A study of the properties of hydrophobically associating water-soluble polymers used in drilling fluids

Hydrophobically associating water-soluble polymers (HPAP) have been synthesized from acrylamide(AM), acrylate (AA), 2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid (AMPS) and hydrophobic monomer (AP) in aqueous solution by radical polymerization. New polymer drilling fluids are made up of HPAP, which is used as viscosifiers and encapsulation agents. Properties of this system are reported in this paper. Results indicate that this system has a high value of yield point to plastic viscosity (YP/PV≥0.7), high viscosity at a low-shear rate (LSRV≥30000mPa·s), excellent shear thinning behavior, good solid-carrying behavior, resistance to shear, good thermal stability (as high as 140℃) and salt resistance. The system has excellent behavior in high-density solution of NaCl and in calcium and magnesium rich saline solutions. Hence, HPAP also can be used in saltwater polymer drilling fluids.

Synthesis of Novel Polymer-Bonded Water-Soluble Metal Porphyrins

The reaction of 5, 10, 15, 20-tetra-(4-pyridyl) porphyrin 1 with triruthenium dodecacarbonyl [Ru3(CO)12], zinc(II) acetate, copper(II) acetate, cobalt(II) acetate afforded complexes 2a?2d respectively. Treatment of 2a?2d with Merrifield’s peptide resin obtained 3a?3d. The compounds 3a?3d reacted with methyl iodide respectively gave 4a?4d. New complexes 4a?4d have been identified by IR, UV-visible spectra, and AES.

一种具有超长侧链的疏水缔合型聚合物的合成及减阻性能评价

采用曲拉通和丙烯酰氯醇解合成一种水溶性可聚合单体,仅使用水作为溶剂合成一种具有超长侧链的疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)作为减阻剂,通过分子动力学模拟方法对比了聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和合成的具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用,并分别以去离子水和盐水配液改变HAPAM含量,测量不同HAPAM含量的滑溜水在不同流速下的摩阻,并计算相应的减阻率。实验结果表明,具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用最强;减阻率随流速的增加而增大,HAPAM含量越高,减阻率达到70%所需的流速越高,减阻率最高可达80%以上;盐对滑溜水的减阻率和黏度有显著负面影响,需提高HAPAM含量才能获得理想的减阻率;SEM表征结果显示,HAPAM在清水和盐水中的分布形态均为网状结构。

基于油藏化学驱能耗分配原理的理想流度控制型驱油剂研究Ⅰ:聚/表二元复合驱油体系的渗流阻力调控机理及应用

针对驱油剂的深部流度控制能力与近井地带注入性之间的矛盾,提出了理想流度控制型驱油剂应满足低黏度配制/输送、近井地带低吸附量长期稳定注入和低浓度产出液的技术要求,同时,在渗流过程中能够在储层深部不同位置建立多级渗流阻力峰值,并且前缘后驱替相渗流阻力应始终保持在较低水平。基于固/液界面吸附作用与分子间相互作用的协同效应,设计了在渗流过程中具备动态改变体系组成和微观溶液结构,从而改变其渗流阻力特征的疏水缔合聚合物/阴离子型表面活性剂二元体系。相较于HP-1(1500 mg/L),表观黏度相近、组成不同的二元体系HP-1(1500 mg/L)/SDSB(150 mg/L)和HP-1(1500 mg/L)/SDSB(200 mg/L),在段塞注入及其后续水驱过程中可以在多孔介质的中、后部构建数值更高、空间分布更优的动态渗流阻力,说明二元体系具备运移增黏特征和延迟突破特征,其前缘的流度控制能力更强,并且渗流阻力在储层的空间分布更合理,从而延长了段塞整体突破时间,有利于提高波及体积和驱油效率。在相对稠油、强非均质性和水驱含水率为80%的渤海某油田油藏条件下,采用基本相同剂量、相近成本的化学剂工业产品进行的驱油实验表明:二元体系后续水驱突破之前驱油剂段塞渗流阻力的空间动态分布特征是影响驱油效率的关键因素,二元体系(AP-P4(1400 mg/L)/ZX-27(300 mg/L),黏度为6.4 mPa·s)比疏水缔合聚合物AP-P4(1750 mg/L,黏度为62.9 mPa·s)多提高10%的原油采收率。

