疏水接枝丙烯酰胺聚合物驱油剂的合成及性能研究课件.pptx

1、疏水接枝丙烯酰胺聚合物驱油剂疏水接枝丙烯酰胺聚合物驱油剂的合成及性能研究的合成及性能研究 答辩人：吴答辩人：吴 晓晓 燕燕 专业：油气田开发工程专业：油气田开发工程 导师：康万利（教授）导师：康万利（教授）EOR Research CenterChina University of Petroleum(East China)选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状1论文的研究意义论文的研究意义2 论文思路及技术路线论文思路及技术路线3 论文的研究内容论文的研究内容4 论文的创新性论文的创新性6 主要结论主要结论5论文提纲论文提纲1 1 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状本

2、课题来源于国家自然科学基金本课题来源于国家自然科学基金“基于自组织行为的特定两亲聚合物驱油剂基于自组织行为的特定两亲聚合物驱油剂溶液的流变动力学研究溶液的流变动力学研究”疏水缔合聚合物国内外研究现状 概念：概念：2020世纪世纪8080年代，年代，EvnaiEvnai和和RoseRose首次提出了疏水缔合聚合物首次提出了疏水缔合聚合物的概念，它是指在水溶性大分子链上引入少量疏水基团的概念，它是指在水溶性大分子链上引入少量疏水基团(摩尔摩尔分数小于分数小于2%)2%)而形成的一种聚合物，在水溶液中，疏水基团易而形成的一种聚合物，在水溶液中，疏水基团易产生分子内和分子间缔合因此具有特殊的流变性质，

3、而被广产生分子内和分子间缔合因此具有特殊的流变性质，而被广泛用作流度控制剂。泛用作流度控制剂。1 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状增粘性：增粘性：当聚合物浓度高于当聚合物浓度高于CAC后，大分子后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，形成以分子间缔链通过疏水缔合作用聚集，形成以分子间缔合为主的超分子结构，流体力学体积增大，合为主的超分子结构，流体力学体积增大，特性粘数大幅度升高；特性粘数大幅度升高；耐温抗盐性：小分子电解质的加入和升耐温抗盐性：小分子电解质的加入和升高温度，均可增加溶剂的极性，使疏水高温度，均可增加溶剂的极性，使疏水缔合作用增强；缔合作用增强；抗剪切性：在高剪切作用下

4、，溶液粘度抗剪切性：在高剪切作用下，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后，大分子下降，剪切作用降低或消除后，大分子链间的物理交联重新形成，粘度将恢复链间的物理交联重新形成，粘度将恢复。疏水缔合疏水缔合聚合物特性聚合物特性1 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状合成方法合成方法大分子反应法大分子反应法共聚合法共聚合法非均相共聚非均相共聚法法均相共聚均相共聚法法胶束共聚胶束共聚法法无皂乳液聚合法无皂乳液聚合法疏水缔合聚合物合成方法1 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状目前疏水缔合水溶性聚合物的目前疏水缔合水溶性聚合物的不足不足：（1）增粘能力不够高，水溶性不够好。）增粘能力

5、不够高，水溶性不够好。（2）疏水缔合聚合物疏水单体含量低，表征难度大。）疏水缔合聚合物疏水单体含量低，表征难度大。（3）合成方法及条件对于所形成的聚合物的结构影响大。）合成方法及条件对于所形成的聚合物的结构影响大。1 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状1论文的研究意义论文的研究意义2 论文思路及技术路线论文思路及技术路线3 论文的研究内容论文的研究内容4 论文的创新性论文的创新性6 主要结论主要结论5论文提纲论文提纲从分子设计出发，引入含有芳基和烷基双取代丙烯酰胺疏从分子设计出发，引入含有芳基和烷基双取代丙烯酰胺疏水单体，增强疏水

