《压裂用聚丙烯酸盐丙烯酰胺系稠化剂的制备及室内研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压裂用聚丙烯酸盐丙烯酰胺系稠化剂的制备及室内研究（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、渍西料技大学 压裂用聚丙烯酸盐丙烯酰胺系稠化剂的制备及 室内研究 申请学位学科：理学 所学学科专业：高分子化学与物理 培养单位：化学与化工学院 硕士生：段冬海 导师：沈一丁教授 2 011 年3 月 P R E P A R A T I o NA N DI N D o o RR E S E A R C HO F A C R Y L A T E A C R Y L A M I D ES E R I E ST H I C K E N E R F o RF R A C T U R I N G AT h e s i sS u b m i t t e dt o S h a a n x iU n i v e
2、 r s i t yo fS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y i nP a r t i a lF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n tf o rt h eD e g r e eo f M a s t e ro fS c i e n c e B y 旦坠銎塾坠Q 坠2 ：塾垒i T h e s i sS u p e r v i s o r ：P r o f e s s o r h 金望Y i ：照i 望g M a y ，2 0 11 - 。1 。1 。 压裂用聚丙烯酸盐丙烯酰胺系稠化剂的制备及室
3、内研 究 I；钾 u 摘要 I 国内现在合成的压裂用稠化剂主要是阴离子型聚丙烯酸盐丙烯 酰胺。合成聚合物压裂液抗盐性较差。在参考前人工作经验的基础 上，探索了丙烯酸盐丙烯酰胺共聚物稠化剂的合成工艺及条件，设 计并且合成了疏水聚丙烯酸盐丙烯酰胺稠化剂，并对其性能进行了 评价，对产品性能的各影响因素进行了分析及讨论。 疏水缔合阴离子型聚丙烯酸盐丙烯酰胺是一种结构独特的水溶 性聚合物，与阴离子型聚丙烯酸盐丙烯酰胺相比，其稠化性能更强。 该聚合物的p H 值使用范围也比较广泛。 在疏水缔合型聚合物中，对聚丙烯酰胺的应用比较多，共聚物 中疏水长链烷基基团由于疏水作用而聚集起来，使分子链形成分子 内及分子
4、间缔合，合成的压裂液体系有着独特的性能。 采用丙烯酸与丙烯酰胺为主要单体合成的聚合物稠化剂乳液， 对各影响因素分析与讨论得出，制备阴离子型聚丙烯酰胺最佳的实 验条件及工艺应为：采用丙烯酸与丙烯酰胺为单体，煤油作为油相。 单体用量为3 0 ，油水相比例为1 4 ：l ，单体间的配比n ( A M ) ：n ( A A ) 是1 ：O 3 ，引发剂采用氧化还原引发体系K 2 S 2 0 8 N a H S 0 3 ，其用量为 O 8 ，复配乳化剂为S p a n S 0 O P 1 0 体系，其用量为1 0 ，反应温度 控制在4 0 ，聚合物分子量可达到513 万，其阴离子度为21 5 。 产品的
5、红外光谱分析表明，实验合成的聚丙烯酸盐丙烯酰胺稠 化剂中具有羧基、酰胺基团和长链烷基基团结构，因而符合疏水缔 合聚丙烯酸盐丙烯酰胺的结构特征，证明实验成功制备了疏水缔合 聚丙烯酸盐丙烯酰胺稠化剂。 在聚合物压裂液流变性实验的基础上，证实合成产品可以用作 压裂液稠化剂。研究了固含量，温度，剪切速率、无机盐以及p H 值 等对压裂液体系粘弹性的影响。并且还评价了聚合物压裂液的悬砂 性及破胶性，结果表明实验合成的聚合物稠化剂具有较好的粘弹性 、悬砂性能、抗温性、抗剪切性能以及抗盐性，压裂液p H 值使用范 ，因而具有良好的应用前景。 词：反相乳液聚合，丙烯酰胺，疏水缔合，抗剪切，抗盐 P R E P
6、 A R A T I o NA N DI N D o O RR E S E A R C Ho F A C R Y L A T E A C R Y L A M I D ES E R I E ST H I C K E N E R F o RF R A C T U R I N G A B S T R A C T T h ed o m e s t i cu s eo f s y n t h e t i c t h i c k e n e r ，m a i n l y i sa n i o n p o l y a c r y l i ca c i ds a l t I t Sl e s ss a l t
7、r e s i s t a n c e I nt h er e f e r e n c el i t e r a t u r e o nt h eb a s i so fp r e v i o u se x p e r i e n c e ，t h i sp a p e rd i s c u s s e dt h es y n t h e s i s o fp o l y a c r y l a m i d e t h i c k e n i n ga g e n t ，s e l f - d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e d I 一一 h y d
8、 r o p h o b i c a s s o c i a t i n gp o l y a c r y l a m i d et h i c k e n i n g a g e n t ， a n d e v a l u a t e dt h et h i c k e n e r p e r f o r m a n c e ，a n dd i s c u s s e d v a r i o u sf a c t o r s w h i c ha f f e c t e dt h et h i c k e n i n gp r o p e r t i e s H y d r o p h o
