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基本信息

項(xiàng)目名稱：
新型采油化學(xué)助劑的合成與性能評價(jià)--乙烯基吡咯烷酮與丙烯酰胺共聚物的合成與評價(jià)
小類：
能源化工
簡介：
新型采油化學(xué)助劑是指用丙烯酰胺與N-乙烯基吡咯烷酮進(jìn)行共聚反應(yīng)得到的聚合物。由于乙烯基吡咯烷酮類良好的配伍性，無論是自聚還是與其他化合物進(jìn)行共聚，設(shè)計(jì)得到的一系列的化學(xué)采油助劑均能滿足作為驅(qū)油劑高分子化合物的需要。該類聚合物的開發(fā)，可助于改善現(xiàn)用驅(qū)油助劑部分水解聚丙烯酰胺在抗溫、抗鹽、抗剪切性和抗氧化性的不足，在油田上應(yīng)用前景良好。
詳細(xì)介紹：
目前我國油田大部分已經(jīng)進(jìn)入三次采油階段,而化學(xué)驅(qū)油技術(shù)作為三次采油階段中的最重要的組成部分，發(fā)揮了極其重要的作用。迄今而言，化學(xué)驅(qū)油劑主要用的是部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM），HPAM較易合成、分子量可控、價(jià)格便宜、具有高的水溶液增黏性，可降低原油注水開發(fā)時(shí)水的流動(dòng)度和滲透率，擴(kuò)大注水開發(fā)的波及效率，但其耐鹽性、耐溫性、抗剪切性能和抗氧化性能都不盡人意。特別在高溫高礦化度等比較苛刻的條件下，大多數(shù)水溶性聚合物要么沉淀，要么黏度損失或者兩者兼而有之。只有硬葡聚糖和聚乙烯基吡咯烷酮在此條件下黏度損失最小。聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）是一種水溶性酰胺類高分子聚合物，是由N-乙烯吡咯烷酮聚合而成。因此，在此基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計(jì)的一系列的乙烯基吡咯烷酮基驅(qū)油劑，可以改善部分水解聚丙烯酰胺作為驅(qū)油劑的缺陷。整個(gè)實(shí)驗(yàn)對N-乙烯基吡咯烷酮與丙烯酰胺的共聚反應(yīng)進(jìn)行了研究，合成了N-乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺(NVP-AM)二元共聚物，考察了其相應(yīng)的性質(zhì)：相對分子質(zhì)量、抗鹽性能、抗老化性能、黏度以及進(jìn)行聚乙烯基吡咯烷酮基化學(xué)驅(qū)油助劑的設(shè)計(jì)。

作品圖片

  • 新型采油化學(xué)助劑的合成與性能評價(jià)--乙烯基吡咯烷酮與丙烯酰胺共聚物的合成與評價(jià)
  • 新型采油化學(xué)助劑的合成與性能評價(jià)--乙烯基吡咯烷酮與丙烯酰胺共聚物的合成與評價(jià)
  • 新型采油化學(xué)助劑的合成與性能評價(jià)--乙烯基吡咯烷酮與丙烯酰胺共聚物的合成與評價(jià)

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

化學(xué)驅(qū)油技術(shù)在三次采油階段中發(fā)揮了極其重要的作用。乙烯基吡咯烷酮類聚合物是一種性能優(yōu)異的非離子型水溶性高分子，可作為三次采油的采油助劑。 對N-乙烯基吡咯烷酮與丙烯酰胺的共聚反應(yīng)進(jìn)行了研究，合成了N-乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺(NVP-AM)二元共聚物，考察了其相應(yīng)的性質(zhì)：相對分子質(zhì)量、抗鹽性能、抗老化性能、黏度以及進(jìn)行聚乙烯基吡咯烷酮基化學(xué)驅(qū)油助劑的設(shè)計(jì)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

1) 首次提出聚乙烯基吡咯烷酮基化學(xué)驅(qū)油助劑； 2) 將化學(xué)驅(qū)油劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與油藏特點(diǎn)、巖心結(jié)構(gòu)及其微觀化學(xué)環(huán)境關(guān)聯(lián)，以便從理論上指導(dǎo)化學(xué)驅(qū)油劑的設(shè)計(jì)與復(fù)配； 3) 嘗試揭示聚乙烯基吡咯烷酮基化學(xué)驅(qū)油助劑與油藏巖層的相互作用及其儲(chǔ)層傷害模式、在油藏巖層孔隙內(nèi)的擴(kuò)散、吸附及其化學(xué)作用特點(diǎn)； 4) 嘗試建立聚乙烯基吡咯烷酮基化學(xué)驅(qū)油助劑驅(qū)油理論模型。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

1. 由于乙烯基吡咯烷酮類聚合物良好的耐鹽性、耐溫性、抗剪切性能和抗氧化性能，其作為三次采油用的助劑的潛力巨大。 2. 由于其良好的配伍性，將聚乙烯基吡咯烷酮與其他聚合物相交聯(lián)，以組成驅(qū)油效果更為出色的復(fù)合驅(qū)體系。 3. 該種驅(qū)油劑的應(yīng)用，能彌補(bǔ)現(xiàn)如今使用的部分水解的聚丙烯酰胺在其耐鹽性、耐溫性、抗剪切性能和抗氧化性上的不足。因此，在工業(yè)上被應(yīng)用的潛力巨大