增溶改性疏水缔合聚合物的溶解机理及性能

目的疏水缔合聚合物的溶解性制约了在油气开采领域的应用。为了满足油气开采的需要和实现低成本化,研制了疏水缔合聚合物APO,并通过主客体包合技术实现聚合物的增溶改性。方法通过对聚合物结构的设计,提升聚合物的性能,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和疏水单体十八烷基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(OEMA)为原料,采用自由基水溶液聚合的方法,合成了疏水缔合聚合物APO,再利用β-环糊精独特的空腔结构进行主客体包合作用来提高其溶解性能。结果25℃下,β-环糊精与聚合物APO的物质的量比为2∶1时,溶解时间由85 min缩短至45 min,聚合物APO在一价及二价盐水中粒径分别降低19.59%和11.50%。结论该聚合物具有好的耐盐性能,β-环糊精能促进聚合物APO的溶解性,减少聚合物用量,实现油气开采的低成本化。

ArF浸没式光刻胶用抗水涂层研究进展

氟化氩(ArF)浸没式光刻需在光刻胶表面形成抗水涂层,阻挡光刻胶和水之间组分交换。抗水涂层对光刻胶的分辨率、工艺窗口、低缺陷要求起着重要作用,平衡抗水涂层的疏水性和碱溶性是设计聚合物结构的重点和难点。分析了形成抗水涂层的方法和成膜机理,对比了不同方法的优缺点,根据聚合物所含官能团及其碱溶性,对抗水涂层聚合物进行了分类总结,重点阐述抗水涂层聚合物的结构和性能要求,尤其关注了聚合物侧链的位阻效应和氢键作用对涂层的疏水性影响。最后对抗水涂层的应用和发展进行了展望。

耐高温低伤害清洁水性稠化剂的制备及性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和十八烷基甲基丙烯酸酯为原料制备了一种疏水缔合聚合物(AAOS),再使用低分子醇(乙二醇、丙三醇、正丙醇)、表面活性剂(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基硫酸钠)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和疏水缔合聚合物(AAOS)配制了一种自交联耐高温清洁水性稠化剂(FPM-1)。对FPM-1的形貌、溶解性、表观黏度、耐盐性、流变性进行了测试。结果表明,质量分数为0.30%的FPM-1水溶液能显著增强AAOS聚合物分子间的疏水缔合交联作用,增大聚合物的流体力学体积。FPM-1水溶液为高黏弹性流体,悬砂性能好;质量分数为0.27%的AAOS在水中的溶解时间为7 min,最终表观黏度为90 mPa·s,质量分数为0.60%的FPM-1(具有等效聚合物含量)在水中的溶解时间仅需3 min,且最终表观黏度为165 mPa·s。在90℃、170 s^(-1)条件下剪切1 h后,质量分数为0.27%的AAOS水溶液的表观黏度为51 m Pa·s,质量分数为0.60%的FPM-1水溶液表观黏度为77 m Pa·s;质量分数为1.40%的FPM-1水溶液在180℃、170 s^(-1)条件下剪切1 h,最终表观黏度为53 mPa·s;质量分数为0.60%的FPM-1在5×10^(4)mg/L矿化度盐水中黏度保持率为60%。FPM-1体系能显著提高聚合物的黏度和溶解速度,具有低的表/界面张力,有利于破胶液的返排和回收再利用。FPM-1水溶液具有优异的耐盐、耐高温、耐剪切性能。

