表面活性聚丙烯酰胺驱油剂

1、目目 录录项目背景项目背景热法采油热法采油精细油藏描述精细油藏描述气体混相驱气体混相驱化学复合驱（聚合物化学复合驱（聚合物+ +表面活性剂）表面活性剂）微生物驱油微生物驱油原油采收率原油采收率项目背景项目背景聚合物聚合物表面活性剂表面活性剂剥离分散原油剥离分散原油扩大波及体积扩大波及体积 增加洗油效率增加洗油效率二元复合驱作为有效的提高采收率的方二元复合驱作为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张力降低油水界面张力改善油水流度比改善油水流度比具有粘弹性具有粘弹性项目背景项目背景不足之处：不耐高温和高盐不耐高温和高盐色色

2、谱分离现象谱分离现象施工工艺复杂施工工艺复杂含有表面活性基含有表面活性基团团的的功能性功能性驱驱油聚合物油聚合物优势所在研究概况聚合物结构的设计聚合物结构的设计研究概况技术路线技术路线SM表面活性单体表面活性单体1MA表面活性单体表面活性单体2010203040506070CH2Cl2DMSOEtOHH2OH2O:EtOH=1:1（V)H2O:EtOH=1:2（V)SM中间体合成溶剂的优化选择中间体合成溶剂的优化选择反应收率（%）单体单体SM合成与讨论合成与讨论101020304050607040506070788085SM中间体合成温度的优化中间体合成温度的优化反应收率(%)单体单体SM合成

3、与讨论合成与讨论01020304050607080900.01%0.05%0.10%0.30%0.50%1.00%2.00%SM中间体中间体合成合成中催化剂的影响中催化剂的影响CuI四丁基溴化铵单体单体SM合成与讨论合成与讨论0102030405060708090丙酮水乙醇水/丙酮=1/1水/丙酮=1/2表面活性单体表面活性单体SM合成溶剂的优化合成溶剂的优化反应收率（%）单体单体SM合成与讨论合成与讨论单体单体MA合成与讨论合成与讨论2020406080100乙醚乙酸乙酯二氯甲烷三氯甲烷甲苯丙酮MA中间体合成溶剂的优化选择中间体合成溶剂的优化选择反应收率（%）单体单体MA合成与讨论合成与讨论

4、02040608010051020304050MA中间体合成温度的优化中间体合成温度的优化十二碳十四碳十六碳十八碳单体单体MA合成与讨论合成与讨论0204060801001:1.21:11.2:11.5:12:1MA中间体合成物料比的优化中间体合成物料比的优化反应收率(%)烷基胺与顺酐的摩尔比01020304050607080908090100105110115表面活性单体表面活性单体MA制备的温度优化制备的温度优化反应收率（%）单体单体MA合成与讨论合成与讨论研究概况在波数3448.2m-1附近为酰胺基的吸收，且1397.8cm-1附近出现强吸收，表明酰胺为双取代；波数2978.7cm-1附

5、近为碳碳双键的特征吸收，波数2926.9cm-1附近为亚甲基的特征吸收，波数2947.9m-1附近为甲基的特征吸收，在1173.2cm-1附近为磺酸基的特征吸收，证明产物分子结构中含有碳碳双键、酰胺基、磺酸基和长链烷基等基团。化学位移6.3和6.0处是碳碳双键上氢的位移，化学位移3.23.7为与磺酸相连亚甲基上氢的位移，化学位移0.91.3为长链碳上亚甲基和甲基氢的位移。研究概况化学位移5.96.3处是碳碳双键上氢的位移，化学位移3.23.3为与磺酸相连亚甲基上氢的位移，化学位移0.91.5为长链碳上亚甲基和甲基氢的位移。3240.1cm-1附近为酰胺基的吸收，3074.8cm-1附近为碳碳双

6、键的特征吸收，1285.0cm-1附近为酯基的特征吸收，2916.6cm-1附近为亚甲基的特征吸收，2953.0cm-1附近为甲基的特征吸收，在1173.7cm-1附近为磺酸基的特征吸收，证明产物分子结构中含有碳碳双键、酰胺基、酯基、磺酸基和长链烷基等基团，且酰胺为单取代。研究概况表面活性单体SM和MA具有较好的表面活性，在临界胶束浓度附近时，表面张力可以达到3035mN/m。研究概况表面活性单体SM和MA与原油也能很快（30min以内）形成超低界面张力，达到达到了10-3mN/m，表面这两类表面活性单体具有较高的表面活性和界面活性。聚合方法的选择聚合方法的选择表面活性聚合物的合成与讨论表面活

