表面活性聚丙烯酰胺驅(qū)油劑

1、目目 錄錄項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景熱法采油熱法采油精細(xì)油藏描述精細(xì)油藏描述氣體混相驅(qū)氣體混相驅(qū)化學(xué)復(fù)合驅(qū)（聚合物化學(xué)復(fù)合驅(qū)（聚合物+ +表面活性劑）表面活性劑）微生物驅(qū)油微生物驅(qū)油原油采收率原油采收率項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景聚合物聚合物表面活性劑表面活性劑剝離分散原油剝離分散原油擴(kuò)大波及體積擴(kuò)大波及體積 增加洗油效率增加洗油效率二元復(fù)合驅(qū)作為有效的提高采收率的方二元復(fù)合驅(qū)作為有效的提高采收率的方法之一，可以提高采收率法之一，可以提高采收率1215%。乳化增容原油乳化增容原油降低油水界面張力降低油水界面張力改善油水流度比改善油水流度比具有粘彈性具有粘彈性項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景不足之處：不耐高溫和高鹽不耐高溫和高鹽色色

2、譜分離現(xiàn)象譜分離現(xiàn)象施工工藝復(fù)雜施工工藝復(fù)雜含有表面活性基含有表面活性基團(tuán)團(tuán)的的功能性功能性驅(qū)驅(qū)油聚合物油聚合物優(yōu)勢(shì)所在研究概況聚合物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)聚合物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究概況技術(shù)路線技術(shù)路線SM表面活性單體表面活性單體1MA表面活性單體表面活性單體2010203040506070CH2Cl2DMSOEtOHH2OH2O:EtOH=1:1（V)H2O:EtOH=1:2（V)SM中間體合成溶劑的優(yōu)化選擇中間體合成溶劑的優(yōu)化選擇反應(yīng)收率（%）單體單體SM合成與討論合成與討論101020304050607040506070788085SM中間體合成溫度的優(yōu)化中間體合成溫度的優(yōu)化反應(yīng)收率(%)單體單體SM合成

3、與討論合成與討論01020304050607080900.01%0.05%0.10%0.30%0.50%1.00%2.00%SM中間體中間體合成合成中催化劑的影響中催化劑的影響CuI四丁基溴化銨單體單體SM合成與討論合成與討論0102030405060708090丙酮水乙醇水/丙酮=1/1水/丙酮=1/2表面活性單體表面活性單體SM合成溶劑的優(yōu)化合成溶劑的優(yōu)化反應(yīng)收率（%）單體單體SM合成與討論合成與討論單體單體MA合成與討論合成與討論2020406080100乙醚乙酸乙酯二氯甲烷三氯甲烷甲苯丙酮MA中間體合成溶劑的優(yōu)化選擇中間體合成溶劑的優(yōu)化選擇反應(yīng)收率（%）單體單體MA合成與討論合成與討論

4、02040608010051020304050MA中間體合成溫度的優(yōu)化中間體合成溫度的優(yōu)化十二碳十四碳十六碳十八碳單體單體MA合成與討論合成與討論0204060801001:1.21:11.2:11.5:12:1MA中間體合成物料比的優(yōu)化中間體合成物料比的優(yōu)化反應(yīng)收率(%)烷基胺與順酐的摩爾比01020304050607080908090100105110115表面活性單體表面活性單體MA制備的溫度優(yōu)化制備的溫度優(yōu)化反應(yīng)收率（%）單體單體MA合成與討論合成與討論研究概況在波數(shù)3448.2m-1附近為酰胺基的吸收，且1397.8cm-1附近出現(xiàn)強(qiáng)吸收，表明酰胺為雙取代；波數(shù)2978.7cm-1附

5、近為碳碳雙鍵的特征吸收，波數(shù)2926.9cm-1附近為亞甲基的特征吸收，波數(shù)2947.9m-1附近為甲基的特征吸收，在1173.2cm-1附近為磺酸基的特征吸收，證明產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵、酰胺基、磺酸基和長(zhǎng)鏈烷基等基團(tuán)?；瘜W(xué)位移6.3和6.0處是碳碳雙鍵上氫的位移，化學(xué)位移3.23.7為與磺酸相連亞甲基上氫的位移，化學(xué)位移0.91.3為長(zhǎng)鏈碳上亞甲基和甲基氫的位移。研究概況化學(xué)位移5.96.3處是碳碳雙鍵上氫的位移，化學(xué)位移3.23.3為與磺酸相連亞甲基上氫的位移，化學(xué)位移0.91.5為長(zhǎng)鏈碳上亞甲基和甲基氫的位移。3240.1cm-1附近為酰胺基的吸收，3074.8cm-1附近為碳碳雙

