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    你所不知道的壓裂上的乳液聚合物

    所屬分類:行業資訊  發布時間:2023-02-23

    石油開采中,日益嚴苛和復雜的地層條件,如高溫、高礦化度等,對水溶性聚合物提出了嚴格的要求。由于反相乳液聚合物具有良好的水溶性、增稠性、懸浮攜砂能力、剪切稀釋性,被廣泛用作乳液變粘壓裂液、滑溜水壓裂液等。

    反相乳液聚合物可迅速水溶,避免了傳統胍膠和固體聚丙烯酰胺增稠劑體系前期的配液,適用于現場大液量、大排量的施工模式,有利于降低施工成本。

    反相乳液聚合物的生產,相對來說,是最難的,主要原因是反應組分多,反應條件多,溫度控制難度大,條件調節的窗口比較小等。下面重點介紹一下,反相乳液聚合的各個組分。

    一、單體

    1、烯丙基類單體

    對于反相乳液聚合,常用的單體一般為水溶性的乙烯基單體,如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等。

    2、單體選擇條件

    單體可在乳液體系中的增溶溶解,但是不能完全溶解于乳化劑水溶液;

    能在發生增溶溶解的作用溫度下進行聚合;

    與水或者乳化劑無任何活化作用,如不水解等。

    二、乳化劑

    1、乳化劑作用

    降低水的表面張力;

    降低油水界面張力;

    乳化作用;

    增溶作用;

    發泡作用;

    2、乳化劑類型

    陰離子型;陰離子型乳化劑主要有烷基羧酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽和磷酸鹽類等其乳化效果一般與烷基中的碳原子數量有關,烷基中的碳原子數越低,水溶性越好,在水中不能形成膠束,乳化能力越弱;碳原子個數越多,水溶性差,難以分散在水中,同樣乳化能力也很弱;一般烷基中的碳原子數量在12~18的乳化劑具有較好的乳化能力。陰離子乳化劑一般需在pH>7條件下使用。

    陽離子型;常用的陽離子乳化劑主要為有機胺類化合物的鹽類,如脂肪銨鹽,有機季銨鹽等。此類乳化劑需要在pH<7的條件下使用。但是胺類化合物一般都有阻聚作用,容易發生副反應,乳化能力不足,因此在乳液聚合物中很少應用。

    兩性離子型;兩性離子型乳化劑的分子結構中含有極性基團,兼有陰陽離子基團,如氨基酸、酰胺硫酸酯類,適用于任何pH值。常用的非離子乳化劑主要有羧酸類、硫酸酯類、磷酸酯類和磺酸類。

    非離子型;應用最為廣泛。常用的非離子型乳化劑主要有酯類、醚類、胺類、酰胺類等。常用的酯類主要包括聚氧乙烯羧酸酯類、多元醇羧酸酯類(Span系列)和聚氧乙烯多元醇羧酸酯類(吐溫系列)。由于其非離子屬性,對pH值的變化不敏感,比較穩定,耐酸、堿、鹽、電解質,同時適用于油包水和水包油型的體系。但是單一的非離子乳化劑乳化能力不足,一般不單獨使用,通常為兩種以上的復合乳化劑。但進行反相微乳液聚合時,單一非離子型乳化劑親水親油性隨溫度變化,形成微乳液的溫度區域一般較窄,給微乳液聚合帶來困難。離子型乳化劑不易受溫度影響,故將少量調節親水親油平衡值(HLB 值)的離子型乳化劑與作為主要組分的非離子型乳化劑聯合使用,可增大微乳液區的溫度范圍,縮小三相區,既可提高增溶能力,又可增加微乳液穩定性。


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