论文摘要
聚丙烯酰胺（PAM）是目前油田上使用最广的水溶性聚合物之一。利用聚合物粘度,降低油水体系间的流度差,以达到使油水体系形成O/W型乳状液的效果。我国新疆地区、中亚五国、南非等产油地区具有高盐高温油藏环境。因此,由于聚丙烯酰胺（PAM）及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）结构特点,造成了应用时存在的一些缺陷:在盐水中有粘度损失;长时间放置或较高温度下（90℃）放置易降解;部分水解的聚丙烯酰胺所带羧基可与二价离子反应。这些缺陷影响了聚丙烯酰胺的广泛应用。本论文在合成AM/AMPS聚合物过程中,通过合成方法的选择、单体选择、对反应中影响因素的讨论,引入耐温、耐矿化度的阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和能使分子量增大的丙烯酰胺（AM）,通过水溶液聚合法合成了系列高分子量AM/AMPS聚合物。通过在温度为90℃、碱金属为180 000 mg·L-1,碱土金属盐为10 000 mg·L-1的高温、高矿化度条件下,与其他聚合物性能对比试验,筛选出了合适分子量的耐盐耐温的AM/AMPS聚合物（以下简称PAMAMPS）。PAMAMPS保持了丙烯酰胺类聚合物所具有的分子链的柔韧性和分子形状的易变性,以及分子链上具有与丙烯酰胺单元数相同的酰胺基,而酰胺基具有高极性、易成氢键和高反应活性的结构性质,使得PAMAMPS聚合物具有较好的水溶性。特有耐Fe2+的性能,具有广阔的应用价值。之前选择聚丙烯酰胺及其改性聚丙烯酰胺（MAMPAM）等作为稳定原油O/W乳状液的活性聚合物,在高矿化度条件下(碱金属为100 000 mg·L-1,碱土金属盐为10 000 mg·L-1以上),由于盐是强电解质,压缩分散相油珠的双电层,使聚合物黏度降低明显,极易降解,稳定时间变短,从而失去对乳状液的稳定作用,且原油后脱水困难。而PAMAMPS聚合物具有良好的耐高温、耐高矿化度性能,以及较高的分子量,能够降低油水流度比,避免原油开采中出水快出油慢的现象。充分利用高分子聚合物粘度高,以提高油水体系中水相粘度;耐盐活性剂有效降低界面张力,减小金属离子的空阻效应、毛细现象等特性,将PAMAMAPS与表面活性剂DM-5522复配(在耐受碱金属盐为150 000 mg·L-1,碱土金属为20 000 mg·L-1条件下)成PAMAMPS-DM活性体系,使形成的原油O/W乳状液在高矿化度环境下保持一定时间内的稳定（t≥50min）,不易反相,并能在150min后达到99%的脱水率。因此,PAMAMPS、DM-5522表现出优良的协同作用。文中介绍了AM/AMPS聚合物合成过程,相对于其他聚合物的耐高温、耐高矿化度等性能测试,选择出合适分子量的PAMAMPS。将DM-5522和PAMAMPS按合适比例复配后,作为原油O/W乳状液的稳定剂,表现出良好的协同作用。论文进一步从微观状态、电导率等角度验证了DM-5522与PAMAMPS的良好的协同作用,并用热力学理论解释了聚合物及复配体系对于O/W乳状液体系的分散和稳定作用。
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标签：粘度论文; 乳状液稳定性论文; 高矿化度论文; 聚丙烯酰胺论文; 丙烯酰胺基甲基丙磺酸论文;