Page 182 - 《精细化工》2021年第6期

·1244· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

随着油田开采的进一步深入，三次采油技术得 性物质性能的聚合物，扩展聚合物在油田中的应用
以快速发展，并在一些油田开发中得到应用。当前， 范围。
[1]
聚合物驱是三次采油技术的主要发展方向 。聚合
1 实验部分
物驱是指向地层中注入聚合物进行驱油的一种增产
措施，它主要靠增加驱替液黏度、降低驱替液和被
1.1 试剂与仪器
驱替液的流度比，从而扩大波及体积，因此，驱油
IA、AM、偶氮二异丁基脒盐酸盐（V50），AR，
用聚合物的黏度成为影响驱油效果好坏的关键。而
上海阿拉丁生化科技股份有限公司；无水乙醇、过
影响驱油用聚合物黏度的主要因素是金属盐类（包
硫酸钾（KPS）、亚硫酸氢钠（SBS）、FeSO 4 •7H 2 O、
括一价盐和二价盐）及具有氧化还原性的物质（溶 Na 2 S•9H 2 O，AR，国药集团化学试剂有限公司；
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解氧、还原性 Fe 和 S 等）。国内外对上述情况下
HPAM（水解度 25%），北京恒聚化工集团有限责任
增强聚合物的黏度进行了大量研究，主要方法为：
公司。
（1）对聚合物进行改性研究，增强其抗盐性能，如 Nicolet 6700 傅里叶变换红外光谱仪，美国赛默
加入离子型抗盐单体与丙烯酰胺（AM）进行共聚 [2-3] ；
飞世尔公司；Avance Ⅲ 400 MHz 核磁共振波谱仪，
（2）加入相应的螯合剂（络合剂）对溶液中的二价 瑞士 Bruker 公司；Waters1515 型凝胶渗透色谱仪，
金属离子进行掩蔽 [4-6] ；（3）通过曝氧、Fenton 氧化
美国 Waters 公司；Vario EL Ⅲ元素分析仪，德国
和外加化学剂等方法，降低溶液中还原性物质的浓 Elementar 公司；RVDV-3T+CP Brookfield DV3T 流
度 [7-8] 。方法（1）和（2）主要针对的是金属盐类，方
变仪，美国 Brookfield 公司；PHS-25C pH 计，上海
法（3）主要针对的是氧化还原性物质。 雷磁仪器厂；DF-101S 数显恒温磁力搅拌水浴锅、
RASHIDI [9] 以 2- 丙烯 酰胺 -2- 甲基 丙磺 酸
500 mL 索氏提取器，巩义市予华仪器有限责任公司。
（AM/AMPS）为原料合成了含磺酸基团的聚丙烯酰
1.2 共聚物 IAPAM 的合成
胺，并考察了矿化度对共聚物溶液黏度的影响。结
以 IA 和 AM 为单体，使用氧化-还原复合引发
果表明，相比部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），含磺
体系和水溶性偶氮化合物作为引发剂，在低温下引
酸基团的聚丙烯酰胺具有优异的抗温、抗盐性能。 发自由基水溶液聚合制备 IAPAM [13-14] ，反应路线如
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崔茂蕾等 [10] 研究了 Ca 、Mg 、Na 、K 对聚合物
下所示：
溶液黏度的影响，并研究了络合剂对聚合物黏度的
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作用。结果证实，Ca 、Mg 对聚合物溶液黏度的
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影响远大于 Na 、K ，而络合剂柠檬酸钠可作为高
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Ca 、Mg 条件下聚合物溶液增黏的一种途径，但
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不能完全恢复 Ca 、Mg 对黏度的影响。王大喜等 [11]
研究了咪唑啉型化合物与铁原子的化学吸附作用。
结果发现，具有 p-π 共轭体系的咪唑啉以及在环上
引入供电子基团或取代芳烃，能增强氮原子与铁原
子的化学吸附作用力和吸附膜的牢固程度。上述都

是从一方面来增强聚合物的黏度，同时降低金属盐
类和氧化还原性物质对聚合物黏度伤害的研究较 称取 1.81 g(0.014 mol)IA、18.19 g(0.26 mol)
少，很少有文献报道通过改进聚合物分子结构来解 AM、0.72 g(2.7 mmol)V50、0.12 g(0.44 mmol)KPS
决这一问题。对此，本文拟合成出同时具有抗盐和 和 0.06 g(0.57 mmol)SBS 搅拌均匀；用 1 mol/L
抗还原性物质的聚合物。 NaOH 调节 pH 至 7.0，然后倒入 200 mL 三口烧瓶
胺羧类化合物分子中含有多个配位原子（氧与 中，在 5 ℃的冷水浴中充氮气 40 min 后密封；将恒
氮），能与大多数金属离子形成稳定的络合物 [12] 。本 温水浴槽升温至 45 ℃，然后将密封的三口烧瓶放
文从络合剂对降黏因子配位络合稳定作用的原理中 入水浴槽，反应 3 h，得到 IAPAM 粗产物。将 IAPAM
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受到启发，利用带有双羧基的烯类单体衣康酸（IA） 粗产物切成体积 1 cm 的小方块，置入 100 mL 无水
与 AM 单体共聚，合成具有络合配位功能的超高相 乙醇中，用手反复揉搓至胶块完全变硬，此时胶块
对分子质量（简称分子量）丙烯酰胺类聚合物 中的大部分水分已经被无水乙醇萃取出来；将处理
（IAPAM），并对其进行结构表征；随后，对 IAPAM 过的 IAPAM 放入索氏提取器中用无水乙醇再抽提
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抗一价阳离子、二价阳离子、Fe 以及 S 还原物质 24 h，抽提后将固体块状聚合物粉碎，放入真空干
的能力进行评价，以期合成具有良好抗盐及抗还原 燥箱中 45 ℃下真空干燥 48 h，得到高纯度的粉末