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基于水/辛酸异戊酯-白油反相乳液体系合成压裂液增稠剂及性能

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反相乳液聚合过程中通常采用饱和烷烃的混合物白油作为分散介质,但是白油在使用过程中会存在污染环境的问题.本文以可降解化合物辛酸异戊酯替代了部分白油作为混合油相,丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,通过反相乳液聚合法合成了W/O型聚丙烯酰胺-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(P(AM-DAC)),通过1H NMR、FT-IR和SEM对其结构进行表征.考察了乳化剂用量和辛酸异戊酯用量对预乳液稳定性、黏度和油-水界面张力的影响,引发剂用量和反应温度对P(AM-DAC)水溶液黏度的影响.结果表明:当乳化剂用量为10%,辛酸异戊酯用量为50%时,引发剂用量为0.8%,反应温度为38℃时,P(AM-DAC)水溶液黏度达到最大值,为129 mPa·s.考察了P(AM-DAC)与以白油作为油相合成的聚丙烯酰胺-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(P(AM-DAC)-W)的性能对比,P(AM-DAC)和P(AM-DAC)-W的粘均分子量分别为5.019×106和5.045×106;质量分数为1%的水溶液黏度分别为129和132 mPa·s;当Na+质量浓度为3000 mg/L时,1%的水溶液黏度分别为65和67 mPa·s;在90℃,170 s-1剪切速率下持续剪切45 min后,1%的水溶液黏度分别为36.9和43.1 mPa·s;陶粒在1%的水溶液中的沉降速度分别为0.049和0.053 mm/s;破胶液表面张力分别为27.8和28.9 mN/m;残渣含量分别为1.63和1.76 mg/L.该研究表明辛酸异戊酯代替部分白油制备压裂液用增稠剂是可行的,不仅不影响增稠性能,而且对耐盐、耐温耐剪切、携砂、破胶和残渣含量等性能没有造成明显的影响.
Properties of a fracturing fluid thickener synthesized by inverse emulsion polymerization based on water/isoamyl octanoate-white oil

高党鸽、李随荣、王历历、吕斌、赵静

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陕西科技大学 轻工科学与工程学院,陕西 西安 710021

西安市绿色化学品与功能材料重点实验室,陕西 西安 710021

陕西科技大学 轻化工程国家级实验教学示范中心,陕西 西安 710021

低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西 西安 710018

中国石油长庆油田公司油气工艺研究院,陕西 西安 710018

西安长庆化工集团有限公司,陕西 西安 710018

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辛酸异戊酯 反相乳液聚合 增稠剂 性能评价

陕西省高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才项目陕西省创新能力支撑计划

2021TD-16

2023

日用化学工业(中英文)
中国日用化学工业研究院

日用化学工业(中英文)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.553
ISSN:1001-1803
年,卷(期):2023.53(6)
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