AM/AMPS/D_iC_(12)AM/VTS-SiO_2的合成及其溶液性能研究

作者：邢骥跃

来源：硕士, 西南石油大学, 2017.

• 疏水缔合
• 聚丙烯酰胺
• 耐温抗盐
• 二氧化硅

针对目前驱油用聚丙烯酰胺耐温和抗盐等性能较差难以满足实际应用情况,本设计以经硅烷偶联剂VTS表面接枝的纳米二氧化硅（VTS-Si02）、具有双尾烷基长链的二正十二胺基丙烯酰胺（DiC12AM）、具有强极性和水化性的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料通过自由基胶束聚合制备了一种疏水缔合聚丙烯酰胺（AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2）并对其结构进行了表征。通过单因素优化法得该聚合物的最佳合成条件为AM、AMPS、VTS-Si02、DiC12AM、OP-10的质量加量分别为单体总加量的78wt%、18wt%、0.4wt%、3.1wt%、0.5wt%;引发剂偶氮二异丁咪盐酸盐（V-50）加量为单体总质量的0.12wt%;单体总浓度为25wt%;反应体系pH为7;反应温度为40℃;反应时间为8 h,此条件下单体转化率为97.35%,聚合产物AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2特性粘数为840.16 mL/g,粘均相对分子质量为3.9× 106 g/mol,临界缔合浓度约为3.8 g/L,在高浓度时具有比高分子量（1.8× 107 g/mol）HPAM更大的增稠能力。功能单体加量对聚合产物溶液性能的影响研究结果表明,在热、盐或剪切作用下,当 AMPS、DiC12AM、VTS-Si02 加量分别为 18 wt%、3.1 wt%、0.42 wt%时,聚合产物AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2具有最高的保留粘度和弹性响应。AM/AMPS/DiC12A M/VTS-Si02与HPAM溶液耐温对比实验结果表明,90℃时,浓度为2 g/L的AM/AMP S/DiC12AM/VTS-SiO2纯水溶液表观粘度为715 mPa·s,粘度保留率为54.2%;浓度为5 g/L的盐水溶液（CNacl= 1×1O5 mg/L）表观粘度为2682 mPa·s,粘度保留率为63.8%;高温老化30天后,5 g/L并含100 g/L NaCl的其溶液表观粘度为95.7 mPa·s,粘度保留率为29.2%,AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2显示出了比HPAM更好的耐温性能。A M/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2与HPAM溶液抗盐对比实验结果表明,25℃条件下,在100 g/L NaCl、10g/L MgCl2 和 1Og/L CaCl2的盐水溶液中,2 g/L 的 AM/AMPS/DiC12A M/VTS-SiO2溶液粘度保留率分别为HPAM的4倍、8倍和13倍;当AM/AMPS/DiC12 AM/VTS-Si02浓度为5 g/L时,分别为HPAM的10倍、13倍和12倍,且粘度保留值均远远大于同条件下的HPAM,显示出了更好的抗盐性能。AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2与HPAM溶液剪切对比实验结果表明,在剪切速率从0 s-1增到1300 s-1的过程中,AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2溶液的粘度均高于同条件下的HPAM;500 s-1高速剪切5min后其溶液粘度基本不变,AM/AMPS/DiC12AM/VTS-SiO2溶液表现出了很好的抗剪切能力和剪切恢复性能。小振幅动态剪切对比实验表明,AM/AMPS/DiC12AM/VTS-Si O2具有比高分子量HPAM更好的粘弹性能。

• 出版日期2017
• 单位西南石油大学