超高矿化度AM/AMPS共聚物压裂液与交联过程流变学

对不同矿化度、不同盐溶液中AM/AMPS压裂液流变性能及其在超高矿化度时的交联凝胶状态与流变学性质以及交联过程进行了研究。结果表明,AM/AMPS压裂液KCl与CaCl_(2)溶液中黏度与弹性模量下降,且CaCl_(2)的影响更显著;而超高矿化度镁盐溶液对压裂液黏度与黏弹性有增强作用。在超高矿化度的不同盐溶液中,AM/AMPS均可以与有机锆交联剂形成能完全挑挂凝胶,应变扫描结果证明,交联后压裂液表现出典型的凝胶特征。AM/AMPS压裂液在高矿化度盐溶液以及水溶液中的30℃恒温小振幅振荡交联过程可用四参数交联流变动力学方程描述,金属盐离子可以提高凝胶强度,且二价盐的提高更为显著。AM/AMPS压裂液升温小振幅振荡交联过程存在缓速交联与快速交联两个阶段,适当升温有利于交联反应。AM/AMPS压裂液在自来水与一价盐溶液中升温大振幅振荡交联过程与升温小振幅振荡交联过程相似;在二价盐溶液中交联过程受剪切影响较大,适当提高剪切,有利于AM/AMPS压裂液在盐溶液中交联。研究获得了超高矿化度AM/AMPS压裂液新体系,有望为AM/AMPS压裂液工程应用提供指导。

AA-MAn-AMPS共聚物的合成及其阻垢分散性能

首次以水为溶剂，过硫酸铵为引发剂，将丙烯酸（ＡＡ） 、马来酸酐（ＭＡｎ）、２丙烯酰氨基２甲基丙烷磺酸（ＡＭＰＳ） 按一定单体物质的量比进行共聚， 合成了系列ＡＡ－ ＭＡｎ－ ＡＭＰＳ共聚物。探讨了它们对Ｃａ３（ＰＯ４）２ 的阻垢率与共聚物用量、共聚物单体物质的量比的关系，研究了共聚物在稳定锌、分散氧化铁方面的性能。结果表明：共聚物Ｂ［ ｎ （ＡＡ）∶ｎ（ＭＡｎ）∶ｎ（ＡＭＰＳ） ＝ ７０∶２０∶１０］ 对Ｃａ３（ＰＯ４）２ 具有优良的阻垢分散性能， 当ｗ（Ｃａ２＋） ＝１５０ ×１０－６， ｗ（ＰＯ４３－ ）＝ ６×１０－ ６，ｐＨ＝９－０，θ＝５０ ℃，ｔ ＝ １０ ｈ，共聚物的质量分数＝１０×１０－６ 时，对Ｃａ３（ＰＯ４）２ 的阻垢率达９９－４５％ ；共聚物Ｇ［ ｎ（ＡＡ）∶ｎ（ＭＡｎ）∶ｎ（ＡＭＰＳ） ＝７０∶１５∶１５］则具有良好的稳定锌能力，当ｗ（Ｚｎ２＋）＝１０×１０－６ ，ｐＨ＝８－８～９－０，θ＝ ５０ ℃，ｔ ＝ ２４ ｈ，共聚物的质量分数＝ １０ ×１０－６ 时，对Ｚｎ（ＯＨ）２ 的阻垢率达７４－４２％ 。Ｂ、Ｇ均具有较好的分散氧化铁性能。ＡＡ－ ＭＡｎ － ＡＭＰＳ共聚物可用作工业循环冷却水的阻垢分散剂。

耐温抗盐共聚物AMPS/AM/AMC_(14)S的合成

用引发聚合方法合成了ＡＭＰＳ／ ＡＭ／ ＡＭＣ１４Ｓ 三元共聚物。研究结果表明，在单体总浓度１０ ％ —１５ ％ ，ＡＭＣ１４Ｓ浓度０ ．１５ ％ ，ｐＨ值为中性时，在３０—４０℃反应８ ｈ 可以得到转化率９７％ 、特性粘数１０ —１７ ｄＬ／ｇ 的共聚物。通过红外光谱研究了共聚物的分子结构，并通过差热分析研究了共聚物的耐热性。

