頁巖氣壓裂用抗鹽速溶滑溜水降阻劑的制備及性能評價
發(fā)布時間：2021-06-17 21:24
以丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化銨（DADMAC）為聚合單體,自制聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（P-DMC）為分散劑,水溶性偶氮二異丁脒鹽酸鹽（V-50）為引發(fā)劑,以乙醇-水體系為分散介質(zhì),采用分散聚合法合成了陽離子型聚丙烯酰胺乳液降阻劑。通過單因素實驗確定了共聚物合成的較佳條件:單體配比n（AM）∶n（DADMAC）=6∶1,單體加量占聚合體系總質(zhì)量的40%（w）,分散劑加量對單體總質(zhì)量占比為8%（w）,分散介質(zhì)m（乙醇）∶m（水）=50%,引發(fā)劑加量對單體總質(zhì)量占比為0.2%（w）,聚合溫度60℃,反應時長8 h。結(jié)果表明,合成產(chǎn)物穩(wěn)定性良好,分子量達1.26×106,在礦化度為30 000 mg/L的模擬水中黏度保持率達78.6%,質(zhì)量分數(shù)0.2%的聚合物溶液降阻率最高可達66.4%,可在10 min內(nèi)完全溶解,在頁巖氣井壓裂開采過程中具有廣闊的應用前景。
【文章來源】：應用化工. 2020,49(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
單體配比對聚合物抗鹽性能(a)與相對分子質(zhì)量(b)的影響
固定單體配比n(AM)∶n(DADMAC)=6∶1,分散劑加量為單體總質(zhì)量的6%,分散介質(zhì)m(乙醇)∶m(水)=45%,引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.2%,反應溫度60 ℃,考察不同單體加量對產(chǎn)物抗鹽性能與分子量的影響,結(jié)果見圖2。由圖2可知,單體加量從25%提高到40%時,聚合物抗鹽性能保持平穩(wěn),在礦化度為30 g/L的鹽水中黏度保留率均>75%,分子量也持續(xù)增長。這是因為隨著單體加量的提高,體系內(nèi)單體自由基濃度不斷增加,自由基間碰撞幾率增大,反應速率隨之加快,聚合度增大,動力學鏈長增加,導致分子量增大,這符合自由基聚合反應動力學規(guī)律[14]。當單體加量提高至45%時,由于隨之提高的分散劑加量使體系黏度大幅增大,加劇了聚合反應凝膠效應,同時大量的單體自由基導致反應速率過快,發(fā)生爆聚生成凝膠,聚合物抗鹽性能和分子量均降低[15]。因此,確定單體加量較佳條件為40%,此時聚合物抗鹽性能為75.28%,分子量為1.25×106。
聚合物的FTIR譜圖分析見圖3。由圖3可知,3 450 cm-1處吸收峰對應 —CONH2中N—H鍵的伸縮振動,3 200 cm-1處弱吸收峰對應烯丙基團中的C—H鍵的伸縮振動;2 960,2 870 cm-1 處吸收峰歸屬于季銨基團中 —CH3的伸縮振動;1 700 cm-1處出現(xiàn)的尖峰對應 —CONH2中 C = Ο 鍵的伸縮振動;1 440～1 480 cm-1處的吸收峰對應烯丙基團中 —CH2的剪式振動;1 190 cm-1處吸收峰對應N—H的伸縮振動。以上特征吸收峰說明分子結(jié)構中含有AM、DADMAC的特征基團,證明了合成產(chǎn)物為預期的AM/DADMAC共聚物。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]疏水締合聚丙烯酰胺作為滑溜水壓裂液減阻劑的應用性能研究[J]. 孟磊,王力力,劉曉瑞,賴小娟,王磊,文新. 應用化工. 2019(04)
[2]頁巖氣壓裂用環(huán)保型降阻劑的制備[J]. 祝綸宇,伊卓,方昭. 南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]耐溫抗鹽耐剪切型滑溜水降阻劑的制備探討[J]. 張汝生,張鵬,田堯,吳貴春,周華,賈振福,周成裕,熊偉. 應用化工. 2018(04)
[4]耐鹽減阻劑的制備及性能評價[J]. 陳馥,何雪梅,卜濤,吳紅軍,楊洋. 精細石油化工. 2018(01)
[5]抗鹽型滑溜水減阻劑的性能評價[J]. 劉寬,羅平亞,丁小惠,郭擁軍,王翔,林代紅. 油田化學. 2017(03)
[6]一種抗鹽型丙烯酰胺共聚物的合成與評價[J]. 李旭暉,郭麗梅,管保山,梁利,劉萍. 石油化工. 2017(10)
[7]滑溜水用減阻劑室內(nèi)性能測試與現(xiàn)場摩阻預測[J]. 孟磊,周福建,劉曉瑞,楊釗,石華強. 鉆井液與完井液. 2017(03)
[8]Present Situation and Technical Developing Tendency of Shale Gas Development in China[J]. TAN Fengqi,JU Yiwen,XU Houwei. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2015(S1)