6、缔合作用。水单体，增强疏水缔合作用。引入具有特殊性能的功能单体进一步改善其表面活性和耐引入具有特殊性能的功能单体进一步改善其表面活性和耐温抗盐性能。温抗盐性能。为新型的耐温抗盐聚合物驱油剂的研发提供理论参考为新型的耐温抗盐聚合物驱油剂的研发提供理论参考。2 2 论文的研究意义论文的研究意义 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状1论文的研究意义论文的研究意义2 论文思路及技术路线论文思路及技术路线3 论文的研究内容论文的研究内容4 论文的创新性论文的创新性6 主要结论主要结论5论文提纲论文提纲 3 论文思路及技术路线论文思路及技术路线双取代丙烯酰胺疏水单体丙烯酰胺亲水单体耐温抗盐功能

7、单体双烃基取代丙烯酰胺疏水接枝聚合物流变仪研究溶液流变性用表面张力仪研究界面性质室内物理模拟驱油实验微观增粘机理油水界面张力降低机理驱油机理性能评价红外光谱表征结构粘度计表征分子量疏水缔合聚合物流变性与微观结构的构效关系驱油性能评价 选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状1论文的研究意义论文的研究意义2 论文思路及技术路线论文思路及技术路线3 论文的研究内容论文的研究内容4 论文的创新性论文的创新性6 主要结论主要结论5论文提纲论文提纲 4.1 疏水接枝共聚物的合成疏水接枝共聚物的合成N-苄基苄基-N-辛基丙烯酰胺辛基丙烯酰胺(BOAM)4.1.1 疏水单体（疏水单体（BOAM）的制

8、备）的制备4.1.2.疏水单体（疏水单体（BDAM）的制备）的制备N-苄基苄基-N-十二烷基基丙烯酰胺十二烷基基丙烯酰胺(BDAM)4.1 疏水接枝共聚物的合成疏水接枝共聚物的合成AM-NaA-BOAM三元共聚物三元共聚物4.1.3.疏水接枝共聚物（疏水接枝共聚物（AM-NaA-BOAM）的合成路线）的合成路线 4.1 疏水接枝共聚物的合成疏水接枝共聚物的合成AM-NaA-BDAM三元共聚物三元共聚物4.1.4.疏水接枝共聚物（疏水接枝共聚物（AM-NaA-BDAM）的合成路线）的合成路线 4.1 疏水接枝共聚物的合成疏水接枝共聚物的合成4.1.5.疏水接枝共聚物的合成方法疏水接枝共聚物的合成

9、方法 称取一定量AM、疏水单体(BOAM或BDAM)、AA(以6N的NaOH调节pH=9)以及十二烷基硫酸钠（SDS）（0.104mol/L）溶于一定量的去离子水中，置于250mL三口烧瓶中，通入N2并不断搅拌使之溶解；称取定量的过硫酸钾（KPS）和亚硫酸氢钠（NaHSO3）分别溶于5mL去离子水中，用注射器加氧化剂，5min.后再加入还原剂，通入N2不断搅拌，当混合物变粘稠时（约4h），停止搅拌将烧瓶封口反应6小时，得透明胶状体，取出剪成小块，以丙酮和去离子水反复提纯，干燥造粒得疏水接枝AM-NaA-BOAM或AM-NaA-BOAM。4.1 疏水接枝共聚物的合成疏水接枝共聚物的合成4.2.1

10、 共聚物（共聚物（AM-NaA-BOAM）的红外表征）的红外表征40003500300025002000150010005007075808590951005801110146016603420 Transmittance/%Wave number/cm-129301340285069831801400图图1 AM-NaA-BOAM的红外光谱图的红外光谱图酰胺基-N-H：3420cm-1；酰胺基-C=O：1660cm-1；-CH3碳氢：2930cm-1；-CH3不对称：1460cm-1；-CH2碳氢：2850cm-1；苯环不饱和氢：3180cm-1；苯环骨架：1400cm-1；苯环面内：580