双网络结构冻胶堵剂在高温高盐下的性能研究

针对塔河油田高温、高盐等缝洞油藏堵水困难的技术难题,构建了双网络结构的冻胶堵剂体系。以N-(3-二甲胺丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)和氯乙酸钠(ClCH2COONa)为原料合成甜菜碱单体TCJ,与单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)共聚合成疏水缔合聚合物CDD。采用矿化度为22×10^(4)mg/L的实际地层水,以0.8%(AM/AMPS)聚合物FZ、1.2%酚醛交联剂、0.15%CDD和0.05%特种交联剂CN-10在130℃条件构建互穿双网络结构冻胶CDD-FZ。冻胶性能测试结果表明,双网络冻胶CDD-FZ,仅3 h就能成胶并且成胶强度为H级,最大屈服应力为326.42 Pa,突破压力为88.19MPa/m,30天脱水率1.14%,较传统单层网络结构冻胶具有更高的强度、耐盐性、耐温性和耐稀释性。该研究填补了塔河油田耐温抗盐高强度堵水冻胶的技术的空白,具备较好的实际应用前景。

疏水缔合水溶性聚合物聚合方法的研究进展

对制备疏水缔合水溶性聚合物的聚合方法进行了综述,包括非均相共溶剂法、均相共溶剂法、超声波法、胶束共聚法、微乳液聚合法、反相微乳液聚合法、自由基界面聚合法、无皂乳液聚合法、活性阴离子聚合法、基团转移聚合法、原子转移自由基聚合法、可逆加成-断裂链转移聚合法、氧阴离子引发聚合法、高分子化学修饰法、二氧化硫环聚合反应法、超临界二氧化碳法等。评述了各种聚合方法制备疏水缔合水溶性聚合物的特点,认为微乳液聚合法和超临界二氧化碳法具有较好的应用前景。

大庆油田缔合聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱油提高采收率研究

在大庆油田油层及流体性质 (原油、水、45℃温度 )条件下 ,研究了碱 /表面活性剂 /缔合聚合物三元复合体系 (ASP)的物理化学性质并进行了驱油效果评价。结果表明 ,缔合聚合物具有良好的耐盐 (碱 )性 ,在相同粘度 (例如 40mPa.s)下 ,用量比部份聚丙烯酰胺三元复合体系的低 5 0 %～ 70 % ;体系具有良好的抗剪切性 ,在 75d内体系稳定 ,无相分离和沉淀 ;缔合聚合物对ASP体系与大庆原油界面张力无明显影响 ;与部份水解聚丙烯酰胺聚合物相比 ,缔合聚合物ASP体系表面活性剂在大庆油砂上的静态吸附量较低 ,但对NaOH的静态吸附量无影响 ;岩心驱替试验结果表明 ,可比水驱提高采收率 2 0 %OOIP以上 ,因而具有广阔的应用前景。

一种疏水缔合水溶性聚合物的合成及其溶液性能

由丙烯酰胺、丙烯酸钠和氯化十八烷基二甲基烯丙基铵 (MJ 1 8)共聚合成了疏水缔合水溶性聚合物HAWP 1 8。对共聚物浓度、盐浓度、温度及表面活性剂浓度对共聚物溶液性能的影响进行了研究。结果表明 ,聚合物质量分数大于临界缔合浓度 ( 0 2 0 % )时 ,溶液粘度急剧增大 ;NaCl的加入使聚合物稀溶液粘度急剧降低 ,而亚浓溶液粘度却增大 ,CaCl2 的加入使聚合物溶液表观粘度先急剧增大后迅速降低 ;聚合物浓度恒定时 ,溶液粘度随表面活性剂SDS浓度的增大而增大 ,达到最大值后 ,迅速下降。

疏水缔合水溶性聚合物的合成

本文综述了疏水缔合型水溶性聚合物及其合成方法，包括共聚合法（ 非均相、均相、胶束共聚） 和大分子反应法。介绍了在合成过程中提高油溶性单体和水溶性单体混溶性的方法，简述了合成方法对聚合物结构的影响。

丙烯酰胺与二(烯丙基)十二胺在羧甲基纤维素上的接枝共聚物合成与表征

以十二胺与 3 氯丙烯的反应物二 (烯丙基 )十二胺 (DALA)、丙烯酰胺 (AM)和羧甲基纤维素 (CMC)为原料 ,合成了疏水化水溶性两性纤维素接枝共聚物 (CGAL) .利用FTIR、1 H NMR、MS和元素分析 (EA)等方法确证了DALA的结构 .考察了CMC的取代度与浓度 ,AM、DALA与引发剂浓度 ,温度及pH等因素对接枝共聚的影响 .通过FTIR对CGAL进行了分析 .借助比色滴定、EA和GPC等手段测定了CGAL的组成与分子量 .TG分析和粘度法研究了CGAL及其溶液的热稳定性 .

