钻井液抗温耐盐复合型淀粉降滤失剂制备与应用

本文合成了一系列丙烯酰胺接枝淀粉(St-g-PAM),选择性能最优者与亚硫酸钠复合成抗温耐盐降滤失剂HRS产品.结果表明,高接枝率的St-g-PAM具有良好的降滤失性能.本实验中,提高引发剂浓度与反应温度,先有利于接枝,而后又会导致接枝率下降.增加丙烯酰胺浓度能促进接枝反应.加入一定量亚硫酸钠与Stg-PAM(接枝率=123.9%)复配,降滤失性能得到进一步改善.基于此制备而得的复合型降滤失剂HRS,只需1%的低添加量,就能将150℃老化16 h的盐水与饱和盐水基浆的FLAPI从132 mL和160 mL降至7 mL以下.该产品已在高庙-3深井钻探中得到成功应用.     

新型阴离子型抗高温降滤失剂ALW的研制与室内评价

以抗高温钻井液降滤失荆的性能要求为出发点,根据处理剂抗高温作用机理设计处理剂的分子结构。采用氧化还原反应体系首次合成了新型的四元阴离子型降滤失剂ALW。对其在钻井液中的性能进行评价,试验结果发现,ALW有良好的温度稳定性、抗盐抗钙性及抑制性。     

宽口径密度高温水基钻井液体系研究

针对深井钻井中经常遇到的井底高温、井眼缩径、坍塌、阻卡和压力梯度变化范围较大等钻井液技术难题,首先筛选出抗高温抗盐降滤失剂、降黏剂、抑制剂和润滑剂等主要处理剂,进而通过配伍性优化研制出宽口径密度(1.3～1.8g/cm3可调)高温水基钻井液体系。评价结果表明,该体系抗温180℃,流变、滤失性能优良,抑制性、抗污染能力强,储层保护效果好。     

可控分子质量PAM的合威

采用水溶液聚合法,以丙烯酰胺为原料合成了聚丙烯酰胺PAM,通过正交实验确定了最佳反应条件：即单体加量为20％,引发剂加量为单体总质量的0.12％,甲酸钠用量为20mg／L,反应温度为40℃,反应时间为2h。同时,讨论了甲酸钠加量、单体浓度及引发荆加量对产物分子量的影响。     

反相悬浮聚合法AA-AM吸水树脂的研究

采用反相悬浮聚合法,以丙烯酸和丙烯酰胺为主要原料,司班60等作为分散剂,环己烷为介质,过硫酸钾-亚硫酸氢钠为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,合成吸水树脂;考察了防粘剂、分散剂对树脂性能的影响,并对树脂的各种性能进行了分析。实验表明:丙烯酸和丙烯酰胺的单体摩尔比为1∶1.5,水油比为1∶4,引发剂0.7%(质量分数),交联剂0.06%(质量分数),分散稳定剂8%(质量分数),防粘剂PEG-2000和PEG-6000比为1∶1,丙烯酸与氢氧化钠的中和度为75%,反应温度控制在60℃,反应时间为1.5 h,在此条件下,树脂吸水率达870g/g。     

富含羟基的SMP低聚物在钻井液中的性能研究

工业化制备了一种磺甲基酚醛树脂P-SMP并测试了它在聚磺钻井液体系中的性能.同时,P-SMP的分子结构通过元素分析和凝胶渗透色谱得到表征.结果表明:P-SMP是一种聚合度为1～3的磺化羟甲基苯酚低聚物的混合物. P-SMP分子结构中的硫元素含量与SMP-Ⅰ相当,而氧元素含量明显比SMP-Ⅰ高.这意味着P-SMP拥有更多的羟甲基。多羟基和低的平均相对分子量是P-SMP比SMP-Ⅰ具有更加优异的抗高温降滤失性和降黏性的根本原因.尤其是在150℃以上温度使用时,P-SMP效果更好. P-SMP低聚物已经在西门1井钻探中得到成功应用.     

