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疏水缔合羟乙基纤维素的合成与性能研究

仇东旭  
【摘要】:与聚合物HPAM相比,疏水缔合聚合物具有更加优良的高效增粘性、耐温抗盐性、耐剪切性和粘弹性等,这些特性使疏水缔合聚合物在EOR领域具有广阔的应用前景。本文对羟乙基纤维素(HEC)进行了改性,引入适量的疏水基团合成了一种疏水缔合羟乙基纤维素(BHEC),采用单因素实验法考察了反应温度、活化剂浓度、羟乙基纤维素浓度、疏水单体加量和反应时间等因素的影响,确定了实验合成的最佳条件;利用红外光谱和热重分析对其结构进行了表征,证实了合成产物即为目标产物。研究了BHEC的增粘性能,浓度为4000mg/L时,BHEC的表观粘度为2040mPa·s,而HEC的表观粘度为93mP·s,增粘性能是HEC的近22倍,且BHEC具有较低的临界缔合浓度及较好的耐剪切性、耐酸碱性,抗温抗盐性能得到了改善;考察了活性剂和醇对BHEC水溶液粘度的影响,醇对BHEC水溶液的增粘性有一定的促进作用,且随着醇碳原子的增加,BHEC水溶液的增粘幅度更加明显,表面活性剂的加入可形成混合胶束,增大了BHEC水溶液的表观粘度;BHEC水溶液具有一定的表面活性,醇对BHEC的表面活性有一定影响,一元醇能够降低BHEC水溶液的表面张力,二元醇能够略微提高BHEC水溶液的表面张力,且随着醇碳链增长,醇对BHEC水溶液表面张力的影响越明显;BHEC具有良好的粘弹性,当BHEC溶液浓度达到4000mg/L时,开始表现出较好的粘弹性,并随着浓度的升高,储能模量G'和耗能模量G"都逐渐升高,BHEC浓度越大,SF频率点越小,溶液的粘弹性越显著;人造岩心驱替实验表明,在同样条件下,BHEC相比HEC具有更大的阻力系数和残余阻力系数,考察了不同浓度、注入段塞和注入速度条件下BHEC溶液的驱油效率,其驱油效率比HPAM提高了7%~8%,BHEC具有较好的驱油效果;采用可视化实验,探讨了BHEC水溶液的驱油作用机理。通过进一步深入研究,期待BHEC在化学驱中得到应用。


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