am_amps_第三单体三元共聚物耐温抗盐驱油体系的合成与性能

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1、石油天然气学报（江汉石油学院学报）２０１１年３月第３３卷第３期·１２８·ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｉｌａｎｄＧａｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ）Ｍａｒ．２０１１Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．３ＡＭ／ＡＭＰＳ／第三单体三元共聚物耐温抗盐驱油体系的合成与性能李俊中，蒲万芬，杨燕（西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都６１０５００）［摘要］以丙烯酰胺（ＡＭ）和２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）为基本单体，再引入具有不同结构或基团的第三单体：Ｎ，Ｎ－二甲基丙烯酰胺（ＤＭＡＭ），Ｎ－乙烯基－２－吡咯烷酮（ＮＶ

2、Ｐ）和十二烷基苯磺酸钠（ＤＢＳ），通过水溶液聚合法合成了３种耐温抗盐三元共聚物（ＡＭ／ＡＭＰＳ／第三单体），对比研究３种三元共聚物及ＡＭ／ＡＭＰＳ二元共聚物的耐温抗盐性能，并考查了第三单体加量对三元共聚物耐温性能的影响。结果表明，ＡＭ／ＡＭＰＳ／第三单体三元共聚物相比ＡＭ／ＡＭＰＳ二元共聚物耐温抗盐性能有了较大提高。４种共聚物中ＡＭ／ＡＭＰＳ／ＤＭＡＭ相比其他共聚物耐温效果最好，其固含量为０．３％的水溶液，在９０℃环境下６０ｄ后粘度还能保持在５８．８ｍＰａ·ｓ，且高于初始粘度２７ｍＰａ·ｓ。ＡＭ／ＡＭＰＳ／ＤＢ

3、Ｓ抗盐性能要优于其他共聚物，其固含量为０．３％的盐水溶液在９０℃，２００００ｍｇ／Ｌ矿化度下，粘度仍能保持在１０ｍＰａ·ｓ左右。ＤＭＡＭ、ＮＶＰ和ＤＢＳ含量分别为８％、１．０％与０．７％时３种三元共聚物的耐温性最好。［关键词］ＡＭ／ＡＭＰＳ／第三单体；ＤＭＡＭ；ＮＶＰ；ＤＢＳ；耐温抗盐；三元共聚物［中图分类号］ＴＥ３５７．４６［文献标识码］Ａ［文章编号］１０００－９７５２（２０１１）０３－０１２８－０４丙烯酰胺类共聚物是油田中应用最为广泛的水溶性聚合物品种之一，是目前公认的使用效果好、最［１］有发展前景的聚合物

4、。聚丙烯酰胺较易合成，分子量可控，价格便宜，可降低原油注水开发时水的流动度和渗透率，扩大注水开发的波及效率，但聚丙烯酰胺耐盐性、耐温性、抗剪切性能都不尽人意。目前通常用来提高聚合物耐温抗盐性能的方法主要是改进聚合物分子的化学结构，如利用丙烯酰胺（ＡＭ）单体与２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）单体共聚合成的ＡＭ／ＡＭＰＳ二元共聚物，这种共聚物相比聚丙烯酰胺耐温抗盐性能有一定提高，但仍不能满足油田对适应各种高温高盐复杂油藏的聚合物驱油剂的需求，所以没有在油田广泛应用。为进一步提高丙烯酰胺类聚合物驱油剂的耐温

5、抗盐性能，笔者根据分子设计理论，在ＡＭ与ＡＭＰＳ单体的基础上再引入具有特殊结构或官能团的第三单体，而这种特殊结构或官能团具有一定的耐温抗盐性能。即在物中引入两性离子的单体和疏水单体，如Ｎ，Ｎ－二甲基丙烯酰胺（ＤＭＡＭ）；引入可抑制酰胺基团水解的结构单元，如Ｎ－乙烯基－２－吡咯烷酮（ＮＶＰ）；引入可使聚合物具有较高热稳定性的大侧基或刚性基团，如十二烷基苯磺酸钠（ＤＢＳ）等单［２］体，合成ＡＭ／ＡＭＰＳ／第三单体三元共聚物，来提高共聚物的耐温抗盐性能。１试验部分该试验采用水溶液聚合法合成三元与二元共聚物。１．１试剂

6、与仪器试剂有：丙烯酰胺，Ｎ，Ｎ－二甲基丙烯酰胺（ＤＭＡＭ），Ｎ－乙烯基－２－吡咯烷酮（ＮＶＰ），十二烷基苯磺酸钠（ＤＢＳ），氢氧化钠，水溶性偶氮，均为分析纯；２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ），为工业品。仪器有：恒温水浴锅，恒温烘箱，ＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄＤＶ－Ⅲ型流变仪等。［收稿日期］２０１０－０７－１４［作者简介］李俊中（１９８２－），男，２００８年长江大学毕业，硕士生，现主要从事提高采收率方面的研究工作。第３３卷第３期李俊中等：ＡＭ／ＡＭＰＳ／第三单体三元共聚物耐温抗盐驱油体系的合成与性能·１２９·

7、１．２共聚物合成与纯化将ＡＭＰＳ溶于蒸馏水中，调节ｐＨ值至中性，加入适量第三单体和ＡＭ单体，置于恒温水浴中的三颈瓶内，通氮气搅拌约３０～４０ｍｉｎ，加入引发剂水溶性偶氮，在氮气保护下反应３～６ｈ，得到粗产物。将粗产物用无水乙醇沉淀、洗涤，如此反复２～３次。在真空烘箱中于６０℃干燥至质量恒定，放入保干器中备用。２三元共聚物耐温性评价与第三单体加量讨论２．１ＡＭ／ＡＭＰＳ／ＤＭＡＭ共聚物通过引入疏水单体ＤＭＡＭ可以使聚合物形成疏水缔合共聚物ＡＭ／ＡＭＰＳ／ＤＭＡＭ，其水溶液由于疏水效应的影响会表现出较强的增［３］粘

8、效应、剪切增稠特性。将ＤＭＡＭ含量不同的共聚物溶于自来水中，固含量为０．３％，在９０℃恒温环境下对其耐温性能观察６０ｄ，结果如图１所示，３条曲线表示共聚物的粘度随ＤＭＡＭ含量的不同而变化的情况。ＤＭＡＭ含量分别为０．５％、１．０％和１．５％，共聚物耐温性能随着ＤＭＡＭ含量的增加而先增加后降低，并在ＤＭＡＭ含量为１．０％时ＡＭ／ＡＭＰＳ／ＤＭＡＭ共聚物的耐温效果最好。由图１可知，ＡＭ／Ａ