纸浆接枝改性制备高吸水性树脂的研究

采用纸浆纤维素为分子骨架，接枝丙烯酸及丙烯酰胺制备高吸水树脂。对单体用量、引发剂用量、中和度、反应温度等工艺条件进行了优化研究。利用IR图表征了产物的结构。     

MA-AM-BA三元共聚物的合成及其阻垢性能研究

以水为溶剂，过氧化物为引发剂，马来酸酐(MA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸正丁酯(BA)为单体。合成了MA—AM—BA三元水溶性聚合物。探讨了引发剂及分子量调节剂用量、单体比例、聚合温度、聚合时间与聚合物阻垢性能的关系，在最佳合成条件下的聚合产物对CaCO3垢、CaSO4垢的阻垢率分别为97．10％和98．42％。     

核壳型苯丙乳液的制备与交联改性研究

采用核壳聚合法制备了以聚丙烯酸丁酯为核,以聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯为壳的软核硬壳型乳液,考察了不同的软硬单体配比、乳化剂浓度、引发剂浓度、反应温度等因素对乳液性能的影响,并探究了交联剂对乳液性能影响。通过单因素分析,确定各因素最佳组成,软硬单体比例为BA／St／MMA=15：6：4,甲基丙烯酸占单体总质量的5％,乳化剂占单体总质量的3％,阴离子型／非离子型乳化剂的比例为1：1,引发剂占单体总质量的0．5％,交联剂N-羟甲基丙烯酰胺占单体总质量的0．6％。     

淀粉改性及吸附性能研究

研究了以Cu(Ⅲ)离子为引发剂,淀粉与丙烯酰胺接枝共聚的反应规律及吸附规律.探讨了引发剂Cu(Ⅲ)浓度、反应温度、反应时间、淀粉与丙烯酰胺的质量配比等因素对单体转化率、接枝率、接枝效率的影响,确定了最适宜的引发体系、反应条件和工艺路线.同时研究了改性淀粉和纯淀粉对Pb2+的吸附性能.结果表明,淀粉经过改性后的吸附性能明显优于未改性淀粉的吸附性能,达到相同吸附量的吸附时间也缩短.最后,对接枝产物进行了红外表征.     

丙烯酸-马来酸酐共聚物阻垢剂合成工艺研究

以马来酸酐、丙烯酸、PP单体自由聚合合成阻垢剂,研究引发剂用量、反应物摩尔比、反应时间、反应温度对阻垢剂性能的影响。结果表明:当MA与AA摩尔比为7～8时,单体PP用量为10％,引发剂用量为8～12％时,在80℃时反应6～7h合成得到的共聚物阻垢性能最好,阻垢率可以达到95％。     

低分子量聚丙烯酰胺的合成研究

以丙烯酰胺为聚合单体,过硫酸铵为引发剂,甲酸钠为链转移剂,采用水溶液聚合法制备了低分子量(105~106)的聚丙烯酰胺。由此探讨了单体浓度、引发剂浓度、链转移剂用量、反应温度和反应时间等因素对产物分子量的影响。     

反相悬浮法制备AA—AM共聚强吸水树脂

采用反相悬浮法制备了丙烯酸—丙烯酰胺共聚强吸水树脂,并考察悬浮剂、引发剂、交联剂、单体配比、丙烯酸中和度、油水比和聚合温度对聚合体系稳定性及树脂吸水率的影响.     

反相微乳液法合成两性离子聚丙烯酰胺

以丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为主原料,用反相微乳液聚合技术合成两性聚丙烯酰胺。研究了合成高分子量产物的工艺条件,结果表明,当引发剂用量为0．28％,单体浓度为48％,乳化剂用量为16．8％,油水质量比为1：1．2,反应温度为20℃时,所得的产物分子量最高。     

反相乳液聚合制备丙烯酰胺均聚物

采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相、丙烯酰胺水溶液为分散相、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂、Span-80和OP-10为复合乳化剂,制备了丙烯酰胺均聚物(PAM);考察了溶剂、交联剂及其用量、氮气、单体浓度、乳化剂种类、油水比、引发剂用量对PAM均聚物性能的影响.较佳的聚合条件为:交联剂的用量为单体质量的2.5%,单体AM的含量为40%,油/水质量比接近1.0,引发剂过硫酸铵为单体含量的0.9%,使用复合乳化剂Span-80/OP-10,HLB=5.35.在此聚合条件下,制得的PAM均聚物的粘度较大,稳定性较好.     