9、b i ca s s o c i a t i n gp o l y a c r y l a m i d ei sak i n do fs o l u b l e p o l y m e rw i t h s p e c i a lm o l e c u l a rs t r u c t u r e C o m p a r e dw i t hc a t i o n i c a c r y l a m i d e a n da n o i n i c a c r y l a m i d e ，i th a ss t r o n g a b i l i t y o fs a l t r e s i
10、 s t a n c e ，p Hr a n g ei sw i d e H y d r o p h o b i c a l l ya s s o c i a t i n gp o l y a c r y l a m i d ei sah y d r o p h o b i c a l l y a s s o c i a t i n g w a t e r - s o l u b l e p o l y m e r i n am o s t s t u d i e d ，d u e t o h y d r o p h o b i cg r o u p so ft h eh y d r o p
11、h o b i ce f f e c t i na q u e o u ss o l u t i o n h y d r o p h o b i ca s s o c i a t i o nc l a s sp o l y a c r y l a m i d ep r o d u c e di n t r a m o l e c u l a r a s s o c i a t i o na n di n t e r m o l e c u l a ra s s o c i a t i o n ，S Ot h a tt y p eh y d r o p h o b i c a l l y a s
12、 s o c i a t i n gp o l y a c r y l a m i d ew i t hu n i q u er h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s H y d r o p h o b i ca s s o c i a t i n gp 0 1 y a c r y l a m i d et h i c k e n e re m u l s i o nw a s p r e p a r e dm a i n l yw i t hA M ，A A b yi n t r o d u c i n gh y d r o p h o b i c m
13、 o n o m e r A n dt h ep r e p a r a t i o np r o c e d u r e sw e r ea ls oo p t i m i z e d I tc o u l d b ec o n c l u d e dt h a tt h eo p t i m u mc o n d i t i o n so ft h ep r o d u c ti n c l u d e d3 O o ft h em o n o m e r d o s a g e ，1 2 ：1 0o ft h em a s sr a t i oo fo i Ia n dw a t e r
14、 1 ：O 3 o fm o l a rr a t i of o rA Ma n dA A ，O 8 o ft h ei n i t i a t o rd o s a g e 1O o f t h e e m u l s i f i e r d o s a g e ，a n d4 0 o fr e a c t i o nt e m p e r a t u r e T h er e l a t i v e m o l e c u l a rm a s so ft h eo b t a i n e d p r o d u c tc o u l dr e a c h5 2 8x10 6 t h e
15、a n i o n i cd e g r e ec o u l d r e a c h21 5 ，F 一一一 lh er e s u l to fl n f r a r e ds p e c t r u ma n a l y s i si n d i c a t e dt h a tP A M h a d I U p r o p e r t i e s ，t e m p e r a t u r er e s i s t a n c e ，s h e a rr e s i s t a n c ep r o p e r t i e s ，s a l t r e s i s t a n c ea n dp Hr a n g ei s v e r yw i d eu s e ，i th a sag o o da p p l i c a t i o n p r o s p e c t K E YW O R D S ：i n v e r s ee m u l s i o np o l y m e r i z a t i o n ，A M ，h y d r o p h o b i c a s s o c i a t i n g ，s h e a rr e s i s t a n c e ，s a l tr e s i s t a n c e I V 目录 摘要I A B S T R A C T
