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磺酸盐型聚丙烯酰胺研究

2020-12-06阅读(908)

磺酸盐型聚丙烯酰胺研究

论文摘要

部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）在我国油田聚合物驱中广泛应用,取得了良好的经济和社会效益,但HPAM耐温、抗盐能力较差,不能适用于高温、高盐储层,使其应用范围受到了一定的限制。针对高温高盐油藏对驱油聚合物的要求,设计了丙烯酰胺与四种含磺酸基单体的共聚,优选出一种增粘性能最好的共聚物,采用正交试验法确定了聚合反应的最佳条件,并考察了反应时间、温度、单体加量、单体配比、引发剂加量及烘干温度等条件对聚合物水溶液粘度的影响,优选出磺酸盐型聚丙烯酰胺SPAM;采用红外光谱对SPAM进行了结构表征,用乌式粘度计测定了SPAM的特性粘数,求出了SPAM的粘均相对分子质量为515万;对SPAM的性能进行了综合评价,SPAM在较高温度下不易分解,具有良好的热稳定性,SPAM水溶液性能研究表明,相对于丙烯酰胺均聚物,SPAM水溶液具有良好的溶解、增粘、耐温、抗盐及抗剪切性能,可以满足高温高盐油藏对驱油聚合物的基本要求。为了提高SPAM的相对分子质量,室内用不同交联剂对SPAM进行了适度交联,优选出苯酚/甲醛交联剂体系,采用此交联剂体系的粘度大幅度提高,在60℃下SPAM浓度为500mg·L-1时体系的粘度为172mPa·s,且具有良好的流变性。探讨了磺酸盐型聚丙烯酰胺SPAM分子结构对其耐温抗盐性能的影响,磺酸基团的强阴离子性赋予SPAM优良的耐温与抗盐性能,为磺酸盐型聚丙烯酰胺在聚合物驱中的应用提供了依据和重要的参考数据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 1.1 聚丙烯酰胺在三次采油中的应用
  • 1.2 聚丙烯酰胺在聚合物驱中存在的问题
  • 1.3 耐温抗盐聚合物的发展方向及研究现状
  • 1.3.1 耐温抗盐聚合物的发展方向
  • 1.3.2 耐温抗盐聚丙烯酰胺的研究现状
  • 1.3.3 聚丙烯酰胺在油田的应用
  • 1.4 选题依据与研究内容
  • 1.4.1 选题依据及目的意义
  • 1.4.2 主要研究内容
  • 第二章 试验方法与方案设计
  • 2.1 试验仪器与药品
  • 2.1.1 试验仪器
  • 2.1.2 试验药品
  • 2.2 磺酸盐型聚丙烯酰胺合成方案设计
  • 2.2.1 含磺酸基单体的选择
  • 2.2.2 聚合方式的选择
  • 2.2.3 引发体系的选择
  • 2.2.4 磺酸盐型聚丙烯酰胺的合成步骤
  • 2.2.5 磺酸盐型聚丙烯酰胺交联体系的制备
  • 2.3 性能测试方法
  • 2.3.1 红外光谱分析（FTIR）
  • 2.3.2 相对分子质量的测定
  • 2.3.3 单体转化率的测定
  • 2.3.4 水解度的测定
  • 2.3.5 水溶液粘度测定
  • 2.3.6 溶解性能测定
  • 2.3.7 耐温性能测试
  • 2.3.8 抗盐性能测试
  • 2.3.9 热稳定性能测试
  • 2.3.10 剪切稳定性能测试
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 磺酸盐型聚丙烯酰胺的合成及其影响因素分析
  • 3.1 含磺酸基单体的优选
  • 3.1.1 AM/S1 水溶液聚合试验探讨
  • 3.1.2 AM/S2 水溶液聚合试验探讨
  • 3.1.3 AM/S3 水溶液聚合试验探讨
  • 3.1.4 AM/S4 水溶液聚合试验探讨
  • 3.1.5 含磺酸基单体的确定
  • 3.2 磺酸盐型聚丙烯酰胺水溶液聚合正交试验
  • 3.3 磺酸盐型聚丙烯酰胺水溶液聚合影响因素考查
  • 3.3.1 反应时间对产物增粘性能的影响
  • 3.3.2 反应温度对产物增粘性能的影响
  • 3.3.3 反应单体加量对产物增粘性能的影响
  • 3.3.4 单体配比对产物增粘性能的影响
  • 3.3.5 引发剂加量对产物增粘性能的影响
  • 3.3.6 烘干温度对产物水溶液粘度的影响
  • 3.3.7 氧对聚合反应的影响
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 磺酸盐型聚丙烯酰胺的表征与性能评价
  • 4.1 红外光谱
  • 4.2 相对分子质量
  • 4.3 单体转化率
  • 4.4 SPAM 水溶液性能研究
  • 4.4.1 溶解性能
  • 4.4.2 增粘性能
  • 4.4.3 水解度
  • 4.4.4 耐温性能
  • 4.4.5 抗盐性能
  • 4.4.6 耐温抗盐综合性能
  • 4.4.7 热稳定性能
  • 4.4.8 剪切稳定性能
  • 4.4.9 pH 值对SPAM 粘度的影响
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 磺酸盐型聚丙烯酰胺交联体系的研制与评价
  • 5.1 SPAM 交联体系配方研究
  • 5.1.1 SPAM/有机铬交联体系研究
  • 5.1.2 SPAM/苯酚/甲醛交联体系研制与优选
  • 5.1.3 pH 值对SPAM/苯酚/甲醛交联体系粘度的影响
  • 5.1.4 温度对SPAM/苯酚/甲醛交联体系粘度的影响
  • 5.2 SPAM/苯酚/甲醛交联体系热稳定性能
  • 5.3 SPAM/苯酚/甲醛交联体系抗盐性能
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 磺酸盐型聚丙烯酰胺及其交联体系耐温抗盐机理探讨
  • 6.1 磺酸盐型聚丙烯酰胺增粘及耐温抗盐机理
  • 6.1.1 分子结构对磺酸盐型聚丙烯酰胺性能的影响
  • 6.1.2 磺酸基耐温机理
  • 6.1.3 磺酸基抗盐机理
  • 6.2 磺酸盐型聚丙烯酰胺/苯酚/甲醛交联体系增粘及耐温抗盐机理
  • 6.2.1 磺酸盐型聚丙烯酰胺/苯酚/甲醛交联反应机理
  • 6.2.2 磺酸盐型聚丙烯酰胺/苯酚/甲醛交联体系耐温机理
  • 6.2.3 磺酸盐型聚丙烯酰胺/苯酚/甲醛交联体系抗盐机理
  • 6.2.4 磺酸盐型聚丙烯酰胺/苯酚/甲醛交联体系剪切稳定机理
  • 6.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的学术成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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