6、鍵的特征吸收，1285.0cm-1附近為酯基的特征吸收，2916.6cm-1附近為亞甲基的特征吸收，2953.0cm-1附近為甲基的特征吸收，在1173.7cm-1附近為磺酸基的特征吸收，證明產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵、酰胺基、酯基、磺酸基和長(zhǎng)鏈烷基等基團(tuán)，且酰胺為單取代。研究概況表面活性單體SM和MA具有較好的表面活性，在臨界膠束濃度附近時(shí)，表面張力可以達(dá)到3035mN/m。研究概況表面活性單體SM和MA與原油也能很快（30min以?xún)?nèi)）形成超低界面張力，達(dá)到達(dá)到了10-3mN/m，表面這兩類(lèi)表面活性單體具有較高的表面活性和界面活性。聚合方法的選擇聚合方法的選擇表面活性聚合物的合成與討論表面活

7、性聚合物的合成與討論可以參與聚合，活性較好可以參與聚合，活性較好具有良好的水溶性具有良好的水溶性具有分散性及自乳化性具有分散性及自乳化性聚合方式表面活性聚合物的合成與討論表面活性聚合物的合成與討論聚合反應(yīng)器聚合反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1） 具有乳液聚合的優(yōu)點(diǎn)，利于分子量的成長(zhǎng)，具有乳液聚合的優(yōu)點(diǎn)，利于分子量的成長(zhǎng)，聚合前期有利于散熱；聚合前期有利于散熱；2 2） 無(wú)需添加額外的表面活性劑，節(jié)約成本，無(wú)需添加額外的表面活性劑，節(jié)約成本，更有利于后處理；更有利于后處理；3 3） 反應(yīng)溶劑僅為水，無(wú)需添加有機(jī)相介質(zhì)，反應(yīng)溶劑僅為水，無(wú)需添加有機(jī)相介質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好；對(duì)環(huán)境友好；4 4） 能較容易地通過(guò)對(duì)

8、單體及添加劑的用量來(lái)能較容易地通過(guò)對(duì)單體及添加劑的用量來(lái)控制聚合物產(chǎn)品性能?？刂凭酆衔锂a(chǎn)品性能。聚合條件的討論聚合條件的討論注：?jiǎn)误w質(zhì)量濃度20，引發(fā)溫度18，pH8.0，氧化劑質(zhì)量濃度0.02。 引發(fā)劑體系：（1）過(guò)硫酸鈉/亞硫酸氫鈉（1：1）V50 ； （2）過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉（2：1）V50；（3）過(guò)硫酸銨/亞硫酸氫鈉（1：1）V50 ； （4）過(guò)硫酸銨/亞硫酸氫鈉（1：2）V50 ； （5）過(guò)硫酸鉀V50。聚合條件的討論聚合條件的討論引發(fā)劑在略高于化學(xué)計(jì)量量濃度水平，有較好的特性粘數(shù)；該項(xiàng)目聚合反引發(fā)劑在略高于化學(xué)計(jì)量量濃度水平，有較好的特性粘數(shù)；該項(xiàng)目聚合反應(yīng)引發(fā)劑實(shí)際用量控制在化

9、學(xué)計(jì)量量?jī)杀蹲笥?，在?yīng)引發(fā)劑實(shí)際用量控制在化學(xué)計(jì)量量?jī)杀蹲笥?，?530mg/L之間。之間。聚合條件的討論聚合條件的討論對(duì)于表面活性單體對(duì)于表面活性單體SMSM參與的聚合，反應(yīng)起始溫度最優(yōu)為參與的聚合，反應(yīng)起始溫度最優(yōu)為55；而對(duì)；而對(duì)于表面活性單體于表面活性單體MAMA參與的聚合，反應(yīng)起始溫度最優(yōu)為參與的聚合，反應(yīng)起始溫度最優(yōu)為88。 聚合條件的討論聚合條件的討論單體濃度對(duì)聚合物特性粘數(shù)的影響表面活性單體含量與聚合物粘度的關(guān)系聚合條件的討論聚合條件的討論 AMPS含量與聚合轉(zhuǎn)換率的關(guān)系A(chǔ)MPS含量與聚合物粘度的關(guān)系聚合物產(chǎn)品的表征聚合物產(chǎn)品的表征表面活性聚合物SPSM的紅外圖譜3423.8c