AMPS/AA二元共聚物的合成及阻垢性能评价

以水为溶剂，过硫酸盐为引发剂，合成了低分子量AMPS／AA二元共聚物，考察了合成条件与共聚物阻垢性能的关系。采用静态实验法评价了合成产物的阻垢性能。结果表明，AMPS／AA二元共聚物阻垢剂性能优良，可有效抑制Ca3（PO4）2、Zn（OH）2垢。

AM/AMPS/AA三元共聚物压裂液稠化剂的合成

以丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法制备出了AM/AMPS/AA三元共聚物。优化出3种单体共聚的最佳条件为:单体AA加量为单体AM的8%～12%;单体AMPS的加量为15%～20%;引发剂用量在0.20%～0.25%之间;反应温度为30℃;反应时间为4h以上。通过实验研究,将由三元共聚得到的产品提纯后配成质量浓度为0.05%的水溶液,其表观黏度可达40.5mPa·s;用硫酸铝交联,所得冻胶液黏度可达240mPa·s,用过硫酸铵破胶,黏度可降低到5mPa·s以下,几乎无残渣,减小了对地层的伤害。

MA—AMPS—AMPP共聚物的合成及其阻垢效果

以水为溶剂 ,过氧化物为引发剂 ,马来酸酐 (MA)、2—丙烯酰胺— 2—甲基丙基磺酸 (AMPS)、2—丙烯酰胺— 2—甲基丙基膦酸 (AMPP)为单体合成了三元共聚物。探讨了该共聚物的阻垢效果以及聚合率与单体配比、引发剂用量和组成、反应温度、时间等之间的关系 ,并考察了水质条件变化对共聚物阻垢性能的影响。结果表明 ,该共聚物具有很好的阻CaCO3 垢和Ca3(PO4 ) 2

低度交联AMPS共聚物驱油体系的研究

利用中原油田研制开发的耐温抗盐聚合物驱油剂和各种交联剂 ,进行了一系列低聚合物浓度、低交联度AMPS共聚物驱油体系研究。探讨了影响交联体系性能的各种因素 ,优化筛选出了交联体系配方 ,进行了交联体系性能评价。结果表明 ,AMPS共聚物驱油体系在温度 70℃、矿化度 8× 10 4mg/l条件下具有良好的热稳定性和抗剪切性。

AM-AMPS-DMDA水溶性疏水两性共聚物溶液性能的研究

采用自由基共聚合反应制备了水溶性丙烯酰胺（ＡＭ）／２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸钠（ＮａＡＭＰＳ）／２－甲基丙烯酰氧乙基－二甲基十二烷基溴化铵（ＤＭＤＡ）疏水两性共聚物。对共聚物稀溶液性质及聚合物组成、聚合物浓度、电解质浓度、温度、剪切速率等因素对共聚物溶液性能的影响进行了研究。结果表明，由于在同一聚合物中引入了疏水结构及两性离子结构，这类疏水两性聚合物表现出较好的耐温抗盐等性能。

驱油用AM-VP-AMPS共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺 ( AM)、N 乙烯基 2吡咯烷酮 ( VP)和 2丙烯酰胺基 2甲基丙磺酸 ( AMPS)为单体 ,以水为溶剂 ,合成了一系列不同分子量的 AM VP AMPS共聚物。研究了单体浓度、引发剂用量、反应温度、聚合体系 p H值、反应时间对其转化率和共聚物特性粘数的影响 ,AMPS、VP含量与共聚物溶液表观粘度、抗盐性能之间的关系以及共聚物溶液的耐温抗盐性能。

AM/DMAM/AMPS共聚物的合成及结构分析

用引发聚合方法合成了ＡＭ／ＤＭＡＭ／ＡＭＰＳ三元共聚物。研究结果表明，在单体总浓度１０％—２０％、引发剂浓度０．０３％—０．０５％、ｐＨ值为中性时，在５０—６０℃反应４—６小时可以得到转化率９２％—９９％、特性粘数６００—９００ｍｌ／ｇ的无规共聚物。通过元素分析、红外光谱等研究了共聚物的分子结构。

