无机盐对水溶液中两性离子聚合物分子线团尺寸的影响

初步考察了无机盐对水溶液中两性离子聚合物分子线团尺寸的影响，发现分子结构因素（如分子量、基团类型与含量等）以及无机盐浓度与种类等因素都影响水溶液中两性离子聚合物的分子线团尺寸。

盐/水介质分散聚合体系高分子线团形态及尺寸

采用盐/水介质分散聚合法制备了聚丙烯酰胺和预交联聚丙烯酰胺分散体系,通过扫描电镜(SEM)及动态光散射(DLS)技术对该两种分散体系中的高分子线团的微观形态及尺寸大小进行了研究。结果表明,对于聚丙烯酰胺分散体系,采用DLS技术所测粒径值小于SEM干片中的粒子粒径;而对于预交联聚丙烯酰胺分散体系,两数据值较为吻合。对于两种分散体系都应采用数量-粒径分布,而强度-粒径分布不能真实地反映分散体系中线团尺寸的大小。

“复配聚合物”分子线团尺寸分布及渗流特性

针对低渗透裂缝型油藏提高采收率技术需求,利用动态光散射(DLS)和岩心驱替实验方法,对"复配聚合物"驱油体系中聚合物分子线团尺寸(Dh)分布和渗流特性进行了实验研究与分析.结果表明,与"超高聚合物"相比,"复配聚合物"的分子线团尺寸分布较宽,矿化度对聚合物分子线团尺寸影响较小,"复配聚合物"的渗流阻力系数和残余阻力系数较大."复配聚合物"驱油体系注入油藏后可达到增大流动阻力、增加注入压力的目的.

聚甲基丙烯酸己酯分子线团尺寸与减阻性能关系的研究

本文研究了聚甲基丙烯酸已酯(PHMA)在煤油和煤油-丙酮混合溶剂中的减阻性能和抗剪切性能及分子量 M、水力学体积[η]M 等分子参数的影响。采用电子计算机进行回归分析,提出了减阻百分率 DR 与 PHMA 的分子量之间的数学关系式:DR=A·M/(M+B)-D;减阻百分率 DR 随湍流剪切作用时间 t 的变化可用下式描述:DR=DR_L+ae^(-bt)。发现达到最大减阻百分率DR_m 时的极限浓度 C_m 随分子量增大而减小;DR 值随 PHMA 分子无规线团的旋转半径 R_g 的增大而线性增大;聚合物的极限减阻率 DR_L 随分子量和水力学体积[η]M 增大而增大。

分压注入工具对溶液分子线团尺寸的影响研究

为了研究分压注入工具对不同组分溶液的剪切作用,采用动态光散射(DLS)方法,研究了不同流量下,分压注入工具对不同组分聚合物溶液和三元复合溶液分子线团尺寸的影响。结果表明,初始溶液中聚合物的分子量越高、浓度越大或流经分压注入工具的流量越大时,分压注入工具对溶液的剪切作用越大,分子线团尺寸改变越明显。实验结果可为油田分层开采时分压注入工具型号的选择提供理论支持。

强碱对聚合物分子线团尺寸、聚集态和渗流特性的影响

采用动态光散射、电镜扫描、黏度和岩心流动实验相结合的方法,研究了强碱质量分数及其添加顺序对三元复合体系中聚合物分子线团尺寸、分子聚集态和渗流特性的影响。结果表明:在聚合物和表面活性剂质量分数相同(近)情况下,随着强碱质量分数的增加,聚合物分子链细化、卷曲、断裂,分子线团尺寸减小,宏观视黏度降低;与先添加聚合物和表面活性剂后添加强碱所得的驱油剂相比,先添加强碱并过滤沉淀物后再加入聚合物和表面活性剂所得驱油剂,其聚合物分子链网络状结构较完整、分子链较粗、分子线团尺寸较大,体系黏度较大、阻力系数和残余阻力系数较小。进一步明确了强碱在三元复合驱提高采收率中的重要作用。

正负离子和表面活性剂对水解聚丙烯酰胺分子线团尺寸的影响及其作用机理

采用动态光散射(DLS)方法,研究了无机电解质正离子与负离子对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)分子线团尺寸的影响,也研究了阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂对HPAM分子线团尺寸的影响.结果表明,无机电解质负离子对HPAM分子尺寸(分子流体力学直径(Dh))影响较小,而无机电解质正离子对Dh的影响较大,且影响程度随正离子浓度增大而减小.Ca2+、Mg2+、K+和Na+对Dh的作用强弱顺序为Mg2+>Ca2+>Na+>K+.当向聚合物溶液中加入阴离子型表面活性剂时,随表面活性剂浓度增大,Dh先减小,后增大,再减小.此外,由于强烈的静电斥力作用,阴离子型表面活性剂分子在聚合物分子表面吸附较弱,难形成"表面活性剂-聚合物"络合物,而非离子型表面活性剂会以类似于胶束聚集体的形式吸附在聚合物分子链上,形成"表面活性剂-聚合物"络合物,结果造成Dh随表面活性剂浓度增加而逐渐增大.