10、m-1附近為NH2的吸收峰，3203.7 cm-1為取代N-的吸收峰，2927.1 cm-1為甲基的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，2853.3 cm-1為亞甲基的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，1654.8cm-1為酰胺基中羰基的伸縮振動(dòng)峰，1457.8cm-1為長(zhǎng)鏈亞甲基的不對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng)峰，1041.1 cm-1和1184.4cm-1為磺酸基的對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，628.3 cm-1為C-S鍵的伸縮振動(dòng)峰，表明SPSM聚合物含有上述三種單體。聚合物產(chǎn)品的表征聚合物產(chǎn)品的表征表面活性聚合物SPMA的紅外圖譜3421.9cm-1附近為NH2的吸收峰， 2924.5 cm-1為甲基的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，2852.7 cm-

11、1為亞甲基的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，1654.5cm-1為酰胺基中羰基的伸縮振動(dòng)峰，1458.0cm-1為長(zhǎng)鏈亞甲基的不對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng)峰，1041.8 cm-1和1186.3cm-1為磺酸基的對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，627.0 cm-1為C-S鍵的伸縮振動(dòng)峰，表明SPMA聚合物含有上述三種單體。聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物的粘濃曲線測(cè)試條件：溫度80，礦化度20000mg/L，剪切速率7.34s-1聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物的粘溫曲線測(cè)試條件：濃度0.2g/dL，礦化度20000mg/L，剪切速率7.34s-1聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物的抗鹽表現(xiàn)測(cè)試條件：濃度0.2g/dL，溫度8

12、0， 剪切速率7.34s-1聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物的抗剪切性測(cè)試條件：濃度0.2g/dL，溫度80，礦化度10000mg/L， 剪切轉(zhuǎn)速700r/min連續(xù)剪切6h后SPSM 86.6%SPMA 88.7%HPAM 52.2%連續(xù)剪切6h后SPSM 80.2%SPMA 83.1%HPAM 38.5%聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液的表面活性測(cè)試條件：溫度50，礦化度10000mg/L聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液與原油的界面張力測(cè)試條件：濃度0.2g/dL，溫度50，礦化度10000mg/L 聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液對(duì)原油的分散性測(cè)試條件：高速振蕩機(jī)上

13、10min，溫度50，礦化度10000mg/L 靜置0分鐘靜置5分鐘聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液對(duì)原油的增容能力聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液的洗油效率測(cè)試899696917913SDSOP-10SPSM-1SPSM-2SPMA-1KYPAM-6A考查在外力作用下驅(qū)油劑在湍流過(guò)程中攜帶原油的能力考查在外力作用下驅(qū)油劑在湍流過(guò)程中攜帶原油的能力洗油效率(%)項(xiàng)目指標(biāo)完成情況項(xiàng)目指標(biāo)完成情況項(xiàng)目指標(biāo)完成情況表面活性聚合物同市售產(chǎn)品的粘溫曲線對(duì)比測(cè)試條件：濃度0.2g/dL，礦化度20000mg/L，剪切速率7.34s-1SPSM-146.5%SPMA-246.2%ST503033

14、.1%KYPAM-6A8.3%III類(lèi)油藏條件下聚合物的性能測(cè)試條件：濃度0.15g/dL，剪切速率7.34s-1項(xiàng)目指標(biāo)完成情況表面活性聚合物同市售產(chǎn)品的表面活性對(duì)比研究概況本項(xiàng)目共申請(qǐng)中國(guó)專(zhuān)利4篇耐溫耐鹽兩親聚合物增粘劑耐溫耐鹽兩親聚合物增粘劑( (201010520000.6) )一種丙烯酰胺型大單體的制備方法一種丙烯酰胺型大單體的制備方法( (201010520018.6) )一種聚丙烯酰胺表面活性劑及其制備方法一種聚丙烯酰胺表面活性劑及其制備方法( (200930126325.2200930126325.2) )一種兩親性聚丙烯酰胺增粘劑及其制備方法一種兩親性聚丙烯酰胺增粘劑及其制備

