大学化学系济南２５００１４）关键词磷脂酰胆碱临界胶团浓度热力学函数聚集数中图分类号Ｏ６４２．１１磷脂酰胆碱是广泛存在于生物体内的一种天然两性表面活性剂，在生物体内起代谢作用和结构形...

微乳液聚合法AM-SMA疏水缔合聚合物的研究

通过甲基丙烯酸十八酯(SMA)与丙烯酰胺(AM)微乳液聚合合成了疏水缔合聚合物,采用红外光谱(FTIR)表征了疏水缔合聚合物的结构,考察了SMA含量、AM含量、聚合物浓度、NaCl浓度以及剪切速率对疏水缔合聚合物溶液表观粘度的影响。结果表明聚合物水溶液临界缔合浓度为0.6g/dL,疏水缔合聚合物表现出较强的盐增粘效应和抗盐性;12%SMA的疏水缔合聚合物水溶液表现出剪切增粘和假塑性流体行为,FTIR谱图初步证实疏水缔合聚合物的结构。