疏水缔合型水溶性聚合物的合成性质与应用

综述了琉水缔合型水溶性聚合物的合成方法,包括水溶性单体与疏水性单体共聚法和水溶性聚合物的化学改性反应法。简要介绍了疏水缔合型水溶性聚合物的性质及其在石油工业中的应用。

分子间高缔合比例疏水聚合物研究(Ⅰ)

分析了目前疏水缔合聚合物在研究和应用中的存在问题,认为主要原因是聚合物分子结构设计不当和聚合反应控制不当。分析了环境-疏水缔合作用-HAWP流变性之间的相互作用关系,认为疏水缔合作用是HAWP水溶液中形成可逆的超分子结构和溶液保持其结构流体特性的根本原因,而分子设计的手段可以实现对分子链内缔合/分子链间缔合动态平衡的调节。分析了疏水缔合作用与HAWP溶液耐温抗盐性能之间的关系,提出了设计分子间高缔合比例疏水缔合聚合物的分子设计目标通过调节所引入疏水基团参与溶液超分子缔合结构的效率,使其溶液的耐温抗盐性能得到进一步提高,同时尽可能降低因疏水基团的引入带来的负面影响。

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。

N,N-二丁基丙烯酰胺及其共聚物的合成

将丙烯酰氯与二丁基胺反应合成了N,N-二丁基丙烯酰胺(DBA),分别用红外光谱、碳谱分析了DBA的结构;DBA与丙烯酰胺(AM)经自由基微乳液聚合制备了水溶性疏水缔合共聚物P(AM-DBA),考察了共聚物中疏水单体含量、共聚物浓度、溶液温度对共聚物水溶液粘度的影响。结果表明,在试验范围内,P(AM-DBA)比聚丙烯酰胺具有更优异的耐温耐盐性能和明显的盐增稠现象。并解决了疏水缔合聚合物的水溶性与耐温耐盐性之间的矛盾。

耐温抗盐疏水缔合聚合物的制备与性能评价

传统的聚合物驱油剂难以满足耐温耐盐和长期老化热稳定性的要求。以N-苯乙基-N-十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为疏水单体、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为功能单体,与丙烯酰胺(AM)共聚制备了水溶性疏水缔合聚合物PSA,考察了最优单体(AM、AMPS、PEDMAM)质量比为83∶15∶2时共聚物的综合性能。结果表明,与传统的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,三元共聚物PSA具有良好的增黏性能、耐温耐盐性、抗剪切性、老化稳定性及驱油性能。在85℃和32 g/L矿化度(钙镁质量浓度800 mg/L)条件下,1500 mg/L PSA溶液的黏度为16.3 mPa·s;在85℃无氧条件下老化60 d后的黏度保留率>80%。室内岩心驱替实验表明,0.7 PV1500 mg/L PSA可在水驱基础上提高采收率35.05%,比相近黏度的HPAM(3000 mg/L)高12.35百分点,具有明显的驱油优势。图8表3参19.

水溶性疏水缔合聚合物在高岭土/水界面的吸附

考察了水溶性疏水缔合聚合物丙烯酰胺 /丙烯酸钠 /十八烷基二甲基烯丙基氯化胺共聚物在高岭土 /水界面的吸附行为 ,以及无机盐 ( Na Cl和 Ca Cl2 )和表面活性剂 (十二烷基苯磺酸钠 SDBS)对吸附的影响 .共聚物在高岭土上的吸附量随平衡浓度的增加而增加 ,并表现出多层吸附特性 .随着 Na Cl和 Ca Cl2 浓度的增加 ,共聚物在高岭土上的吸附增加 ,到一定 Na Cl和 Ca Cl2 浓度后 ,吸附量不再增加 .溶液中 SDBS浓度的增加 ,可导致共聚物在高岭土上的吸附量单调下降 .