[9]國內(nèi)外水力壓裂減阻劑研究進展及展望[J]. 馬玄,岳前升,吳洪特,白超峰. 中外能源. 2014(12)
[10]頁巖氣滑溜水壓裂用降阻劑研究與應用進展[J]. 杜凱,黃鳳興,伊卓,張文龍. 中國科學:化學. 2014(11)
博士論文
[1]耐溫抗鹽型丙烯酰胺共聚物的合成及性質(zhì)研究[D]. 車玉菊.山東大學 2010
碩士論文
[1]陽離子聚丙烯酰胺水包水乳液的制備、擴試與應用[D]. 周阜成.華南理工大學 2018
本文編號：3235945
【文章來源】：應用化工. 2020,49(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
單體配比對聚合物抗鹽性能(a)與相對分子質(zhì)量(b)的影響
固定單體配比n(AM)∶n(DADMAC)=6∶1,分散劑加量為單體總質(zhì)量的6%,分散介質(zhì)m(乙醇)∶m(水)=45%,引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.2%,反應溫度60 ℃,考察不同單體加量對產(chǎn)物抗鹽性能與分子量的影響,結(jié)果見圖2。由圖2可知,單體加量從25%提高到40%時,聚合物抗鹽性能保持平穩(wěn),在礦化度為30 g/L的鹽水中黏度保留率均>75%,分子量也持續(xù)增長。這是因為隨著單體加量的提高,體系內(nèi)單體自由基濃度不斷增加,自由基間碰撞幾率增大,反應速率隨之加快,聚合度增大,動力學鏈長增加,導致分子量增大,這符合自由基聚合反應動力學規(guī)律[14]。當單體加量提高至45%時,由于隨之提高的分散劑加量使體系黏度大幅增大,加劇了聚合反應凝膠效應,同時大量的單體自由基導致反應速率過快,發(fā)生爆聚生成凝膠,聚合物抗鹽性能和分子量均降低[15]。因此,確定單體加量較佳條件為40%,此時聚合物抗鹽性能為75.28%,分子量為1.25×106。
聚合物的FTIR譜圖分析見圖3。由圖3可知,3 450 cm-1處吸收峰對應 —CONH2中N—H鍵的伸縮振動,3 200 cm-1處弱吸收峰對應烯丙基團中的C—H鍵的伸縮振動;2 960,2 870 cm-1 處吸收峰歸屬于季銨基團中 —CH3的伸縮振動;1 700 cm-1處出現(xiàn)的尖峰對應 —CONH2中 C = Ο 鍵的伸縮振動;1 440～1 480 cm-1處的吸收峰對應烯丙基團中 —CH2的剪式振動;1 190 cm-1處吸收峰對應N—H的伸縮振動。以上特征吸收峰說明分子結(jié)構中含有AM、DADMAC的特征基團,證明了合成產(chǎn)物為預期的AM/DADMAC共聚物。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]疏水締合聚丙烯酰胺作為滑溜水壓裂液減阻劑的應用性能研究[J]. 孟磊,王力力,劉曉瑞,賴小娟,王磊,文新. 應用化工. 2019(04)
[2]頁巖氣壓裂用環(huán)保型降阻劑的制備[J]. 祝綸宇,伊卓,方昭. 南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]耐溫抗鹽耐剪切型滑溜水降阻劑的制備探討[J]. 張汝生,張鵬,田堯,吳貴春,周華,賈振福,周成裕,熊偉. 應用化工. 2018(04)
[4]耐鹽減阻劑的制備及性能評價[J]. 陳馥,何雪梅,卜濤,吳紅軍,楊洋. 精細石油化工. 2018(01)
[5]抗鹽型滑溜水減阻劑的性能評價[J]. 劉寬,羅平亞,丁小惠,郭擁軍,王翔,林代紅. 油田化學. 2017(03)
[6]一種抗鹽型丙烯酰胺共聚物的合成與評價[J]. 李旭暉,郭麗梅,管保山,梁利,劉萍. 石油化工. 2017(10)
[7]滑溜水用減阻劑室內(nèi)性能測試與現(xiàn)場摩阻預測[J]. 孟磊,周福建,劉曉瑞,楊釗,石華強. 鉆井液與完井液. 2017(03)
[8]Present Situation and Technical Developing Tendency of Shale Gas Development in China[J]. TAN Fengqi,JU Yiwen,XU Houwei. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2015(S1)
[9]國內(nèi)外水力壓裂減阻劑研究進展及展望[J]. 馬玄,岳前升,吳洪特,白超峰. 中外能源. 2014(12)
[10]頁巖氣滑溜水壓裂用降阻劑研究與應用進展[J]. 杜凱,黃鳳興,伊卓,張文龍. 中國科學:化學. 2014(11)
博士論文
[1]耐溫抗鹽型丙烯酰胺共聚物的合成及性質(zhì)研究[D]. 車玉菊.山東大學 2010
碩士論文
[1]陽離子聚丙烯酰胺水包水乳液的制備、擴試與應用[D]. 周阜成.華南理工大學 2018
本文編號：3235945
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