Page 201 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 刘 永，等: 盐刺激响应疏水缔合聚合物溶液的流变性能 ·1487·

mass fraction, and the elasticity of the system increased, forming a dense quasi-spatial network structure.
Key words: hydrophobic association effect; salt thickening; stimulus response; synergistic effect;
viscoelasticity; oil field chemicals

随着高渗透储层的储油量逐渐减少，低渗透和 分析纯，湖北德科化学品有限公司；CaCl 2 、NaCl，
超低渗透储层的非常规油气资源开发已成为接替石 分析纯，天津市鼎盛鑫化工有限公司；无水乙醇，
油化工业常规油气能源、支撑油气革命的重要力量。 郑州卓利化工产品有限公司；异构十醇聚氧乙烯醚
但非常规油气资源所处的地质特征复杂，大部分是 （AEO-10-9），工业级，江苏省海安石油化工厂；
通过压裂技术开发的 [1-3] ，因此，对压裂液的性能提 三乙胺，分析纯，上海西陇化工有限公司；二氯甲
出了更高的要求，如对地层伤害小、耐温耐盐、地 烷，分析纯，山东天茂化工有限公司；丙烯酰氯，
[4]
层适应性强、环境友好等 。 分析纯，淄博沃德化工科技有限公司；偶氮二异丁
目前，天然植物胶压裂液、清洁压裂液和合成 腈（AIBN），分析纯，国药集团化学试剂有限公司；
聚合物压裂液已被广泛用作水力压裂液。天然植物 十八烷基二甲基烯丙基氯化铵（ODAAC）、部分水
胶压裂液具有良好的增稠性、生物降解性和生物相 解聚丙烯酰胺（HPAM）、阴离子聚丙烯酰胺（PAM），
容性，但作为压裂液时耐温性差、对储层伤害大 [5-6] ； 工业品，陕西长海油田助剂有限公司。
清洁压裂液是低分子表面活性剂，具有易制备、摩 HTD-06BX 充电便携式六速旋转黏度计，青岛
阻低、残渣少和携砂性强 [6-11] 等优点，但成本高、 恒泰达机电设备有限公司；TY10HAAKE MARS Ⅲ
耐温耐盐性差；合成聚合物压裂液具有增稠能力强、 流变仪，德国哈克公司；Nicolet iS5 傅里叶变换红
破胶性能好、热稳定性好等特点，可根据不同的要 外光谱仪，美国热电公司；布鲁克 600 MHz 核磁共
求灵活设计，因此，被广泛使用 [12-18] 。ZHU 等 [19] 振波谱仪，德国布鲁克公司；Lumina 荧光光谱仪，
开发了一种疏水缔合聚合物，其在质量浓度为 10 赛 默飞世 尔科 技公司 ； S4800 扫描电子 显 微 镜
g/L NaCl 水溶液中质量分数为 0.15%时黏度保持率 （SEM），中科院仪器厂；RE52CS-2 旋转蒸发仪，
2+
为 50%；MAO 等 [20] 在高盐度（5000 mg/L Ca /3000 上海亚荣生化仪器厂。
2+
mg/L Mg ）条件下，将质量分数为 0.6%聚合物在 1.2 疏水性功能单体 ECY 的制备
120 ℃、170 s –1 下剪切 2 h 后保持高黏度（50 将 91.83 g（0.3 mol）AEO-10-9、35.42 g（0.35
mPa·s/70 mPa·s）；QUAN 等 [21] 以质量分数为 5%的 mol）三乙胺和 250 mL 二氯甲烷依次加入到 500 mL
CaCl 2 和质量分数为 10%的 NaCl 水溶液为溶剂配成 三口烧瓶中，在冰水浴中放置 0.5 h，待反应体系温
质量分数为 0.5%的聚合物溶液在 100 ℃、170 s –1 度降至 0 ℃以下，将溶有 38.46 g（0.425 mol）丙烯
下剪切 0.5 h 后黏度仍保持 55 mPa·s 左右。 酰氯的 70 mL 二氯甲烷溶液倒入滴液漏斗，并逐滴
本文通过对聚合物的分子结构进行优化，改善 加入到三口烧瓶中，在 0~5 ℃下反应 14 h，即得粗
其耐盐性。采用自由基水溶液聚合法，以亲水性丙 产物；反应结束后，抽滤除去多余的盐，旋转蒸发
烯酰胺为分子骨架，十八烷基二甲基烯丙基氯化铵 除去溶剂，用乙醚萃取，在室温下真空干燥，得到
（ODAAC）为阳离子疏水性单体，再引入自制抗盐 产物疏水单体 ECY [21] 。合成路线如下所示：

性非离子功能单体异构十烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯
（ECY），制备一种在盐水中溶解速度快，缔合作用
强的疏水缔合聚合物（HLMY），并测定其耐温耐盐
性能，以期用于高含盐压裂返排液的开发，同时研
究了 HLMY 在金属盐离子溶液中的自组装行为和
机理。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器
丙烯酰胺（AM），工业品，河南铭之鑫化工产

品有限公司；过硫酸铵（APS），分析纯，无锡市亚 1.3 HLMY 的制备
泰化工有限公司；抗坏血酸（V C ），分析纯，山东 称取 340 g（4.8 mol）AM、20 g（0.06 mol）
德彦化工有限公司；偶氮二异丁脒盐酸盐（V 50 ）， ODAAC 和 30 g（0.05 mol）疏水单体 ECY 溶于 600 g