11、-800cm-1；4.2 疏水接枝共聚物的表征疏水接枝共聚物的表征4000350030002500200015001000500607080901005071120132014001670294031903420 Transmittance/%Wave number/cm-1156068714502860图图2 AM-NaA-BDAM的红外光谱图的红外光谱图酰胺基-N-H：3420cm-1；酰胺基-C=O：1670cm-1；-CH3碳氢：2940cm-1；-CH3不对称：1460cm-1；-CH2碳氢：2850cm-1；苯环不饱和氢：3190cm-1；苯环骨架：1400cm-1；苯环面内：58

12、0-800cm-1；4.2 疏水接枝共聚物的表征疏水接枝共聚物的表征4.2.2 共聚物共聚物（AM-NaA-BDAM）的红外表征的红外表征4.3.1 疏水单体含量疏水单体含量对共聚物分子量的影响对共聚物分子量的影响样品代号用量(mol%)特性粘数(mL/g)粘均分子量(104g/mol)AMNaABOAM174.75250.25316.23107274.50250.50569.21223374.25250.75786.35334474251.0965.28432573.75251.25不溶不溶表表1 AM-NaA-BOAM系列产品的粘均分子量系列产品的粘均分子量 4.3 疏水接枝共聚物的合成条

13、件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化 25.1802M102030405050100150200250300350400450500 molecular weight/104Temperature/oC AM-NaA-BOAM比较合适的温度在比较合适的温度在20-30范围宜范围宜。图图3 引发温度对引发温度对AM-NaA-BOAM粘度影响粘度影响 4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.3.2 引发温度引发温度对共聚物分子量的影响对共聚物分子量的影响 由图可见，随着温度的升高，聚合物的相对分子质量下降，这是因为随着温度的升高，引发剂的分解速率变大，在短时间内生成大量的

14、自由基，同时，链终止反应速率也变大。因此，在低温下有利于聚合物分子量的提高，但是温度过低时，引发剂的分解速率降低，会延长聚合反应的诱导期，延长聚合反应时间，比较合适的温度在20-30比较合适。4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化当引发剂占单体总浓度的0.03%时，聚合物溶液的表观黏度达到最大值。图图4 引发剂对引发剂对AM-NaA-BOAM粘度影响粘度影响 4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.3.3 引发剂用量引发剂用量对共聚物表观粘度的影响对共聚物表观粘度的影响1015202530150200250300350400450 Appa

15、rent Viscosity/mPasc(total monomer)/wt%AM-NaA-BOAM单体浓度保持在25%为佳 图图5 单体浓度对单体浓度对AM-NaA-BOAM粘度影响粘度影响 4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.3.4 单体总浓度单体总浓度对共聚物表观粘度的影响对共聚物表观粘度的影响0.020.040.060.080.100.12050100150200250300350400 AM-NaA-BOAMApparent Viscosity/mPasc(EDTA-2Na)/wt%EDTA-2Na的浓度在0.1%时聚合物的表观黏度最高 图图6 EDT

16、A-2Na对对AM-NaA-BOAM粘度影响粘度影响 4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.3.5 添加剂添加剂对共聚物表观粘度的影响对共聚物表观粘度的影响0.10.20.30.40.5200250300350400 Apparent Viscosity/mPasc(HCOONa)/wt%AM-NaA-BOAM甲酸钠的浓甲酸钠的浓度在度在0.2%时时聚合物的表聚合物的表观黏度最高观黏度最高 图图7 甲酸钠对甲酸钠对AM-NaA-BOAM粘度影响粘度影响 4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.3.5 添加剂添加剂对共聚物表观粘度的影响对

17、共聚物表观粘度的影响尿素添加量/wt表观黏度/mPa.s溶解时间/h溶解性状031512有少量溶胀颗粒23566有纤维状难溶物43932透明均一64122透明均一83962透明均一表表2 尿素用量尿素用量对对AM-NaA-BDAM的溶解性的影响的溶解性的影响 4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.3.5 添加剂添加剂对共聚物表观粘度的影响对共聚物表观粘度的影响4.3.6 疏水接枝共聚物合成的疏水接枝共聚物合成的最优条件最优条件 单体最佳投料比例为AM:NaA:BOAM(mol)=0.74:0.25:0.01，AM:NaA:BDAM(mol)=74.25:25:0.

