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驱油用磺化改性聚丙烯酰胺的合成与性能研究

发布时间:2018-11-20 05:26
【摘要】:本文分别采用氧化还原、水溶性偶氮及氧化还原-偶氮复合引发体系制备了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)的三元磺化改性聚丙烯酰胺(SPAM),其中采用氧化还原-偶氮复合引发体聚合后效果最好,制备SPAM最佳条件为:单体浓度33 wt%,AM:AMPS质量比19:1,DMAEMA用量0.2wt%,尿素用量0.02 wt%,EDTA用量0.01 wt%,TEMED用量10μL,pH值8,AIBA浓度0.002 wt%,氧化还原引发剂配比7:0,过硫酸铵用量为0.003 wt%。采用红外光谱、核磁共振、热重分析、扫描电镜对SPAM进行结构表征,测定固含量及相对分子量,考察聚合物及溶液溶液的增粘、溶解、耐温抗盐、抗剪切性及驱油效果。结果表明,合成的共聚物为目标产物SPAM,其相对分子量950万,固含量88%。耐温抗盐测试表明,在溶液总矿化度为20000 mg/L,Ca2+、Mg2+浓度分别为364 mg/L、136 mg/L的高盐条件下,温度从30°C升至99°C时,黏度保留率达到56.7%,相同条件下部分水解聚丙烯酰胺(HPAM,3500万)溶液仅为16.6%,表现出较好的耐温抗盐性能。上述聚合物溶液在80°C条件下的室内驱油实验表明,SPAM溶液在水驱的基础上化学驱采出达到11.8%,比HPAM溶液提高6.9%。提高溶液总矿化度至80000 mg/L、Ca2+离子浓度为728mg/L、Mg2+离子浓度为272mg/L的高盐驱油试验结果表明,SPAM溶液化学驱采出率仍可达到10.7%。合成的SPAM在高温高矿化度油藏的驱油领域具有很好的应用前景。通过对SPAM溶液的抗盐性能测试、分析与数据拟合,提出了y=a×xb方程可以描述盐离子浓度与聚合物溶液表观黏度的关系,给出了拟合方程中的常数,并分析了盐离子浓度对聚合物溶液表观黏度的影响机理。SPAM溶液抗老化性能研究表明,总矿化度为20000mg/L的聚合物溶液,在80°C下放置90d后,溶液表观黏度由20.0 mPa?s降至15.1 mPa?s,黏度保留率为75.5%。不同抗老化剂筛选研究表明,采用乙二醇与硫脲复配体系,在110°C下放置21d后,SPAM聚合物溶液黏度保留率为86.5%,比未添加抗老化剂时的黏度保留率提高24%,表现出较好的抗老化性能。
[Abstract]:In this paper, redox, The ternary sulfonation modification of acrylamide (AM) / 2-acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) / dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) was prepared by water-soluble azo and redox azo complex initiator system. Acrylamide (SPAM), Among them, the redox azo composite initiator has the best effect after polymerization. The optimum conditions for the preparation of SPAM are as follows: monomer concentration 33 wt%,AM:AMPS mass ratio 19: 1 DMAEMA dosage 0.2wt, urea dosage 0.02 wt%,. EDTA dosage: 10 渭 L wt%,TEMED pH 8? AIBA concentration 0.002 wt%, redox initiator ratio 7: 0, ammonium persulfate 0.003 wt%. The structure of SPAM was characterized by IR, NMR, TGA and SEM. The solid content and relative molecular weight were measured. The viscosity, dissolution, temperature resistance and salt resistance, shear resistance and oil displacement of polymer and solution were investigated. The results showed that the synthesized copolymer was the target product of SPAM, with a relative molecular weight of 9.5 million and a solid content of 88%. The results of temperature and salt tolerance test showed that when the total salinity of the solution was 20000 mg/L,Ca2 and the concentration of Mg2 was 364 mg/L,136 mg/L, the viscosity retention rate reached 56.7 when the temperature increased from 30 掳C to 99 掳C. Under the same conditions, the partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM, 35 million) solution was only 16.6g, showing good temperature and salt resistance. The laboratory flooding experiments of the polymer solution at 80 掳C show that the recovery of the SPAM solution on the basis of water flooding is 11.8%, which is 6.9% higher than that of the HPAM solution. When the total salinity of solution was increased to 728mg / L mg _ 2 (728mg 路L ~ (2) 272mg/L, the results showed that the recovery rate of SPAM solution was 10.7g / L ~ (-1). The synthetic SPAM has a good application prospect in the field of high temperature and high salinity oil displacement. By testing the salt resistance of SPAM solution, analyzing and fitting the data, it is put forward that Ya 脳 xb equation can describe the relationship between salt ion concentration and apparent viscosity of polymer solution, and the constants in the fitting equation are given. The effect of salt ion concentration on the apparent viscosity of polymer solution was analyzed. The antiaging property of SPAM solution was studied. The results showed that the polymer solution with total salinity of 20000mg/L was placed at 80 掳C for 90 days. The apparent viscosity of the solution decreased from 20.0 mPa?s to 15.1 mPa?s, viscosity retention rate was 75.5%. The results of screening of different antiaging agents showed that the viscosity retention rate of SPAM polymer solution was 86.5 after the mixture of ethylene glycol and thiourea was placed at 110 掳C for 21 days, which increased the viscosity retention rate of SPAM polymer solution by 24% higher than that without adding antiaging agent. It shows good aging resistance.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE39

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本文编号:2343898

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