AMPS/AM/AA三元共聚物高吸水树脂的合成

介绍了AMPS／AM／AA三元共聚物高吸水树脂的合成方法，考察了影响共聚物吸液率的主要因素，并初步评价了该共聚物在不同介质中的吸液能力。

IA/MA/AMPS三元共聚物阻垢剂的合成研究

以衣康酸(IA)、丙烯酸甲酯(MA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合方法合成了一种三元共聚物阻垢剂。经过单因素实验对影响共聚物阻垢性能的因素进行优化后,确立了最佳反应条件。通过静态法对三元共聚物的阻垢性能进行评价,在共聚物加剂量为50 mg/L时,对CaCO3的阻垢率最佳可达91.4%,并用红外光谱和扫描电子显微镜对共聚物的结构和Ca CO3垢样进行了分析。

一种新型驱油剂AM-VP-AMPS共聚物的研究

以丙烯酰胺 (AM)、N 乙烯基 2 吡咯烷酮 (VP)和 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸 (AMPS)为单体 ,以水作为溶剂 ,在反应温度 6 0～ 6 5℃ ,pH值为 8左右 ,反应时间为 8h的条件下合成了AM-VP -AMPS共聚物。用IR、13 CNMR对共聚物结构进行了表征 ,研究了共聚物溶液的耐温抗盐性能。结果表明 :少量的阳离子会导致共聚物的水溶液黏度急剧下降 ,当阳离子量达到一定值后 ,继续增加阳离子量对共聚物的水溶液黏度影响不大 ,共聚物的标准盐溶液在温度 (90± 1 )℃无氧的条件下老化 1 30天 ,其溶液黏度的绝对值仍然在 6 0mPa·s以上。

AMPS共聚物溶液的性质及在多孔介质中的流动特征

2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸(AMPS)共聚物在高温、高矿化度下具有较高的稳定性及增粘性能。对这类聚合物在高温高盐油藏应用的可行性进行了研究。对AMPS共聚物的溶解性、溶液流变特性以及在岩心中流动进行的试验结果表明,其溶解性较差;矿化度对溶液的滤过性有较大的影响;在剪切速率γ为10～100s-1时,曲线出现拐点,且聚合物浓度越低,拐点越明显;浓度和矿化度均会影响聚合物分子的缔合程度。岩心试验表明,高矿化度的聚合物溶液中存在的不溶物或微凝胶会使聚合物溶液在不同渗透率岩心中出现不同程度的堵塞。

水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高温水解

研究了丙烯酰胺 (AM) /丙烯酸 (AA) /2 -丙烯酰胺 - 2 -甲基丙磺酸 (AMPS)共聚物 (P3A)在 90℃的水解反应 .结果表明 ,共聚物这时的水解反应不遵循单调动力学模式 ,而具有 2个反应阶段 ,它们分别属于分子间和分子内反应机制 .在第 1阶段 ,AM单元发生水解反应占主要地位 ,它受氢氧根离子浓度控制 ,反应速度强烈取决于 p H值 ,在第 2阶段 ,AMPS单元水解是主要反应 ,由于邻近 AA单元的分子内催化作用 ,反应速度和 p H关系不大 .

