采油用新型聚合物的合成及性能研究

论文摘要

论文包括疏水缔合聚合物和预交联凝胶颗粒堵水剂的研制及其性能研究两部分内容。论文开发了一类含辣素衍生结构单体的耐温耐盐型疏水缔合聚合物。采用自由基胶束聚合法,引入自制含辣素衍生结构功能单体N-（4-羟基-3-甲氧基-苄基）-丙烯酰胺（HMBA）,合成出丙烯酰胺-丙烯酸-HMBA-丙烯酸十八酯四元疏水缔合共聚物（AMAHSA）以及丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-HMBA-丙烯酸十八酯四元疏水缔合共聚物（AMPHSA）。讨论了AMAHSA以及AMPHSA的合成条件,研究了温度和外加盐对其溶液性能的影响,并与不含HMBA的聚丙烯酰胺-丙烯酸-丙烯酸十八酯三元疏水缔合共聚物（AMASA）以及丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-丙烯酸十八酯三元疏水缔合共聚物（AMPSA）进行对比。结果表明,这四种疏水缔合聚合物在从0.5%～2.5%的氯化钠溶液中的抗盐性大小依次为:AMAPHSA＞AMAPSA＞AMAHSA＞AMASA;在从0.2%～1.0%的氯化钙溶液中的抗盐性大小依次为:AMAPHSA＞AMAHSA＞AMAPSA＞AMASA;四种聚合物的抗温性大小依次为:AMAPHSA＞AMAHSA＞AMAPSA＞AMASA。实验证明,加入HMBA后的AMAPHSA和AMAHSA的耐温耐盐性能均优于未加入HMBA的AMAPSA和AMASA。论文开发了一种淀粉接枝、含辣素衍生结构单体的耐温耐盐型堵水剂。采用自由基引发聚合法,引入自制含辣素衍生结构功能单体N-（4-羟基-3-甲氧基-苄基）-丙烯酰胺（HMBA）,合成出淀粉接枝的丙烯酰胺-丙烯酸-HMBA共聚物（PSHAAM）。讨论了该接枝共聚物的合成条件,研究了其饱和溶胀度、保水率以及耐温耐盐性等各项性能指标。结果表明,PSHAAM在蒸馏水中的饱和溶胀度为305g/g,自来水中为255g/g,生理盐水中为118g/g,海水中为58g/g;PSHAAM在50℃时5h内的保水率可达60%,在70℃时5h的保水率仍可达45%;PSHAAM可在100℃、20.0%的NaCl溶液高温高矿化度状态下稳定存在3个月以上。实验证明,该堵剂的各项性能都较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 概述
• 1.1.1 聚合物驱油技术
• 1.1.2 堵水调剖技术
• 1.2 疏水缔合水溶性聚合物
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 合成方法
• 1.2.3 研究现状
• 1.3 预交联凝胶颗粒堵水剂
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 合成方法
• 1.3.3 研究现状
• 1.4 课题的提出、选题的目标及研究意义
• 1.4.1 课题的提出
• 1.4.2 选题的目标
• 1.4.3 研究的意义
• 第二章 新型疏水缔合聚合物的合成及性能研究
• 2.1 设计思路
• 2.1.1 设计思路
• 2.1.2 单体的选择
• 2.2 聚合产品的合成
• 2.2.1 合成原理
• 2.2.2 主要实验仪器及试剂
• 2.2.3 合成方法
• 2.3 红外光谱表征
• 2.3.1 丙烯酰胺、丙烯酸和SA的三元共聚物AMASA的表征
• 2.3.2 丙烯酰胺、丙烯酸、HMBA和SA的四元共聚物AMAHSA的表征
• 2.3.3 丙烯酰胺、AMPS和SA的三元共聚物AMAPSA的表征
• 2.3.4 丙烯酰胺、AMPS、HMBA和SA的四元共聚物AMAPHSA的表征
• 2.4 聚合条件的确定
• 2.4.1 单体总浓度的确定
• 2.4.2 AA含量的确定
• 2.4.3 AMPS含量的确定
• 2.4.4 疏水单体含量的确定
• 2.4.5 引发剂含量的确定
• 2.4.6 HMBA含量的确定
• 2.4.7 反应时间的确定
• 2.4.8 反应温度的确定
• 2.5 疏水缔合聚合物的溶液性能研究
• 2.5.1 疏水缔合聚合物的溶解条件
• 2.5.2 聚合物耐盐性能评价
• 2.5.3 聚合物耐温性能评价
• 第三章 新型预交联凝胶颗粒堵水剂的合成及性能研究
• 3.1 聚合产品的合成
• 3.1.1 合成原理
• 3.1.2 主要实验仪器及试剂
• 3.1.3 合成方法
• 3.2 红外光谱表征
• 3.3 聚合条件的确定
• 3.3.1 淀粉含量的确定
• 3.3.2 AA含量的确定
• 3.3.3 HMBA含量的确定
• 3.3.4 交联剂MBA含量的确定
• 3.3.5 引发剂含量的确定
• 3.3.6 反应时间的确定
• 3.3.7 反应温度的确定
• 3.3.8 丙烯酸的中和度的确定
• 3.4 预交联凝胶颗粒堵水剂的性能研究
• 3.4.1 在不同温度下蒸馏水中吸水速率的比较
• 3.4.2 不同矿化度溶液中吸水速率和溶胀度的比较
• 3.4.3 保水性能的比较
• 3.4.4 耐高温高盐性能研究
• 3.4.5 原油中的收缩性能研究
• 第四章 结论与建议
• 4.1 主要结论
• 4.1.1 疏水缔合聚合物
• 4.1.2 预交联凝胶颗粒堵水剂
• 4.2 主要创新点
• 4.3 存在的问题及今后的工作方向
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 附:硕士期间已发表的论文目录