无磷阻垢剂的合成及其性能评价

针对油田生产过程中含磷阻垢剂的添加对环境的危害,本文以顺丁烯二酸酐、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.并考察了阻垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH值及成垢离子浓度对防垢性能的影响.结果表明,在80℃下,防垢时间为15h时防垢率在90%以上,100℃下防垢率仍可达85%以上.     

多孔P（AA-co-AM）高吸水性材料的制备

以过硫酸钾为引发剂,N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,碳酸钠为发泡剂,十二烷基苯磺酸钠为泡沫稳定剂,丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为单体,采用泡沫体系分散聚合法制备P（AA-co-AM）高吸水性材料,利用红外光谱（FTIR）及扫描电子显微镜（SEM）对材料的结构进行表征并探讨材料的最佳制备条件。FTIR及SEM结果表明通过此方法可成功制得P（AA-co-AM）多孔高吸水性材料,较优制备条件为n（AM）：n（AA）=0.3,n（Na2CO3）：n（AA）=0.5,引发剂占单体质量比为0.5%,交联剂占单体质量比为0.07%,泡沫稳定剂占单体质量比为3.5%。材料在生理盐水中的吸液速率快于在蒸馏水中的吸液速率。     

聚乙烯醇丙烯酸接枝共聚制备吸水性树脂的研究

为了开发聚乙烯醇的非纺织领域的应用,试验在水溶液中氮气保护的情况下,以N,N,-亚甲基双丙稀酰胺为交联剂．铈4＋引发聚乙烯醇与丙烯酸接枝共聚制备吸水性树脂。考察了交联剂用量、引发剂用量、单体用量、反应温度、反应时间和丙烯酸中和度对产物吸水率的影响．得到如下最佳反应条件;胶联剂与聚乙烯醇的质量比为0．14;引发剂与聚乙烯醇的摩尔比为0．04;单体丙烯酸与聚乙烯醇的质量比为6;反应温度为50℃;反应时间为5h;丙烯酸中和度为50％。在该条件下制得吸去离子水高达500余倍的吸水性树脂。     

高压条件下CO_2滤失性测量装置设计及应用

设计了CO_2滤失性测量装置,模拟高压条件下液态或超临界CO_2在裂缝中的流动以及CO_2通过裂缝壁面的滤失过程。滤失性测量装置包括气体加压与循环系统、动态滤失岩心夹持器、滤液采集与计量系统、温度控制系统。采用滤液采集高压容器、回压阀,通过计量水的体积代替计量高压CO_2的体积,实现了高压条件下CO_2滤失体积的计量,并计算得到滤失系数。结果表明,随着时间的增加,高压条件下CO_2的滤失速度逐渐增加并达到稳定状态;同时,随着温度的增加,CO_2滤失速度增加,滤失系数增大,测量结果可为CO_2干法压裂设计提供基础参数。     

乳液型丙烯酸酯压敏胶的研制

利用丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸和甲基丙烯酸-2-羟乙酯为共聚单体合成乳液型丙烯酸酯压敏胶。考察了功能单体、反应时间、乳化剂用量以及引发剂用量对压敏胶性能的影响,确定了乳液型丙烯酸酯压敏胶的最佳条件:丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯质量比为5∶1,丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、复合乳化剂、引发剂过硫酸铵分别占软硬单体质量的8%、4%、2%、0.4%,反应时间3 h,搅拌速度为230r.min-1。所制得的丙烯酸酯压敏胶180°剥离强度达到17.3 N.(20 mm)-1,其他各项性能指标良好。