發(fā)布時間：2020-11-20 20:45

　　 隨著全球原油需求量的不斷攀升,保護油井、提高原油采油率成為全球熱點話題。天然高分子物質淀粉,具有價格低廉、來源廣泛、綠色可降解等特點,改性后的淀粉類物質由于其結構的特殊性,很早便應用于石油天然氣行業(yè),并廣泛研究。本文首先對國外原樣進行剖析檢測,確定主要成分。其次以玉米淀粉、丙烯酰胺和丙烯酸鈉為合成原料,過硫酸銨-無水亞硫酸氫鈉為復合引發(fā)劑,采用水溶液聚合法,制備可用于石油開采注劑的共聚產物。我們篩選了不同淀粉原料,并討論了合成條件如:單體NaAA加入量、引發(fā)劑用量、反應時間以及反應溫度對聚合反應的影響。從共聚物表觀粘度、單體轉化率、接枝率的結果考察了合成條件的影響,得到最佳制備條件為:NaAA加入量為0.3 mol/L、引發(fā)劑用量為單體總質量的3%、反應時間3 h、反應溫度50℃。使用Box-Behnken中心組合建立數學模型,根據預測模型得到各因素對表觀粘度的顯著性從強到弱依次為:反應溫度引發(fā)劑用量反應時間。借助各儀器對接枝產物進行結構表征分析。紅外光譜顯示產物擁有各單體特征吸收峰,證明接枝反應的成功發(fā)生。從熱分析曲線中可觀察到,產物較玉米淀粉熱分解溫度有所升高,證明反應增大了其熱穩(wěn)定性。X-射線衍射曲線與掃描電鏡照片顯示,玉米淀粉的結構在反應期間遭到了破壞,使得其結晶結構消失。對三元接枝共聚產物的油田應用進行了初步考察,分別考察了其在水溶液與鉆井液中的耐鹽耐溫性。在水溶液表觀粘度測定中,發(fā)現各價態(tài)鹽離子對表觀粘度的影響變化規(guī)律相同,粘度下降程度不同。其中,高價態(tài)鹽離子存在下的水溶液增粘性損失較多。同時測定高溫下水溶液的表觀粘度,發(fā)現在高溫下該水溶液仍具有較好的增粘性。將該共聚產物添加于四種不同類型的鉆井泥漿中,對各類鉆井泥漿的流變性和降濾失效果進行測定。實驗表明該產物在各類基漿鉆井液中耐鹽性能較好,而耐溫性能較差。由此說明,該共聚產物在石油開采方面的應用性能還有待提高。
【學位單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TE357.46;TE254.4;TE39
【部分圖文】：

第一章 緒論于結構的特殊性，嵌段型丙烯酰胺發(fā)生分子之間締合反應的幾率特別大。合物分子結構易受熱力學控制，一般為了實現較好的結構規(guī)律性，要求嵌分布較窄，所以這類丙烯酰胺聚合物分子量較低，一般用于生物醫(yī)藥材料。由于疏水基團在梳型丙烯酰胺中無序的排列，使得締合反應可發(fā)生在分內部。不過，當聚合物分子量較低時，以分子內部締合反應為主；當聚合時，分子之間締合反應發(fā)生概率會更大。所以梳型丙烯酰胺聚合物水溶性全取決于分子量大小、疏水側鏈結構等。Geoffrey[34]采用膠束聚合法，用丙烯酰胺分別和三種雙尾疏水單體發(fā)生三元共聚反應（圖 1.2），每個雙尾單碳鏈以上的烷基側鏈。實驗結果顯示，疏水鏈長度越長，粘度增強越明顯

壁穩(wěn)定性、對地層損害能力均良好。該研究積極地推動了多糖類物質在石油開采領域利用價值。1.3.1.3 環(huán)糊精類聚合物環(huán)糊精(CD)是由葡萄糖單元通過α-1、4 鍵相互連接形成的低聚糖，為中心空腔的錐形結構[60,61]，如下圖 1.3 所示。由結構圖可知，其分子腔內羥基數量較多。高密度羥基使環(huán)糊精可吸附在不同物質的表面，因此在石油開采中可作為潤濕改性劑。通過大地層巖石表面的親水性，減小油水界面張力，來促進石油開采過程中的驅動力[62,63同時，有文獻指出，CD 熱分解的溫度在 200℃以上，說明可用于地層條件[64]。Liu[等自制得到 2-O-(烯丙基氧基-2-羥丙基)-b-環(huán)糊精(XBH)，并將其與 AM、AMPS、丙酸鈉 (NaAA)經氧化還原后，發(fā)生自由基共聚反應，制備出一種可用于粘土穩(wěn)定的β-糊精共聚物。對產物進行了性能檢測實驗，發(fā)現共聚物水溶液具有顯著的抗剪切能力耐溫性能、耐鹽性以及抑制黏土溶脹性，可作為黏土穩(wěn)定劑使用。

圖 2.1 反應裝置圖Figure 2.1 The diagram of reaction device枝 AM、NaAA 的分離與提純用無水乙醇對共聚產物多次沉淀，過濾后的固體產將除去未反應單體的粗產品研磨至粉，稱重為W1。流抽提 8 h，并真空烘干稱重，得到純三元接枝產-冰醋酸混合液為抽提液。體轉化率、接枝率的計算，體系中會殘留很多物質，例如單體間的均聚與共枝率成為衡量接枝反應的關鍵要素。具體計算公式
【參考文獻】

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本文編號：2891976