18、75;表面活性剂为十二烷基硫酸钠（SDS），其浓度为0.104mol/L。引发剂为K2S2O8-NaHSO3氧化还原引发体系，其最佳用量为0.02-0.03wt%（以KPS占单体总质量的比例）最佳单体总浓度为20-25wt%。各种添加剂的最佳用量分别为：EDTA-2Na，0.1-0.2%；甲酸钠，0.2%；尿素，6%。4.3 疏水接枝共聚物的合成条件优化疏水接枝共聚物的合成条件优化4.4.1 共聚物浓度共聚物浓度对溶液表观粘度的影响对溶液表观粘度的影响随着聚合物溶液浓度的增加，表观粘度均呈现增大，浓度大于C*时，粘度显著增加。2004006008001000010020030040050060

19、0700800 Apparent Viscosity/mPasPlymer Concentration/mgL-1 AM-NaA-BDAM AM-NaA-BOAM HPAM100C*=400mg/L图图8 聚合物浓度对溶液表观粘度的影响聚合物浓度对溶液表观粘度的影响 4.4 疏水接枝共聚物的溶液性能研究疏水接枝共聚物的溶液性能研究C*=600mg/L随着随着温度的升高而下降，表观粘度开始下降较快，随后趋缓，且浓度越大，影响越大。304050607080050100150200250300350400450500550 Apparent Viscosity/mPasTemperature/oC

20、500mg/L 1000mg/L 图图9 温度对温度对AM-NaA-BDAM溶液表观粘度的影响溶液表观粘度的影响 4.4 疏水接枝共聚物的溶液性能研究疏水接枝共聚物的溶液性能研究4.4.2 温度温度对共聚物溶液表观粘度的影响对共聚物溶液表观粘度的影响随着NaCl浓度的增加，聚合物的表观粘度开始时粘度迅速下降，当NaCl浓度达到5000mg/L时AM-NaA-BOAM溶液的粘度下降变缓慢，020004000600080001000012000050100150200250300350 1000mg/L HPAM 1000mg/L AM-NaA-BOAMApparent viscosity/mPa

21、sc(NaCl)/mgL-1图图10 NaCl对聚合物溶液表观粘度的影响对聚合物溶液表观粘度的影响 4.4 疏水接枝共聚物的溶液性能研究疏水接枝共聚物的溶液性能研究4.4.3 NaCl浓度浓度对共聚物溶液表观粘度的影响对共聚物溶液表观粘度的影响随着剪切速率增大，AM-NaA-BOAM的表观粘度呈下降趋势，即剪切变稀型；在NaCl浓度达到5000mg/L时AM-NaA-BOAM溶液的粘度下降变缓慢。0.010.111010010000.11101001000100001000001000000 Viscosity/mPasShear Rate/s-1 500mg/LNaCl 1000mg/LNa

22、Cl 4000mg/LNaCl 5000mg/LNaCl图图11 剪切速率对不同盐浓度剪切速率对不同盐浓度AM-NaA-BOAM 表观黏度的影响表观黏度的影响 4.4 疏水接枝共聚物的溶液性能研究疏水接枝共聚物的溶液性能研究4.4.4 剪切作用剪切作用对共聚物溶液表观粘度的影响对共聚物溶液表观粘度的影响AM-NaA-BOAM溶液的储能模量(G)损耗模量(G)，表现为弹性为主；隋着NaCl浓度的增加，粘弹性下降。0.11101E-30.010.1110100 G,G/PaFrequency/rads-11500mg/L NaCl G 1500mg/L NaCl G 2000mg/L NaCl G