高分子线团中特定基团分布的分析方法

目的 :描述高分子线团中特定基团的分布情况。方法 :以线团质心和第i个特定基团的质心的连线为轴线 ,以适合的半径R做一虚拟圆柱 ,从线团质心开始 ,沿轴线方向 ,以合适的步长将圆柱分成若干个小圆柱 ,统计每一小圆柱中的原子个数 ,根据小圆柱内的原子个数确定线团在该方向的边缘 ,从而确定基团的相对位置。研究所有的特定基团后 ,就可求出起分布。结果 :将该方法应用到乙烯 -苯乙烯共聚物中苯环侧基的分析中 ,结果表明苯环主要位于线团的外部 ,苯乙烯含量高时 ,线团内部的苯环含量增加。结论 :该方法可以准确描述高分子线团中特定基团的分布。该方法也可用于表征支化点的位置。

线团式纳米NaY分子筛复合材料的制备、表征及催化性能

通过在偏高岭土水热合成NaY分子筛晶化过程中加入乙醇的方法制备出了线团式纳米NaY分子筛复合材料。采用XRD、SEM、TEM、HREM测试技术对其结构进行了表征，并研究了其物化性质和催化性能。结果表明，合成的分子筛是由纳米颗粒取向联结形成线状，然后再由线状缠绕成线团状的一种结构，颗粒大小为100-150nm，结晶度59．61％，硅铝比5．02；与常规分子筛复合材料相比，线团式纳米分子筛复合材料具有较大的比表面积和中孔体积。热稳定性和水热稳定性优于常规分子筛；并且具有较高的微分活性，较高的汽油产率．积炭少．因而具有很好的工业应用前景。

部分水解聚丙烯酰胺驱油过程中机械降解研究——分子量、粘度及相关参数的变化

以单分散PAM为标样,1mol/LNaCl水溶液为溶剂,用GPC-LS联合技术在25℃测定了水解度25.0%的驱油聚合物HPAM的分子链远程结构参数。HPAM在新配溶液中,〈M〉n和〈M〉w分别为4.672×106和4.820×106,开始聚合物驱2年、4年、6年后采出液中分别降至原值的12.6%和19.0%,18.4%和24.9%,20.2%和22.2%;均方回转半径值的变化相似。1000mg/L的HPAM清水溶液在45℃受剪切后,〈M〉n和〈M〉w随剪切速率和剪切时间增加而下降,5000s-1和3min时降至最小,为原值的25%左右。HPAM溶液流经2.0μm2岩心后,粘度(45℃,7.34s-1)和〈M〉w随注入流量增加而持续下降,粘度在流量20mL/min(2747s-1)时下降至原值的20.8%,〈M〉w在流量大于1mL/min(137s-1)后迅速下降,5mL/min(687s-1)时下降至原值的1/3以下,此后下降趋缓;粘度和〈M〉w在岩心渗透率为2.0,1.0μm2时下降较缓,为0.45,0.25μm2时下降剧烈。用地层水配制的溶液在45℃放置5天,HPAM的〈M〉n基本不变,〈M〉w轻度下降。结论:HPAM发生降解的主要原因是HPAM通过油层孔隙孔喉时高分子链受到剪切和拉伸共同作用而断裂;岩心内的降解与注入流量密切相关,临界流量是1mL/min(相当于175s-1);化学降解等不是主要因素。图7表2参19。

聚合物相对分子质量与油藏储层适应性研究

本文针对矿场实际需求,从聚合物分子线团尺寸(Dh)测试和聚合物溶液岩心渗流特性实验入手,进行了聚合物溶液与大庆萨中开发区一二三类储层间适应性研究。结果表明,随聚合物相对分子质量增大、溶剂水矿化度减小和剪切强度降低,溶液中聚合物分子线团尺寸(Dh)增大,与之相匹配岩心孔喉尺寸增大。在聚合物溶液注入岩心过程中,若注入压力能够趋于稳定,表明该溶液中聚合物分子线团尺寸(Dh)与岩心孔喉尺寸间是匹配的。在考虑储层各小层厚度和非均质性条件下,与一类油层相适应聚合物相对分子质量应为2500×104以上,与二类油层相适应聚合物相对分子质量为1900×104~2500×104,与三类油层相适应聚合物相对分子质量为400×104~800×104。聚合物与油藏储层适应性受储层各小层厚度及其渗透率分布、聚合物相对分子质量、溶剂水矿化度和剪切强度等因素的影响,但'孔喉半径中值/分子线团尺寸Dh'范围在7~16之间。

