馬喜平，胡瑩瑩，許航天，石 偉，朱忠祥

（西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500）

酸液稠化劑的合成與性能評(píng)價(jià)

馬喜平，胡瑩瑩，許航天，石 偉，朱忠祥

（西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500）

以丙烯酰胺（AM）、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸（AMPS）、二甲基二 烯丙基氯化銨（DMDAAC） 和N-乙烯基吡咯烷酮（NV P）為單體，通過(guò)水溶液聚合得到一種酸液稠化劑（PAADN）。采用FTIR和1H NMR方法對(duì)PAADN的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，采用單因素等方法優(yōu)選聚合條件，并考察了稠化劑PAADN的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適宜的反應(yīng)條件為： 單體配比m（ AM）∶m（AMPS）∶m（ DMDAAC）∶m（ NVP）=6∶2∶1∶1、反應(yīng)溫度4 5 ℃、單體總用量2 5%（w）（基于反應(yīng)體系質(zhì)量）、過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉引發(fā)劑用量為單體總質(zhì)量的0.9%、體系 pH= 6 ～8、反應(yīng)時(shí)間6 h。適宜的PADDN稠化酸配方為：鹽酸含量20%（w）、PAADN用量0.5%（w）（基于稠化酸體系質(zhì)量）、酸溶時(shí)間80 min、丙炔醇用量2.0%（w）。該稠化酸的黏度在170 s-1時(shí)達(dá)到34 mPa·s，且PAADN在稠化酸中具有較好的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、緩速性能和抗鹽性 能。

酸液稠化劑；多元共聚；表觀黏度

20世紀(jì)，儲(chǔ)層改造（酸化、壓裂）主要作用是為了降低近井地帶地層的傷害，增大油氣層的滲流能力，從而提高單井產(chǎn)量。進(jìn)入21世紀(jì)后，儲(chǔ)層改造技術(shù)逐漸受到重視。酸化是較早應(yīng) 用的一項(xiàng)油氣井增產(chǎn)技術(shù)，其主要原理是利用酸液溶蝕地層中的酸溶性污染物和礦物， 酸蝕反應(yīng)產(chǎn)物隨殘酸或油氣排出地層［1-3］。在儲(chǔ)層的酸壓改造中，酸液稠化劑作為酸液緩蝕劑的主要作用是延緩酸巖的反應(yīng)速度，達(dá)到深穿透的目的，既要保障酸化壓裂安全、高效的施工，又需滿足與儲(chǔ)層配伍、損害低的基本要求。良好的酸液稠化劑應(yīng)有增黏性能強(qiáng)和抗溫性良好等特點(diǎn)。但目前國(guó)內(nèi)使用的稠化劑普遍存在抗溫抗鹽性能較差的問(wèn)題，限制了稠化劑的進(jìn)一步發(fā)展［4-7］。因此研制具有較好增黏、抗溫、抗剪切等性能的稠化劑十分迫切。

本工作以丙烯酰胺（AM）、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）水溶性單體為原料，通過(guò)水溶液聚合得到酸液稠化劑（PAADN）。以PAADN為稠化劑，與鹽酸和緩蝕劑丙炔醇配制成稠化酸。采用FTIR和1H NMR方法對(duì)PAADN的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，采用單因素等方法優(yōu)選聚合條件，并考察了稠化劑PAADN的增黏性能、酸溶時(shí)間、耐酸性、熱穩(wěn)定性、熱稀釋性和剪切穩(wěn)定性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

AM、聚丙烯酰胺（PAM）、過(guò)硫酸銨、亞硫酸氫鈉、無(wú)水乙醇、NaOH、鹽酸、丙炔醇：AR，成都科龍化學(xué)試劑廠；AMPS：純度99%，薩恩化學(xué)技術(shù)有限公司；NVP（AR）、DMDAAC（65%（w）的水溶液）：成都艾科達(dá)試劑廠。

WQF-520型傅里葉變換紅外光譜儀：北京北分瑞利分析儀器公司；Bruker Avance Ⅲ HD 400型核磁共振波譜儀：瑞士Bruker BioSpin公司；ZNN-D6型六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)：青島森欣機(jī)電設(shè)備有限公司。

1.2 PAADN的合 成

稱取5 g AMPS溶于一定量的去離子水中，用20%（w）的NaOH溶液滴定至pH=7。然后分別加入15 g AM、2.5 g DMDAAC和2.5 g NVP，補(bǔ)加一定量的去離子水。加入0.225 g過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉（質(zhì)量比1∶1）引發(fā)劑，配制成100 mL溶液。通氮?dú)?5 min去除溶解氧，密封反應(yīng)容器，放入設(shè)定溫度的水浴中反應(yīng)一段時(shí)間后，得到半透明的膠狀物。產(chǎn)物用無(wú)水乙醇洗滌提純、剪切造粒、研磨成粉末狀，移入恒溫箱中40 ℃下烘干至恒重，得到共聚物PAADN。聚合反應(yīng)見(jiàn)式（1）。