23、 2000mg/L NaCl G 4000mg/L NaCl G 4000mg/L NaCl G 8000mg/L NaCl G 8000mg/L NaCl G 图图12 不同盐浓度不同盐浓度AM-NaA-BOAM 储能模量与损耗模量储能模量与损耗模量 4.4 疏水接枝共聚物的溶液性能研究疏水接枝共聚物的溶液性能研究4.4.5 NaCl浓度浓度对共聚物溶液粘弹性的影响对共聚物溶液粘弹性的影响AM-NaA-BDAM溶液的储能模量(G)损耗模量(G)，表现为弹性为主；隋着NaCl浓度的增加，粘弹性下降。1100.010.11 G,G/PaFrequency/rads-1 2000mg/L NaCl

24、,G 2000mg/L NaCl,G 4000mg/L NaCl,G 4000mg/L NaCl,G 6000mg/L NaCl,G 6000mg/L NaCl,G 8000mg/L NaCl,G 8000mg/L NaCl,G图图13 不同盐浓度不同盐浓度AM-NaA-BDAM 储能模量与损耗模量储能模量与损耗模量 4.4 疏水接枝共聚物的溶液性能研究疏水接枝共聚物的溶液性能研究4.4.5 NaCl浓度浓度对共聚物溶液粘弹性的影响对共聚物溶液粘弹性的影响4.5.1 AM-NaA-BOAM溶液扫描电镜（溶液扫描电镜（SEM）4.5 疏水接枝共聚物溶液微观结构疏水接枝共聚物溶液微观结构图图14

25、1500mg/L AM-NaA-BOAM 照片照片(SEM)(a)10.0 k(a)50.0 k 4.5.1 AM-NaA-BDAM溶液的溶液的SEM照片照片 4.5 疏水接枝共聚物溶液微观结构疏水接枝共聚物溶液微观结构图图16 AM-NaA-BDAM 照片照片(SEM)图图17 PAAF-11-20 照片照片(SEM)Colloid Polym Sci(2004)282:12281235图图15 AM-NaA-BOAM 照片照片(AFM)(a)two dimensions(b)three dimensions 4.5 疏水接枝共聚物溶液微观结构疏水接枝共聚物溶液微观结构4.5.2 AM-Na

26、A-BOAM溶液原子力显微镜（溶液原子力显微镜（AFM）4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝共聚物的合成CH2CHCNCH2CH(CH2)nCH3+SO3CHN(CH2)nCH3CCHCH2OSO2+H2OCH2CHHCON(CH2)nH2CCH3SO3H+NaOHCH2CHHCON(CH2)nCH2CH3SO3NaCH2 2-丙烯酰胺基十二烷磺酸钠丙烯酰胺基十二烷磺酸钠(NaAMC12S)4.6.1 表面活性单体表面活性单体NaAMC12S的制备的制备400035003000250020001500100050025303540455055605215828561000110

27、012401380147015601670224029203270363037403850 Transmittance/%Wave Number/cm-1162079328506103080899图图17 NaAMC12S的红外光谱图的红外光谱图4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝共聚物的合成4.6.1 NaAMC12S的红外表征的红外表征酰胺基-N-H：3270cm-1；酰胺基-C=O：1670cm-1；-CH3碳氢：2920cm-1；-CH3不对称：1470cm-1；-CH2碳氢：2850cm-1；磺酸基中C=O 1240cm-1；磺酸基中S=O 1110cm-1；苯环不饱

28、和氢：3080cm-1；苯环骨架：1400cm-1；苯环面内：580-800cm-1；辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(OP-10-AC)4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝共聚物的合成4.6.2 表面活性单体（表面活性单体（OP-10-AC）的制备的制备2870cm-1处为-CH2-O-CH2-中的CH伸缩振动峰，在1730cm-1处为-C=0的伸缩振动峰，在1300cm-1、1250cm-1处为酯C-O-C的伸缩振动峰；4000350030002500200015001000500102030405060831951111012501460151016101

29、73019602870 Transmittance/%Wave Number/cm-134701190304013002950图图18 OP-10-AC的红外光谱图的红外光谱图4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝共聚物的合成4.6.2 OP-10-AC的红外光谱表征的红外光谱表征4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝共聚物的合成4.6.3 AM-NaA-NaAMC12S-BOAM的合成的合成AM-NaA-AMC12S-BOAM4000350030002500200015001000500304050607080625104011901320141015701670

