表面活性聚丙烯酰胺驱油剂

表面活性聚丙烯酰胺驱油剂第1页，共50页，2023年，2月20日，星期二目录项目背景1研究概况2项目结论3项目展望4第2页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目背景热法采油精细油藏描述气体混相驱化学复合驱（聚合物+表面活性剂）微生物驱油原油采收率第3页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目背景聚合物表面活性剂剥离分散原油扩大波及体积增加洗油效率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12~15%。乳化增容原油降低油水界面张力改善油水流度比具有粘弹性第4页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目背景不足之处：不耐高温和高盐色谱分离现象施工工艺复杂耐温抗盐平行推进成本降低含有表面活性基团的功能性驱油聚合物优势所在第5页，共50页，2023年，2月20日，星期二研究概况聚合物结构的设计关键：表面活性单体第6页，共50页，2023年，2月20日，星期二研究概况技术路线SM表面活性单体1MA表面活性单体2第7页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体SM合成与讨论1第8页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体SM合成与讨论第9页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体SM合成与讨论第10页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体SM合成与讨论通过乙醇/水的混合溶剂进行重结晶可得纯度较高的SM单体产品。第11页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体MA合成与讨论2第12页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体MA合成与讨论第13页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体MA合成与讨论烷基胺与顺酐的摩尔比第14页，共50页，2023年，2月20日，星期二单体MA合成与讨论通过乙醇进行重结晶可得纯度较高的MA单体产品。第15页，共50页，2023年，2月20日，星期二研究概况表面活性单体SM的表征：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3.2~3.7为与磺酸相连亚甲基上氢的位移，化学位移0.9~1.3为长链碳上亚甲基和甲基氢的位移。第16页，共50页，2023年，2月20日，星期二研究概况表面活性单体MA的表征：化学位移5.9~6.3处是碳碳双键上氢的位移，化学位移3.2~3.3为与磺酸相连亚甲基上氢的位移，化学位移0.9~1.5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。第17页，共50页，2023年，2月20日，星期二研究概况表面活性单体的表面张力的测试表面活性单体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30~35mN/m。第18页，共50页，2023年，2月20日，星期二研究概况表面活性单体的界面张力的测试表面活性单体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。第19页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合方法的选择表面活性聚合物的合成与讨论表面活性可聚合单体可以参与聚合，活性较好具有良好的水溶性具有分散性及自乳化性聚合方式水溶液微观分相自由基聚合第20页，共50页，2023年，2月20日，星期二表面活性聚合物的合成与讨论聚合反应器优点：1）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；2）无需添加额外的表面活性剂，节约成本，更有利于后处理；3）反应溶剂仅为水，无需添加有机相介质，对环境友好；4）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。水溶液微观分相自由基聚合第21页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合条件的讨论1.引发剂体系的优选聚合物引发剂1引发剂2引发剂3引发剂4引发剂5SPSM（mL/g）15761766163615541396SPMA（mL/g）15821782165415581273注：单体质量浓度20％，引发温度18℃，pH＝8.0，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。聚合物引发剂1引发剂2引发剂3引发剂4引发剂5SPSM（mL/g）15761766163615541396SPMA（mL/g）15821782165415581273第22页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合条件的讨论2.引发剂的用量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学计量量两倍左右，在15~30mg/L之间。第23页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合条件的讨论3.引发温度的优化对于表面活性单体SM参与的聚合，反应起始温度最优为5℃；而对于表面活性单体MA参与的聚合，反应起始温度最优为8℃。

第24页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合条件的讨论4.原料配比的优化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第25页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合条件的讨论4.原料配比的优化AMPS含量与聚合转换率的关系AMPS含量与聚合物粘度的关系第26页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合物产品的表征表面活性聚合物SPSM的红外图谱3423.8cm-1附近为NH2的吸收峰，3203.7cm-1为取代N-的吸收峰，2927.1cm-1为甲基的不对称伸缩振动峰，2853.3cm-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，1041.1cm-1和1184.4cm-1为磺酸基的对称和不对称伸缩振动峰，628.3cm-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。第27页，共50页，2023年，2月20日，星期二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，2924.5cm-1为甲基的不对称伸缩振动峰，2852.7cm-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，1041.8cm-1和1186.3cm-1为磺酸基的对称和不对称伸缩振动峰，627.0cm-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。第28页，共50页，2023年，2月20日，星期二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第29页，共50页，2023年，2月20日，星期二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第30页，共50页，2023年，2月20日，星期二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80℃，剪切速率7.34s-1第31页，共50页，2023年，2月20日，星期二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SPSM86.6%SPMA88.7%HPAM52.2%连续剪切6h后SPSM80.2%SPMA83.1%HPAM38.5%粘度保留率第32页，共50页，2023年，2月20日，星期二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第33页，共50页，2023年，2月20日，星期二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第34页，共50页，2023年，2月20日，星期二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10min，温度50℃，矿化度10000mg/L静置0分钟静置5分钟第35页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合物溶液性能聚合物溶液对原油的增容能力第36页，共50页，2023年，2月20日，星期二聚合物溶液性能聚合物溶液的洗油效率测试第37页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目指标完成情况聚合物性能SPSM-1SPSM-2SPMA-1SPMA-2[η]/(mL·g-1)2075222923102392Mη/104(g·mol-1)1123122812841342表面活性功能聚合物特性粘数及分子量第38页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目指标完成情况聚合物表观粘度(mPa·s)温度

80℃，

温度80℃，矿化度5000mg/L矿化度20000mg/L粘度保留率表面张力(mN/m)界面张力(mN/m)(+600mg/LOP-10)SPSM-138.016.844.2%35.810.038SPSM-235.116.246.2%36.590.024SPMA-138.219.450.8%38.530.16SPMA-240.623.156.9%39.620.53合同指标≥30>15>40%≤45≤10-2第39页，共50页，2023年，2月20日，星期二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-185℃粘度保留率SPSM-146.5%SPMA-246.2%ST503033.1%KYPAM-6A8.3%第40页，共50页，2023年，2月20日，星期二III类油藏条件下聚合物的性能聚合物表观粘度(mPa·s)温度93℃，

温度85℃，矿化度10000mg/L矿化度32868mg/L固含量（%）残余单体（%）滤过比SPSM-127.612.588.530.0881.106SPSM-228.913.489.250.0851.085SPMA-130.514.889.400.1121.245SPMA-232.816.290.120.1201.327KYPAM-6A7.51.289.91--SNFst503018.47.288.96--测试条件：浓度0.15g/dL，剪切速率7.34s-1第41页，共50页，2023年，2月20日，星期二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第42页，共50页，2023年，2月20日，星期二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(201010520000.6)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(200930126325.2)一种两亲性聚丙烯酰胺增粘剂及其制备方法(201010520020.3)第43页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目经费使用情况成本要素实际使用金额（元）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第44页，共50页，2023年，2月20日，星期二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1,891,473.97第45页，共50页，2023年，2月20日，星期二项目结论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，共聚得到两类聚合物产品。活性功