7、性聚合物的合成与讨论可以参与聚合，活性较好可以参与聚合，活性较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与讨论表面活性聚合物的合成与讨论聚合反应器聚合反应器优点：优点：1 1） 具有乳液聚合的优点，利于分子量的成长，具有乳液聚合的优点，利于分子量的成长，聚合前期有利于散热；聚合前期有利于散热；2 2） 无需添加额外的表面活性剂，节约成本，无需添加额外的表面活性剂，节约成本，更有利于后处理；更有利于后处理；3 3） 反应溶剂仅为水，无需添加有机相介质，反应溶剂仅为水，无需添加有机相介质，对环境友好；对环境友好；4 4） 能较容易地通过对

8、单体及添加剂的用量来能较容易地通过对单体及添加剂的用量来控制聚合物产品性能。控制聚合物产品性能。聚合条件的讨论聚合条件的讨论注：单体质量浓度20，引发温度18，pH8.0，氧化剂质量浓度0.02。 引发剂体系：（1）过硫酸钠/亚硫酸氢钠（1：1）V50 ； （2）过硫酸钾/亚硫酸氢钠（2：1）V50；（3）过硫酸铵/亚硫酸氢钠（1：1）V50 ； （4）过硫酸铵/亚硫酸氢钠（1：2）V50 ； （5）过硫酸钾V50。聚合条件的讨论聚合条件的讨论引发剂在略高于化学计量量浓度水平，有较好的特性粘数；该项目聚合反引发剂在略高于化学计量量浓度水平，有较好的特性粘数；该项目聚合反应引发剂实际用量控制在化

9、学计量量两倍左右，在应引发剂实际用量控制在化学计量量两倍左右，在1530mg/L之间。之间。聚合条件的讨论聚合条件的讨论对于表面活性单体对于表面活性单体SMSM参与的聚合，反应起始温度最优为参与的聚合，反应起始温度最优为55；而对；而对于表面活性单体于表面活性单体MAMA参与的聚合，反应起始温度最优为参与的聚合，反应起始温度最优为88。 聚合条件的讨论聚合条件的讨论单体浓度对聚合物特性粘数的影响表面活性单体含量与聚合物粘度的关系聚合条件的讨论聚合条件的讨论 AMPS含量与聚合转换率的关系AMPS含量与聚合物粘度的关系聚合物产品的表征聚合物产品的表征表面活性聚合物SPSM的红外图谱3423.8c

10、m-1附近为NH2的吸收峰，3203.7 cm-1为取代N-的吸收峰，2927.1 cm-1为甲基的不对称伸缩振动峰，2853.3 cm-1为亚甲基的对称伸缩振动峰，1654.8cm-1为酰胺基中羰基的伸缩振动峰，1457.8cm-1为长链亚甲基的不对称弯曲振动峰，1041.1 cm-1和1184.4cm-1为磺酸基的对称和不对称伸缩振动峰，628.3 cm-1为C-S键的伸缩振动峰，表明SPSM聚合物含有上述三种单体。聚合物产品的表征聚合物产品的表征表面活性聚合物SPMA的红外图谱3421.9cm-1附近为NH2的吸收峰， 2924.5 cm-1为甲基的不对称伸缩振动峰，2852.7 cm-

11、1为亚甲基的对称伸缩振动峰，1654.5cm-1为酰胺基中羰基的伸缩振动峰，1458.0cm-1为长链亚甲基的不对称弯曲振动峰，1041.8 cm-1和1186.3cm-1为磺酸基的对称和不对称伸缩振动峰，627.0 cm-1为C-S键的伸缩振动峰，表明SPMA聚合物含有上述三种单体。聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物的粘浓曲线测试条件：温度80，矿化度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温曲线测试条件：浓度0.2g/dL，矿化度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盐表现测试条件：浓度0.2g/dL，温度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测试条件：浓度0.2g/dL，温度80，矿化度10000mg/L， 剪切转速700r/min连续剪切6h后SPSM 86.6%SPMA 88.7%HPAM 52.2%连续剪切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测试条件：温度50，矿化度10000mg/L聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液与原油的界面张力测试条件：浓度0.2g/dL，温度50，矿化度10000mg/L 聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液对原油的分散性测试条件：高速振荡机上