30、29303420 Transmittance/%Wave Number/cm-12850320076814609551120图图19 接枝共聚物的红外光谱图接枝共聚物的红外光谱图4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝共聚物的合成4.6.3 AM-NaA-AMC12S-BOAM的红外光谱表征的红外光谱表征酰胺基-N-H：3420cm-1；酰胺基-C=O：1670cm-1；-CH3碳氢：2930cm-1；-CH3不对称：1460cm-1；-CH2碳氢：2850cm-1；磺酸基中C=O 1190cm-1；磺酸基中S=O 1040cm-1；4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水

31、接枝共聚物的合成4.6.4 AM-NaA-OP10AC-BOAM的合成的合成AM-NaA-OP10AC-BOAM酰胺键上-N-H吸收峰出现在3370cm-1处，酰胺键的吸收峰出现在1670 cm-1附近；1110cm-1处为C-O-C伸缩振动吸收峰 40003500300025002000150010005003040506070805711110132014101570167029303370 Transmittance/%Wave Number/cm-11440949319028503430图图20 接枝共聚物的红外光谱图接枝共聚物的红外光谱图4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏

32、水接枝共聚物的合成4.6.4 AM-NaA-OP10AC-BOAM的红外光谱表征的红外光谱表征4.6.5 投料比对投料比对AM-NaA-NaAMC12S-BOAM分子量影响分子量影响样品号AM(mol%)NaA(mol%)AMC12S(mol%)BOAM(1mol%)特性粘数(mL/g)粘均分子量(104g/mol)1692551129.9935.226920101119.2531.636915151105.7627.24691020170.9116.56表表3 AM-NaA-NaAMC12S-BOAM系列产品的粘均分子量系列产品的粘均分子量4.6 表面活性疏水接枝共聚物的合成表面活性疏水接枝

33、共聚物的合成表表4 AM-NaA-OP10AC-BOAM系列产品的粘均分子量系列产品的粘均分子量样品号AM(mol%)NaA(mol%)OP10AC(mol%)BOAM(1mol%)特性粘数(mL/g)粘分子量(104g/mol)1692551215.9866.426920101218.3367.336915151204.7262.146910201180.8953.24.6 表面活性疏水接枝共聚物合成条件表面活性疏水接枝共聚物合成条件4.6.6 投料比对投料比对AM-NaA-OP10AC-BOAM分子量的影响分子量的影响020040060080010001200304050607080 /m

34、Nm-1Polymer concentration/mgL-1 HPAM AM-NaA-OP10AC-BOAM AM-NaA-AMC12S-BOAM随着聚合物浓度的加大，表面张力降低，当聚合物浓度达到一定值时，800mg/L 左右。4.7.1 疏水接枝共聚物溶液的疏水接枝共聚物溶液的表面活性表面活性4.7 表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质图图21 共聚物浓度对表面活性的影响共聚物浓度对表面活性的影响磺酸盐型随着NaCl浓度的增加，聚合物溶液的表面张力明显下降，然后下降趋缓。含EO型聚合物受NaCl影响较小。4.7 表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质表面活性疏水接枝

35、共聚物的溶液性质4.7.1 疏水接枝共聚物溶液的疏水接枝共聚物溶液的表面活性表面活性020004000600080001000055565758596061 /mNm-1c(NaCl)/mgL-1 AM-NaA-OP10AC-BOAMAM-NaA-NaAMC12S-BOAM图图21 NaCl浓度对表面活性的影响浓度对表面活性的影响聚合物溶液的表观粘度随着浓度的增加呈上升趋势。含EO型聚合物C*=800mg/L,磺酸盐型C*=1000mg/L,分子量小4.7.2 疏水接枝共聚物疏水接枝共聚物增粘性能增粘性能图图22 浓度对共聚物粘度的影响浓度对共聚物粘度的影响4.7 表面活性疏水接枝共聚物的溶液