學(xué)術(shù)論文摘要

聚乙烯基吡咯烷酮是一種性能優(yōu)異的非離子型水溶性高分子精細(xì)化學(xué)品，可作為三次采油的膠凝劑，提高油田的采油率。本文主要研究了N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）與丙烯酰胺(AM)的共聚反應(yīng)，分別考察了溫度、單體濃度、單體配比、引發(fā)劑濃度對共聚反應(yīng)的影響，得出了較優(yōu)化的工藝條件，并對NVP-AM二元共聚物的抗溫和抗鹽性能進(jìn)行了初步測試和分析。結(jié)果表明，NVP-AM二元共聚物的抗溫和抗鹽性能良好，復(fù)合驅(qū)油劑體系的阻力系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單注體系，兩者之間存在疊合效應(yīng)，可以更有效地提高波及體積能力，并防止聚合物溶液沿著高滲透通道竄流、損失，對提高采收率有很好的促進(jìn)作用。可作為新型油田化學(xué)劑加以研究推廣。

獲獎(jiǎng)情況

1、本文系國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目“新型采油化學(xué)助劑聚乙烯基吡咯烷酮類的研制”成果 2、本論文在青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)第三屆科技節(jié)上獲得一等獎(jiǎng) 3、本論文獲得第十一屆挑戰(zhàn)杯山東省特等獎(jiǎng) 4、本論文發(fā)表于《化工時(shí)刊》2009年第6期

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

1. 國外研究現(xiàn)狀 PVP是20世紀(jì)30年代由Dr W Reppe在德國開發(fā)。在美國，PVP于50年代由GAF公司工業(yè)化?，F(xiàn)在，PVP應(yīng)用很廣泛，PVP可做發(fā)型保持劑，有優(yōu)良的成膜性能和保濕性能。PVP可以用作發(fā)泡聚苯乙烯助劑，懸浮聚合用的膠凝劑、穩(wěn)定劑、纖維處理劑、紙加工助劑、膠黏劑和增稠劑等。同時(shí)PVP也是三大藥用新輔料之一。 目前全世界PVP系列產(chǎn)品產(chǎn)量(折純PVP計(jì))約7萬噸，主要消費(fèi)市場在美國和歐盟，約各占世界消費(fèi)總量的40%，主要生產(chǎn)者為德國BASF公司和美國GAF公司，他們均采用Reppe法化學(xué)合成路線進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)能力分別為2萬噸和1.5 萬噸。世界上最早的PVP產(chǎn)裝置是由德國BASF公司建于二次世界大戰(zhàn)期間，當(dāng)時(shí)主要用于血漿的代用品。其后的生產(chǎn)量和市場消耗量一直很小。到六十年代未七十年代初，美國GAF公司先發(fā)現(xiàn)PVP優(yōu)異的保濕性，并將其應(yīng)用于發(fā)膠、摩絲的生產(chǎn)后，便獲得了迅速發(fā)展。到七十年代末，日本的消費(fèi)量為500噸/年，到目前己達(dá)3000噸/年；1981年美國市場約為1000噸/年，近來已超過30000噸/年；1983年西歐市場銷售量為800噸/年，近來己達(dá)30000噸。在日本最大銷售對象是制藥工業(yè)，占50%左右，日用化妝品占20%，其它包括洗滌劑、印染、電子、粘結(jié)劑等占30%；在西歐和美國最大的市場是化妝品，占70%。近年來，由于PVP及NVP應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，國際PVP市場以每年8%的速度增長。 2． 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國PVP的生產(chǎn)和應(yīng)用起步較晚，產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)和應(yīng)用研究較活躍，發(fā)展速度較快。我國PVP的應(yīng)用研究在醫(yī)藥、食品等方面較多，而在日用化學(xué)品方面較少。目前生產(chǎn)裝置規(guī)模小、生產(chǎn)成本高，難以與國外大公司競爭。NVP能與其他單體（乙酸乙烯酯、乙烯、丙烯腈、異丁烯酸酯、丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺等）共聚而得到二元或多元共聚物。由于單體不同，聚合產(chǎn)物中帶有不同的官能團(tuán)，所以這些共聚物往往有著獨(dú)特的性能，從而拓寬了NVP的應(yīng)用領(lǐng)域。 無論是NVP的自聚，還是NVP與其他化合物的共聚，實(shí)驗(yàn)所采取的工藝條件類似，不同聚合物有著不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)，聚合物也體現(xiàn)出不同的物化性質(zhì)。由于有關(guān)乙烯基吡咯烷酮類聚合物的生產(chǎn)工藝以及其抗溫抗鹽性質(zhì)的文獻(xiàn)極少，所以乙烯基吡咯烷酮類聚合物在油田驅(qū)油方面的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。
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