1.3 性能評(píng)價(jià)

用傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定PAADN的FTIR光譜圖，KBr壓片。PAADN提純后溶于氘代水中，用核磁共振波譜儀測(cè)定1H NMR譜圖。按SY/T 6214—1996［8］規(guī)定的方法對(duì)稠化劑PAADN的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

稠化酸緩速性能的評(píng)價(jià)。配制20%（w）的空白酸和20%（w）鹽酸+0.5%（w）PAADN+2.0%（w）丙炔醇的稠化酸。將稠化酸置于90 ℃水浴中，將3批次的大理石輪流放入酸液中，每間隔10 min將大理石取出，洗凈烘干后稱重，按照式（2）計(jì)算大理石的失重率（η）。

式中，m0為大理石的初始質(zhì)量，g；mi為酸巖反應(yīng)過(guò)程中大理石質(zhì)量，g；m為大理石在20%（w）的空白鹽酸中10 min后的溶蝕質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚合反應(yīng)條件的優(yōu)選

聚合物溶液的表觀黏度是表征稠化劑的主要指標(biāo)，而影響表觀黏度的主要因素包括單體配比、單體總用量、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和體系pH等。由于DMDAAC的聚合活性較低，加量過(guò)多不利于共聚，經(jīng)前期文獻(xiàn)調(diào)研和探索［9-10］，確定適宜的DMDAAC用量為10%（w）（基于單體總質(zhì)量）。

2.1.1 單體配比的影響

單體配比對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響見(jiàn)表1。由表1可知，當(dāng)m（AM）∶m（AMPS）∶m（DMDAAC）∶m（NVP）=6∶2∶1∶1時(shí)，表觀黏度最大（69 mPa·s）。AMPS 的用量會(huì)影響PAADN溶液的溶解性，當(dāng)AMPS 用量少時(shí)，PAADN的分子間排斥力小，分子卷曲不易伸展，PAADN的溶解性變差。加入DMDAAC可在PAADN的分子鏈上引入較大的側(cè)基，提高PAADN的熱穩(wěn)定性?？刂艫MPS的用量很關(guān)鍵，適宜的單體配比為m（AM）∶m（AMPS）∶m（DMDAAC）∶m（NVP）=6∶2∶1∶1。

表1 單體配比對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響Table 1 Effects of monomer ratio on the apparent viscosity to PAADN solutions

2.1.2 引發(fā)劑用量的影響

引發(fā)劑用量對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響見(jiàn)圖1。

圖1 引發(fā)劑用量對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響Fig.1 Effect of initiator concentration on the apparent viscosity of PAADN solutions.Conditions：45 ℃，6 h，system pH=6，m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)= 6∶2∶1∶1，total amount of the monomers 25%(w).

從圖1可知，當(dāng)引發(fā)劑用量低于0.9%（w）（基于單體總質(zhì)量）時(shí)，表觀黏度隨引發(fā)劑用量的增加而增大；當(dāng)引發(fā)劑用量超過(guò)0.9%（w）后，表觀黏度開(kāi)始下降，即PAADN的增黏性能開(kāi)始減弱。引發(fā)劑用 量過(guò)低時(shí)，反應(yīng)體系缺少自由基，單體轉(zhuǎn)化率很低；而引發(fā)劑用量過(guò)多時(shí)，鏈終止速率加快，難以得到高相對(duì)分子質(zhì)量的PAADN。故確定最優(yōu)的引發(fā)劑用量為0.9%（w）。

2.1.3 單體總用量的影響

單體總用量對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響見(jiàn)圖 2。從圖2可知，單體總用量低于25%（w）（基于體系質(zhì)量）時(shí)，PAADN的增黏能力隨單體總用量的增大而增大；單體總用量超過(guò)25%（w）后，PAADN的增黏能力開(kāi)始下降。原因在于單體總用量的增大使單位體積反應(yīng)液中包含更多的單體，單體與自 由基之間碰撞的幾率增大，加快聚合反應(yīng)速率，有利于提高PAADN的相對(duì)分子質(zhì)量；但單體總用量過(guò)多 時(shí)，在加速階段反應(yīng)體系黏度太大，使鏈自由基與單體的運(yùn)動(dòng)受阻，自由基與單體碰撞幾率降低，同時(shí)局部溫度過(guò)高導(dǎo)致鏈轉(zhuǎn)移增加、歧化終止增多和雙基終止減少，使PAADN相對(duì)分子質(zhì)量降低。因此，適宜的單體總用量為25%（w）。

圖2 單體總用量對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響Fig.2 Effect of total monomer dosage on the apparent viscosity of PAADN solutions.Conditions：45 ℃，6 h，system pH=6，m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)= 6∶2∶1∶1，initiator dosage 0.9%(w).