Cr^(3+)、碱和表面活性剂对聚合物分子构型及渗流特性影响

用动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和岩心驱替等实验方法,研究了Cr3+、碱和表面活性剂对聚合物(HPAM)分子线团直径、结构形态和渗流特性的影响。结果表明,Cr3+、碱和表面活性剂可以改变聚合物分子线团直径,进而影响聚合物分子结构形态和渗流特性。通过改变Cr3+浓度和电解质浓度等实验条件,可以使聚合物分子形成具有不同分子构型的Cr3+聚合物凝胶。在高电解质浓度和低Cr3+浓度条件下,聚合物分子与Cr3+的交联反应主要发生在同一分子内不同支链间,具有"分子内"交联特征。在低电解质浓度和高Cr3+浓度条件下,聚合物分子与Cr3+的交联反应主要发生在不同分子链间,具有"分子间"交联特征。与相同浓度聚合物溶液相比较,"分子内"聚合物凝胶的表观黏度几乎保持不变,但阻力系数和残余阻力系数却要大得多,且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。与"分子间"聚合物凝胶相比较,"分子内"聚合物凝胶的分子线团直径较小,但它仍略高于相同浓度聚合物分子线团直径。碱使聚合物分子扩散层厚度减小,分子链卷曲收缩和变粗,分子线团尺寸减小,形成以支状为主、网状为辅的结构形态。表面活性剂使聚合物分子线团稍有减小,结构形态无明显变化。

盐浓度对交联聚合物线团形态的影响

用核孔膜过滤法 (过滤体积对过滤时间作图 )、动态光散射法 (DLS)和扫描电镜法 (SEM )研究了交联反应前后盐 (NaCl)浓度变化对低浓度HPAM与AlCit形成的交联聚合物溶液 (LPS)中交联聚合物线团 (LPC)形态的影响。所用HPAM相对分子质量 1.1× 10 7～ 1.4× 10 7,LPS中HPAM与Al的质量比 2 0∶1,HPAM浓度 0 .1或 0 .2 g/L ,交联反应温度 40℃ ,时间 7天。实验结果表明 :①LPC的平均水力半径Rh(DLS测定值 )随交联反应时盐浓度的增大先减小后增大 ,盐浓度由 0 .5 g/L增加到 2 g/L时Rh 由 45 0nm迅速减小到 2 5 0nm ,盐浓度增加到 2 0 g/L时Rh达到最小值 16 0nm ,此后随盐浓度的继续增加Rh 有所增大 ;盐浓度 0 .5和 2 .0 g/L时Rh 的SEM测定值分别为45 0和 2 5 0nm ,与DLS结果一致。②交联反应完成后改变LPS的盐浓度 ,也可改变LPC的Rh 值 ,但改变幅度较小 ;盐浓度 0 .5 g/L时形成的LPS ,当盐浓度增加至 2 g/L时 ,Rh 值由 45 0nm减小至 35 9nm ,大于盐浓度 2 g/L时形成的LPS的Rh 值 (2 46nm) ;盐浓度 2 g/L时形成的LPS ,当盐浓度减少至 0 .5 g/L时 ,Rh 值由 2 46nm增大至32 6nm ,小于盐浓度 0 .5g/L时形成的LPS的Rh 值 (4 5 0nm)。用盐浓度改变引起LPC水化层厚度改变 ,线团收缩或舒张解释盐浓度改变时Rh 测定值的?

聚合物、聚表剂和Cr^(3+)聚合物凝胶分子构型及其渗流特性差异

利用扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)、流变仪和岩心驱替等实验方法研究聚合物、聚表剂和Cr3+聚合物凝胶的分子结构形态、分子线团尺寸、流变性、传输运移能力和渗流特性差异。结果表明:聚合物分子在水溶液中形成无规则的空间立体网络结构;聚表剂分子结构形态呈现片-网状结构;聚合物凝胶1发生以分子内为主、分子间为辅的交联反应,聚合物凝胶2发生以分子间为主、分子内为辅的交联反应;在相同质量浓度条件下,聚表剂分子线团尺寸最大,其次是聚合物凝胶2,再次为聚合物,聚合物凝胶1分子线团尺寸最小;聚表剂分子线团尺寸分布最分散,其次是聚合物凝胶1,再次为聚合物凝胶2,聚合物分子线团尺寸分布最集中;4种驱油剂均表现出先剪切增稠、后剪切变稀的流变特性,其中聚表剂剪切增稠和剪切变稀现象最明显;聚合物溶液传输运移能力最好,其次为聚合物凝胶1,再次为聚合物凝胶2,聚表剂溶液传输运移能力最差;聚合物凝胶残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。