15、方法( (201010520020.3) )項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用情況成本要素成本要素實(shí)際使用金額（元）實(shí)際使用金額（元）備注備注職工薪酬287,260.51折舊費(fèi)152,023.12租賃費(fèi)77,216.71 無(wú)形資產(chǎn)攤銷(xiāo)費(fèi)52,030.62修理費(fèi)88,054.20物料消耗850,565.54水費(fèi)27,895.20電費(fèi)64,202.56其它動(dòng)力和燃料31,542.85項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用情況圖書(shū)資料費(fèi)26,254.36評(píng)審費(fèi)600.00專(zhuān)利費(fèi)7,004.18分析計(jì)量測(cè)試費(fèi)183,654.52辦公費(fèi)5,565.68差旅費(fèi)9,856.56會(huì)議費(fèi)8,665.45通訊費(fèi)2,508.56其它費(fèi)用16,565.35合計(jì)合計(jì)

16、1,891,473.97項(xiàng)目結(jié)論項(xiàng)目結(jié)論123本項(xiàng)目通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，易得的原料合成制備出兩本項(xiàng)目通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，易得的原料合成制備出兩類(lèi)全新可聚合的表面活性單體，這兩類(lèi)單體具有較類(lèi)全新可聚合的表面活性單體，這兩類(lèi)單體具有較高的表面活性，較低的臨界膠束濃度以及較好的聚高的表面活性，較低的臨界膠束濃度以及較好的聚合反應(yīng)活性。合反應(yīng)活性。通過(guò)創(chuàng)新的水溶液微分相聚合方式，共聚得到兩類(lèi)通過(guò)創(chuàng)新的水溶液微分相聚合方式，共聚得到兩類(lèi)聚合物產(chǎn)品?；钚怨δ軉误w的添加量低，有利于大聚合物產(chǎn)品?；钚怨δ軉误w的添加量低，有利于大規(guī)模地進(jìn)行工業(yè)放大試驗(yàn)。規(guī)模地進(jìn)行工業(yè)放大試驗(yàn)。此類(lèi)表活性聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)達(dá)到此類(lèi)表活

17、性聚丙烯酰胺的特性粘數(shù)達(dá)到2000 ml/g以以上，分子量在上，分子量在1000萬(wàn)以上。萬(wàn)以上。項(xiàng)目結(jié)論項(xiàng)目結(jié)論45該聚合物具有較好的溶解性，具有良好的表觀粘度該聚合物具有較好的溶解性，具有良好的表觀粘度和表、界面活性。其性能超過(guò)市場(chǎng)上所售的耐溫抗和表、界面活性。其性能超過(guò)市場(chǎng)上所售的耐溫抗鹽聚合物產(chǎn)品和活性聚合物產(chǎn)品。鹽聚合物產(chǎn)品和活性聚合物產(chǎn)品。SPMASPMA系列表活性聚合物具有更好的耐溫抗鹽性能，在系列表活性聚合物具有更好的耐溫抗鹽性能，在河南油田的油藏條件下，可以滿足驅(qū)油要求的指標(biāo)。河南油田的油藏條件下，可以滿足驅(qū)油要求的指標(biāo)。SPMASPMA系列表活性聚合物具有很好的發(fā)展?jié)摿?。系列表活性聚合物具有很好的發(fā)展?jié)摿?。?xiàng)目展望項(xiàng)目展望活性聚合物的關(guān)鍵還是對(duì)于粘度驅(qū)油的進(jìn)一步性能提高。由于高分子表面活性劑對(duì)油水界面張力的降低能力有限，活性聚合物驅(qū)油主要還是來(lái)自于聚合物溶液對(duì)原油的分散、增容作用，而這種作用與高分子主鏈上活性基團(tuán)的含量和分布有關(guān)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)應(yīng)該深入對(duì)分子鏈結(jié)構(gòu)和溶液性能的研究。項(xiàng)目展望項(xiàng)目展望SPMA系列表活性聚合物具有更好的耐溫抗鹽性能，其單體制備也較為簡(jiǎn)單。其表觀粘度