36、性质表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质200400600800100012001400050100150200250300350400450500550600650700750800 app/mPasc(polymer)/mgL-1 AM-NaA-NaAMC12S-BOAM AM-NaA-OP10AC-BOAM图图23 温度对共聚物粘度的影响温度对共聚物粘度的影响4.7 表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质4.7.3 疏水接枝共聚物疏水接枝共聚物耐温性能耐温性能聚合物的粘度随着温度的升高而下降，开始时下降较快，随后趋缓，再升高温度则粘度又迅速下降。3040506070

37、80902030405060708090100110120130 app/mPasT /AM-NaA-NaAMC12S-BOAM AM-NaA-OP10AC-BOAM而AM-NaA-OP10AC-BOAM中含有EO基团，为非离子型受到Na+的影响较小，因此下降的幅度较小，且具有比AM-NaA-AMC12S-BOAM有更高的粘度图图24 NaCl对共聚物粘度的影响对共聚物粘度的影响4.7 表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质4.7.4 疏水接枝共聚物疏水接枝共聚物抗盐性能抗盐性能020004000600080001000012000304050607080901001

38、10120130 app/mPasc(NaCl)/mgL-1 AM-NaA-NaAMC12S-BOAM AM-NaA-OP10AC-BOAM聚合物剪切前(mPas)剪切后(mPas)粘度保留率(%)AM-NaA-AMC12S-BOAM13612994.8AM-NaA-OP10AC-BOAM34230890HPAM782835.9表表5 剪切作用下聚合物的粘度保留率剪切作用下聚合物的粘度保留率4.7 表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质表面活性疏水接枝共聚物的溶液性质4.7.5 疏水接枝共聚物的疏水接枝共聚物的抗剪切性能抗剪切性能25用Waring Blender，转速为2000rmin-1，剪切时

39、间60秒 AM-NaA-NaAMC12CS-BOAM和和AM-NaA-OP10AC-BOAM的的SEM照片照片 4.8 疏水接枝共聚物溶液微观结构疏水接枝共聚物溶液微观结构4.8.1 共聚物的共聚物的SEM照片照片图图25 AM-NaA-NaAMC12CS-BOAM照片照片HPAM，分子量2500104；大庆油田四厂脱水原油与航空煤油制得的混合液；AM-NaA-OP10AC-BOAM，分子量，67.3104，实验室自制。c(Ca2+)c(Mg2+)c(Na+K+)c(CO32-)c(HCO3-)c(Cl-)c(SO42-)c(salinity)19.849.01509.1158.452299.

40、23851.3914.414861.4表表6 大庆油田模拟采出水离子组成大庆油田模拟采出水离子组成岩心编号 Kw(mD)孔隙度（%）原始含油饱和度（%）#1 210 26.9 85.63#2 175 26.3 84.874.9 表面活性疏水接枝共聚物驱油性能表面活性疏水接枝共聚物驱油性能4.9.1 实验材料实验材料实验1对比1对比2中低渗岩心驱油实验#15-2#15-4#15-5中低渗岩心平行实验#15-3#15-1#15-6高渗岩心驱油实验#1-2#1-1#1-34.9 表面活性疏水接枝共聚物驱油性能表面活性疏水接枝共聚物驱油性能4.9.2 实验方案实验方案表表7 单管岩心驱替实验方案单管岩

41、心驱替实验方案（a）(b)水驱阶段：I聚合物驱阶段：II 后续水驱阶段：III最终采收率达到58.64%图图26 AM-NaA-OP10AC-BOAM岩心动态驱油曲线岩心动态驱油曲线4.9 表面活性疏水接枝共聚物驱油性能表面活性疏水接枝共聚物驱油性能4.9.3 中低渗岩心驱油实验结果中低渗岩心驱油实验结果0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5020406080100 ER fw PPVER、fw/%0.00.20.40.60.81.0P/MPa4.9 表面活性疏水接枝共聚物驱油性能表面活性疏水接枝共聚物驱油性能4.9.3 中低渗岩心驱油实验结果中低渗岩心驱油实验结果0.0

