新型改性鹵水減阻劑的合成及其性能測(cè)試.pdf

1、近年來(lái)，鹵水相關(guān)工業(yè)飛速發(fā)展，尤其是鹵系精細(xì)化工的蓬勃發(fā)展，使得鹵水消耗量不斷增大。由于長(zhǎng)期無(wú)限制和不合理的開(kāi)采，儲(chǔ)存于地表淺層的鹵水資源日益稀少，人們逐漸將目光轉(zhuǎn)移到深層地下鹵水的開(kāi)采和利用。深層地下鹵水采輸時(shí)特點(diǎn)明顯:技術(shù)復(fù)雜、投資較大、能源消耗較大。因此，深層地下鹵水開(kāi)采和輸運(yùn)過(guò)程的節(jié)能降耗顯得尤為重要。尋找能夠有效降低管輸阻力進(jìn)而減少能耗的水溶性減阻劑為一可行之道。
　　聚丙烯酰胺(PAM)作為當(dāng)下應(yīng)用最廣的水溶性減阻劑在

2、清水中減阻效果良好，但在鹵水中的減阻效果卻下降明顯。這是因?yàn)樯顚拥叵蔓u水具有溫度較高、礦化度高的特點(diǎn)。聚丙烯酰胺分子易受鹽離子的影響，當(dāng)其處于鹵水體系中時(shí)，PAM大分子鏈?zhǔn)芨鞣N離子影響而不再伸展，導(dǎo)致減阻效果下降;且環(huán)境溫度升高時(shí)，聚丙烯酰胺分子變得不再穩(wěn)定，減阻性能亦將受到影響。為了提高聚丙烯酰胺的耐溫耐鹽性能，已合成二元改性共聚物減阻劑，改性單體最常用的有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和帶有疏水基團(tuán)的甲基丙烯酸十八酯等。

3、二元改性共聚物在一定溫度下、一定礦化度的鹵水中減阻效果較好，但隨著溫度和礦化度的提升其減阻效果下降明顯。進(jìn)一步提升改性共聚物的耐溫耐鹽性能顯得尤為重要。
　　AMPS分子中的磺酸基在水中的溶解性能良好且擁有較強(qiáng)的陰離子性，可以抵抗環(huán)境中鈣、鎂等陽(yáng)離子的攻擊，使其耐鹽能力大大提升，其龐大側(cè)基可以提高減阻劑的耐溫能力;丙烯酸(AA)/衣康酸（IA）分子中的羧基可以螯合鹵水中的鈣、鎂離子，降低其對(duì)高聚物分子的攻擊，提高減阻劑的耐鹽能力;

4、對(duì)苯乙烯磺酸鈉(SSS)分子中含有苯環(huán)，這可以有效提高減阻劑分子鏈的強(qiáng)度，增強(qiáng)減阻劑的耐溫能力，其上磺酸基可以提高減阻劑耐鹽能力。
　　本文以AM、AMPS為基礎(chǔ)單體，AA、IA、SSS作為第三單體，采用氧化還原引發(fā)體系、水溶液聚合法合成三種三元共聚物，并對(duì)其在鹵水中的減阻性能做了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳工藝條件，利用紅外光譜、核磁共振氫譜、掃描電鏡、熱失重對(duì)減阻聚合物進(jìn)行表征，利用多角激光光散射儀和黏度法測(cè)定聚合物的分子量

5、。
　　在一定實(shí)驗(yàn)條件下，利用減阻率測(cè)試環(huán)道，分別測(cè)定聚合物P(AM/AMPS/A4)、P（AM/AMPS/SSS)、P(AM/AMPS/IA)在模擬鹵水中的減阻率隨礦化度及溫度的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　1.在15℃，礦化度為150g/L的模擬鹵水中，當(dāng)流量為950L/h、減阻劑用量為20ppm時(shí)，P(AM/AMPS/AA)減阻率為41.2％。當(dāng)溫度升高到60℃時(shí)，減阻率可維持在21.8％;當(dāng)?shù)V化度升高到250g/L時(shí)

6、，減阻率可維持在30.3％。說(shuō)明其具有較好的耐溫性能和優(yōu)良的耐鹽性能。
　　2.在22℃，礦化度為150g/L的模擬鹵水中，當(dāng)流量為900L/h、減阻劑用量為20ppm時(shí)，P（AM/AMPS/IA）減阻率為31.3％。當(dāng)溫度升高到50℃時(shí)，減阻率可維持在16.4％;當(dāng)?shù)V化度升高到250g/L時(shí)，減阻率可維持在26.5％。說(shuō)明其整體效果并不突出，但卻具有非常優(yōu)良的耐鹽性能。
　　3.在15℃，礦化度為150g/L的模擬鹵水中，

7、當(dāng)流量為800L/h、減阻劑用量為20ppm時(shí)，P(AM/AMPS/SSS)減阻率為34.6％。當(dāng)溫度升高到65℃時(shí)，減阻率可維持在11.5％;當(dāng)?shù)V化度升高到250g/L時(shí)，減阻率可維持在26.6％。說(shuō)明其具有優(yōu)良的耐鹽性能但耐溫性能并不突出。
　　分別測(cè)定聚合物減阻劑減阻率和其在模擬鹵水溶液中的特性粘數(shù)，發(fā)現(xiàn)兩者存在明顯的相關(guān)性，并可用擬合關(guān)系式表示?；诖?，說(shuō)明利用特性粘數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)一種新的減阻聚合物的減阻性能是可行的并且可以克服