13、10min，温度50，矿化度10000mg/L 静置0分钟静置5分钟聚合物溶液性能聚合物溶液性能聚合物溶液对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测试899696917913SDSOP-10SPSM-1SPSM-2SPMA-1KYPAM-6A考查在外力作用下驱油剂在湍流过程中携带原油的能力考查在外力作用下驱油剂在湍流过程中携带原油的能力洗油效率(%)项目指标完成情况项目指标完成情况项目指标完成情况表面活性聚合物同市售产品的粘温曲线对比测试条件：浓度0.2g/dL，矿化度20000mg/L，剪切速率7.34s-1SPSM-146.5%SPMA-246.2%ST503033

14、.1%KYPAM-6A8.3%III类油藏条件下聚合物的性能测试条件：浓度0.15g/dL，剪切速率7.34s-1项目指标完成情况表面活性聚合物同市售产品的表面活性对比研究概况本项目共申请中国专利4篇耐温耐盐两亲聚合物增粘剂耐温耐盐两亲聚合物增粘剂( (201010520000.6) )一种丙烯酰胺型大单体的制备方法一种丙烯酰胺型大单体的制备方法( (201010520018.6) )一种聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法一种聚丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法( (200930126325.2200930126325.2) )一种两亲性聚丙烯酰胺增粘剂及其制备方法一种两亲性聚丙烯酰胺增粘剂及其制备

15、方法( (201010520020.3) )项目经费使用情况成本要素成本要素实际使用金额（元）实际使用金额（元）备注备注职工薪酬287,260.51折旧费152,023.12租赁费77,216.71 无形资产摊销费52,030.62修理费88,054.20物料消耗850,565.54水费27,895.20电费64,202.56其它动力和燃料31,542.85项目经费使用情况图书资料费26,254.36评审费600.00专利费7,004.18分析计量测试费183,654.52办公费5,565.68差旅费9,856.56会议费8,665.45通讯费2,508.56其它费用16,565.35合计合计

16、1,891,473.97项目结论项目结论123本项目通过简单的方法，易得的原料合成制备出两本项目通过简单的方法，易得的原料合成制备出两类全新可聚合的表面活性单体，这两类单体具有较类全新可聚合的表面活性单体，这两类单体具有较高的表面活性，较低的临界胶束浓度以及较好的聚高的表面活性，较低的临界胶束浓度以及较好的聚合反应活性。合反应活性。通过创新的水溶液微分相聚合方式，共聚得到两类通过创新的水溶液微分相聚合方式，共聚得到两类聚合物产品。活性功能单体的添加量低，有利于大聚合物产品。活性功能单体的添加量低，有利于大规模地进行工业放大试验。规模地进行工业放大试验。此类表活性聚丙烯酰胺的特性粘数达到此类表活

17、性聚丙烯酰胺的特性粘数达到2000 ml/g以以上，分子量在上，分子量在1000万以上。万以上。项目结论项目结论45该聚合物具有较好的溶解性，具有良好的表观粘度该聚合物具有较好的溶解性，具有良好的表观粘度和表、界面活性。其性能超过市场上所售的耐温抗和表、界面活性。其性能超过市场上所售的耐温抗盐聚合物产品和活性聚合物产品。盐聚合物产品和活性聚合物产品。SPMASPMA系列表活性聚合物具有更好的耐温抗盐性能，在系列表活性聚合物具有更好的耐温抗盐性能，在河南油田的油藏条件下，可以满足驱油要求的指标。河南油田的油藏条件下，可以满足驱油要求的指标。SPMASPMA系列表活性聚合物具有很好的发展潜力。系列表活性聚合物具有很好的发展潜力。项目展望项目展望活性聚合物的关键还是对于粘度驱油的进一步性能提高。由于高分子表面活性剂对油水界面张力的降低能力有限，活性聚合物驱油主要还是来自于聚合物溶液对原油的分散、增容作用，而这种作用与高分子主链上活性基团的含量和分布有关。进一步实验应该深入对分子链结构和溶液性能的研究。项目展望项目展望SPMA系列表活性聚合物具有更好的耐温抗盐性能，其单体制备也较为简单。其表观粘度