合成条件对AMPS／AA共聚物钻井液降粘剂降粘性能的影响

讨论了合成条件对ＡＭＰＳ／ＡＡ共聚物降粘剂降粘性能的影响，并对产物的降粘能力进行了初步评价。

耐温耐盐P(AM-AMPS-St-AA)共聚物压裂液稠化剂的合成与性能

为获得性能优良的压裂液稠化剂,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为单体,采用水溶液聚合法制备出了AM/AMPS/St/AA四元共聚物TKF,优化了聚合反应条件,并采用红外光谱表征了TKF的结构。研究了以稠化剂TKF为主剂的压裂液的成胶性能、耐温抗盐性能、抗剪切性能和破胶性能。结果表明:在如下条件下合成的TKF具有良好的性能:St加量为AM质量的9%,AMPS、AM质量比为3:7,AA加量为AM质量的1.60%,引发剂加量(相对于单体总量)0.24%,反应温度45℃,反应时间4h,p H值8。以稠化剂TKF为主剂的压裂液的成胶性、耐温耐盐性能及抗剪切性能优良。在质量分数3%的溶液中用0.3%六次甲基四胺交联后,所得压裂液冻胶黏度可达211 m Pa·s;耐温能力达150℃左右;在压裂液冻胶中加入10 g/L的CaCl_2后黏度仍为100 m Pa·s;在温度140℃、剪切速率170 s-1下剪切120 min后的黏度保留率仍大于90%。该压裂液用过硫酸铵破胶后的破胶液黏度小于5 m Pa·s,几乎无残渣,对地层伤害较小。

AM/AMPS/第三单体三元共聚物耐温抗盐驱油体系的合成与性能

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为基本单体,再引入具有不同结构或基团的第三单体:N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM),N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)和十二烷基苯磺酸钠(DBS),通过水溶液聚合法合成了3种耐温抗盐三元共聚物(AM/AMPS/第三单体),对比研究3种三元共聚物及AM/AMPS二元共聚物的耐温抗盐性能,并考查了第三单体加量对三元共聚物耐温性能的影响。结果表明,AM/AMPS/第三单体三元共聚物相比AM/AMPS二元共聚物耐温抗盐性能有了较大提高。4种共聚物中AM/AMPS/DMAM相比其他共聚物耐温效果最好,其固含量为0.3%的水溶液,在90℃环境下60d后粘度还能保持在58.8mPa.s,且高于初始粘度27mPa.s。AM/AMPS/DBS抗盐性能要优于其他共聚物,其固含量为0.3%的盐水溶液在90℃,20000mg/L矿化度下,粘度仍能保持在10mPa.s左右。DMAM、NVP和DBS含量分别为8%、1.0%与0.7%时3种三元共聚物的耐温性最好。

AMPS／AA共聚物的合成及降粘性能

合成了２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）／丙烯酸（ＡＡ）共聚物泥浆降粘剂，研究了合成反应中ＡＭＰＳ的用量对共聚物性能的影响。研究结果表明，ＡＭＰＳ的用量为５％（以摩尔计）时制得的共聚物具有较好的抗温和抗盐（ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２）性能，ＡＭＰＳ用量低至０．１％－０．２％时仍可获得具有良好降粘效果的共聚物。

AM/AMPS/MAA/HMOPTA四元共聚物的合成及作为钻井液处理剂的性能

用水溶液引发聚合的方法 ,由丙烯酰胺、2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸、甲基丙烯酸、2 羟基 3 甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵合成了AM/AMPS/MAA/HMOPTA四元共聚物 (粉剂 ) ,简介了合成方法 ,未说明单体投料比和共聚物结构参数。在淡水、4 %盐水、饱和盐水、钙镁钠复合盐水及含钙的 10 %盐水基浆中初步考察了共聚物作为泥浆处理剂的性能。该共聚物在各种基浆中均有较强的降滤失、提粘切、抗盐能力。加入 1.5 %共聚物可将含CaCl2高达 2 5 %的饱和盐水泥浆的滤失量控制在较低值 (18mL) ,抗钙能力远优于丙烯酸类聚合物处理剂MAN 10 1和SL 1。 1.5 %和 2 .0 %共聚物处理的各种泥浆在 15 0℃滚动 16h后滤失量仍较低。 12 0℃页岩滚动回收测试结果表明共聚物的抑制性好于阴离子型AMPS共聚物。中原油田某深井在用混油聚合物泥浆分别用等体积的饱和盐水和钙镁钠复合盐水稀释后加入 0 .3%或 0 .5 %共聚物 ,滤失量和抗温性获得大幅度改善 。