论文摘要
结垢是油田产出水过程中遇到的常见问题之一。油田进入含水期开发后,由于水的热力学不稳定性和化学不相容性,容易造成地面系统、油井井筒及注水井井底的结垢问题,给油气田生产造成了严重的影响和巨大的经济损失。目前,预防结垢最常用的方法之一是投加阻垢剂。由于水资源日趋紧张所导致的工况条件的恶化给阻垢剂的发展带来了新的挑战。随着人类对环境重视程度的提高、水资源的保护和节约力度的加大,以及环保法规的日益严格,低磷、无磷阻垢剂的开发已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题。本论文研究的目的是合成一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂。并在各种条件下对其进行性能评价,初步探索其阻垢机理。本论文在不引入磷的条件下,根据阻垢剂结构与性能的关系,用顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料,在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂。在合成研究中,通过溶液聚合的方式合成了本论文所研究的聚合物阻垢剂,并研究了影响阻垢剂性能的各种因素,包括各种单体配比、单体投料方式、引发剂种类及用量反应温度、反应时间等。得到阻垢剂最佳合成工艺,通过对聚合物投料组成的选择,得出确定了阻垢剂合成工艺条件：马来酸酐、AMPS、丙烯酸、丙烯酰胺的摩尔比为2：0.4：1：1,反应温度85℃,反应时间4.5h,引发剂加量为单体总质量的8%。并用红外光谱对产品的结构进行分析,共聚物阻垢剂中含羧基、磺酸基和酰胺基等官能团,最后用乌氏粘度法测试了其粘均相对分子量。在对聚合物阻垢剂的阻垢性能评价中,采用的是静态实验法,结果表明：该阻垢剂对钙垢有良好的阻垢效果,对钡锶垢也有较好的阻垢效果；在体系温度大于100℃、pH值大于10的情况下阻垢剂的阻垢率下降,聚合物阻垢剂能长时间起阻垢作用；对高浓度钙离子的碳酸钙垢在增加阻垢剂用量的情况下有良好的阻垢效果。通过对聚合物阻垢剂在模拟油田注水水质中的阻垢性能进行的评价,结果显示,本论文在去磷前提下所合成的聚合物阻垢剂具有可行性。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究目的及意义1.2 油田水结垢的一般问题及防垢技术研究1.2.1 油田水结垢类型1.2.2 油田水结垢机理1.2.3 油田水结垢影响因素1.2.4 油田水防垢技术进展1.3 阻垢剂国内外研究及其进展1.3.1 阻垢剂的种类及其发展过程1.3.2 阻垢剂的阻垢机理1.3.3 阻垢剂阻垢性能的评价方法1.4 本论文研究的背景、目的和内容1.4.1 研究的背景1.4.2 本论文研究的目的1.4.3 研究的内容第2章 阻垢剂的合成原理2.1 聚合反应原理2.2 引发体系2.3 单体的选择及合成可行性分析2.3.1 单体的选择2.3.2 合成可行性分析2.4 本章小结第3章 阻垢剂的合成研究3.1 实验仪器和试剂3.1.1 实验仪器3.1.2 实验试剂3.2 实验方法3.3 阻垢剂合成条件的选择3.3.1 磺酸类单体的优选及单体性质简介3.3.2 引发剂的选择3.3.3 合成条件的正交实验3.4 单体配比的选择及合成条件的进一步优化3.4.1 单体配比的选择3.4.2 合成条件的进一步优化3.4.3 加料方式的选择3.5 聚合物阻垢剂的分子表征3.5.1 聚合物阻垢剂的红外光谱3.5.2 聚合物阻垢剂相对分子量的测定3.6 本章小结第4章 阻垢剂阻垢性能研究及其作用机理分析4.1 本课题阻垢剂评价方法4.2 实验仪器及试剂4.2.1 实验仪器4.2.2 实验试剂4.3 阻垢剂阻垢性能的评价4.3.1 碳酸钙结垢体系4.3.2 硫酸钙结垢体系4.3.3 硫酸钡体系4.3.4 硫酸锶体系4.4 无磷阻垢剂作用机理的分析4.5 本章小结第5章 阻垢剂应用性能研究5.1 无磷阻垢剂技术指标的测定5.1.1 游离单体的测定5.1.2 阻垢剂固体含量测定5.1.3 密度的测定5.1.4 测定结果5.2 阻垢剂的配伍性实验5.3 阻垢剂的热稳定性评价5.4 聚合物阻垢剂在模拟油田水中的阻垢性能应用研究5.4.1 阻垢剂加量对阻垢性能的影响2含量对阻垢性能的影响'>5.4.2 CO2含量对阻垢性能的影响2S对阻垢效果的影响'>5.4.3 H2S对阻垢效果的影响5.4.4 温度对阻垢性能的影响5.4.5 pH对阻垢性能的影响5.5 本章小结第6章 结论与建议6.1 结论6.2 建议致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文
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