42、0.51.01.52.02.53.03.54.0020406080100ER,fw/%ER fw P PV0.00.10.20.30.40.5P/MPa0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5020406080100 ER fw PPVER、fw/%-0.20.00.20.40.60.81.01.21.4P/MPa图图27 HPAM岩心动态驱油曲线岩心动态驱油曲线图图28 两亲聚合物两亲聚合物 HAP-570岩心动态驱油曲线岩心动态驱油曲线表表9 单管岩心驱替实验结果对比单管岩心驱替实验结果对比4.9 表面活性疏水接枝共聚物驱油性能表面活性疏水接枝共聚物驱油性能4.9.4

43、驱油效果对比驱油效果对比方案水驱采收率(%)聚合物+后续水驱采收率(%)总采收率(%)AM-NaA-OP10AC-BOAM驱58.64%18.03%76.67%HPAM驱58.82%13.66%72.48%两亲聚合物驱58.71%19.25%77.96%选题来源及国内外研究现状选题来源及国内外研究现状1论文的研究意义论文的研究意义2 论文思路及技术路线论文思路及技术路线3 论文的研究内容论文的研究内容4 论文的创新性论文的创新性6 主要结论主要结论5论文提纲论文提纲 5 主要结论主要结论u利用分子设计原理，结合三次采油用聚合物的基本特征，构建新型疏水接枝共聚物的分子结构模型：苯环的平面刚性结构

44、增强热稳定性，双链结构增强增黏性能；u提出了一类新型疏水接枝共聚物由丙烯酰胺、少量强极性单体及疏水单体构成，改变极性单体及疏水单体含量和种类，得到不同性能聚合物以适应不同的环境条件；u建立K2S2O8-NaHSO3氧化还原引发剂体系的疏水接枝共聚物的胶束聚合合成方法；u表面张力法揭示了疏水接枝共聚物溶液的流变规律、表面活性及其微观驱油机理；uSEM和AFM给出了共聚物水溶液中的真实缔合形态照片，为疏水接枝共聚物分子溶液中的微观缔合行为提供直接证据，揭示了分子结构-缔合结构-溶液性质构效机理；u室内岩心驱替实验表明，疏水接枝共聚物具有良好的驱油性能，有望应用于三次采油驱油剂。6 论文的创新性论文

45、的创新性u首次从分子设计出发，在大分子链上引入了含有烷基和芳基的双链取代丙烯酰胺疏水单体，苯环平面的刚性结构增强了聚合物的热稳定性，双链结构增强了聚合物的疏水缔合能力。u利用扫描电镜（ESM）和原子力显微镜（AFM）研究了疏水接枝共聚物溶液的微观形貌，给出了共聚物在水溶液中的真实缔合形态照片，为聚合物分子链在溶液中的微观缔合行为提供直接证据。u通过吊环法研究疏水接枝共聚物溶液的表面张力及其影响因素，探讨聚合物经过表面改性后的性质变化规律，揭示了疏水接枝共聚物的表面活性与分子微观结构的关系。u采用室内的岩心驱油实验研究了疏水接枝共聚物的原油驱替能力，探讨疏水接枝共聚物的微观驱油机理。致致 谢谢 本论文是在我尊敬的导师康万利教授悉心指导和关怀下完成的。三年以来，无论是在学习上还是在生活上，康老师都给予了我无微不至的关怀，值此论文完成之际，我谨向恩师康万利老师致以衷心的感谢和崇高的敬意！特别感谢中国石油大学（华东）姚军教授、李兆敏教授、李明忠教授、戴彩丽教授、王业飞教授等老师给予我无私的关心和帮助！特别感谢中国石油大学（华东）本课题组的孟令伟师姐、张红艳师姐及其他同学在我学习和工作中给予的无私帮助!感谢我的父母和家人对我的关心和支持！最后，感谢所有关心过我的人，祝您们一生幸福！欢迎各位专家批评指正欢迎各位专家批评指正