宽相对分子质量分布聚合物溶液性能及驱油效果研究

针对油田实际需求,笔者运用仪器分析、物理模拟和油藏工程理论方法,开展了复配聚合物黏度及其影响因素、分子线团尺寸Dh及其分布和驱油效果实验研究,并对复配宽相对分子质量分布聚合物驱提高采收率机理进行了分析。结果表明,对于由"超高分"、"高分"和"中分"等3种聚合物复配而成的宽相对分子质量分布聚合物,随"超高分"聚合物所占比重增大,复配聚合物中分子线团尺寸Dh增大,视黏度增加。与"高分"聚合物相比较,复配聚合物分子线团尺寸Dh分布变宽,抗盐性和抗剪切性增强。物理模拟表明,在聚合物溶液黏度相同条件下,复配聚合物驱增油效果好于"高分"聚合物驱。随复配聚合物中"超高分"聚合物所占比重增加,采收率增幅增加。

聚合物表面活性剂分子聚集态结构及其对渗流特性影响研究

聚合物表面活性剂(简称聚表剂)兼具高分子与表面活性剂双重特性,本文利用动态光散射仪(DLS)、扫描电镜(SEM)分别研究了4种聚表剂的分子线团尺寸和微观聚集态结构,并通过岩心流动实验考察了溶液浓度、配液用水等对渗流特性的影响。结果表明,与常规聚合物相比,4种类型聚表剂分子均不同程度出现"交联"反应的特征,呈现出"片状-网状"聚集结构。在相同聚表剂类型条件下,聚表剂浓度愈大,其分子越易于产生"交联",溶液阻力系数和残余阻力系数愈大,当浓度为900mg/L时,"炼化Ⅰ型"的FR最大,为280。在实验溶剂水矿化度范围内,矿化度愈高,聚表剂溶液视黏度愈低,越易于产生"分子内交联反应",而且FR和FRR都有不同程度的升高,升幅约为12%～38%。与Na+相比,Ca2+和Mg2+对四种聚表剂溶液阻力系数和残余阻力系数影响较大,更易于使聚表剂发生"分子内交联反应"。

两种耐温聚合物凝胶分子聚集态及性能对比

针对高温油藏特点,利用仪器检测和理论分析方法,对比研究了"SNF"和"两性"两种耐温聚合物凝胶的分子聚集态及性能。结果表明:"SNF"聚合物凝胶的分子聚集态呈"局部性"网状结构,"两性"聚合物凝胶的分子聚集态呈"区域性"网状结构;"两性"凝胶体系中聚合物分子线团尺寸大于"SNF"凝胶体系中聚合物分子线团尺寸,"两性"凝胶体系中聚合物分子线团分布均匀性较好,而"SNF"凝胶体系中聚合物分子线团分布较散;与"SNF"聚合物凝胶相比,"两性"聚合物凝胶的热稳定性和黏弹性较优,阻力系数和残余阻力系数较大;"SNF"聚合物凝胶交联反应以"分子内"交联为主,"两性"聚合物凝胶交联反应以"分子间"交联为主。

穿插程度对高分子链结晶初始阶段的影响

用分子动力学方法模拟了具有不同穿插程度的寡链凝聚体系结晶初始阶段的有序化过程.链间穿插程度通过径向分布函数的统计进行表征.模拟计算结果表明,链间的穿插程度对体系的有序化过程具有明显的影响,穿插程度越小的体系有序化越快,形成的有序结构也更完整.与实验结果的比较表明,在聚合物粒子结晶的初始阶段,体系由穿插引起的缠结就已经起到了作用.

脱氧核糖核酸分子在高分子溶液3个不同浓度区间的电泳迁移行为

借鉴高分子亚浓溶液线团收缩理论 ,研究了脱氧核糖核酸 (DNA)片段在高分子溶液全浓度区间的电泳迁移行为。结果表明 ,在高分子稀溶液、亚浓溶液和浓溶液 3个不同浓度区间 ,DNA的电泳迁移行为各不同 ,DNA片段的分离在这 3个浓度区间也存在差异。

两亲性二嵌段刚柔分子的合成及水中自组装作为纳米反应器

合成了一种刚棒部分由3个联苯基和1个苯乙烯基组成,柔性链为聚环氧乙烷(n=22)的两亲性二嵌段分子,并通过SEM对其水中自组装形貌进行了研究.研究结果表明,该分子在水溶液中自组装成无规则分散的球形胶束,这种聚集体在室温下可以作为Suzuki偶联反应的纳米反应器.