2.1.4 體系pH的影響

體系pH對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響見(jiàn)圖3。從圖3可知，體系pH呈中性或弱酸弱堿性時(shí)，PAADN增黏能力強(qiáng)。在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下，PAADN增黏性能較差甚至變成橡膠態(tài)。原因是：1）強(qiáng)酸強(qiáng)堿下PAADN的酰胺基發(fā)生分子內(nèi)或分子間的亞胺化反應(yīng)，使PAADN水溶性變差甚至出現(xiàn)大規(guī)模交聯(lián)。2）強(qiáng)酸強(qiáng)堿下鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)增多，使PAADN中的支鏈數(shù)量增加，相對(duì)分子質(zhì)量下降，因此增黏能力下降，甚至在聚合物分子間產(chǎn)生了一定的C—C鍵交聯(lián)效果，使聚合物水溶性變差。故適宜的反應(yīng)體系pH為6～8。

圖3 體系pH對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響Fig.3 Effect of system pH on the apparent viscosity ofPAADN solutions. Conditions：45 ℃，6 h，m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)= 6∶2∶1∶1，total amount of the monomers 25%(w)，initiator dosage 0.9%(w).

2.1.5 反應(yīng)溫度的影響

反應(yīng)溫度對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響見(jiàn)圖4。

圖4 反應(yīng)溫度對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響Fig.4 Influence of temperature on the apparent viscosity of PAADN solutions.Conditions：6 h，system pH=6，m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)= 6∶2∶1∶1，total amount of the monomers 25%(w)，initiator dosage 0.9%(w).

從圖4可知，隨溫度的升高，表觀黏度呈先增大后減小的趨勢(shì)。溫度低于45 ℃時(shí)，引發(fā)劑分解速率慢、自由基活性低、鏈增長(zhǎng)速率緩慢、單體轉(zhuǎn)化率較低難以形成高相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物；而溫度高于45 ℃時(shí)，引發(fā)劑過(guò)早的全部分解，使反應(yīng)后期缺乏自由基，同樣導(dǎo)致單體轉(zhuǎn)化率很低，高溫下鏈終止速率加快、鏈轉(zhuǎn)移增多，也難以形成高相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)物。溫度過(guò)高還可能導(dǎo)致PAADN的酰胺基之間發(fā)生分子內(nèi)或分子間的亞胺化反應(yīng)，使溶解性變差。故確定45 ℃為最優(yōu)反應(yīng)溫度。

2.1.6 反應(yīng)時(shí)間的影響

反應(yīng)時(shí)間對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響見(jiàn)圖5。由圖5可知，反應(yīng)時(shí)間少于6 h時(shí)，表觀黏度隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而升高；反應(yīng)時(shí)間超過(guò)6 h后，表觀黏度幾乎沒(méi)有變化。這是因?yàn)椋磻?yīng)時(shí)間較短時(shí)，反應(yīng)不能充分進(jìn)行，體系中的自由基多處于鏈 增長(zhǎng)階段，得到的PAADN的相對(duì)分子質(zhì)量較小，增黏性能較差。反應(yīng)時(shí)間超過(guò)6 h后，PAADN增黏性能變差，這是由于在一定溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫，會(huì)導(dǎo)致聚合體系內(nèi)小部分酰胺基發(fā)生亞胺化反應(yīng)，影響PAADN的溶解性能。故確定適宜的反應(yīng)時(shí)間為6 h。

圖5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)PAADN溶液表觀黏度的影響Fig.5 Influence of reaction time on the apparent viscosity of PAADN solutions.Conditions：45 ℃，system pH=6，m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)= 6∶2∶1∶1，total amount of the monomers 25%(w)，initiator dosage 0.9%(w).

綜上所述，合成PAADN適宜的反應(yīng)條件為：?jiǎn)误w配比m（AM）∶m（AMPS）∶m（DMDAAC)）∶m（NVP）=6∶2∶1∶1、反應(yīng)溫度45 ℃、單體總用量25%（w）、引發(fā)劑用量為單體總質(zhì)量的0.9%、體系pH 6～8、反應(yīng)時(shí)間6 h。

2.2 結(jié)構(gòu)表征

2.2.1 FTIR表征結(jié)果

PAADN的FTIR譜圖見(jiàn)圖6。從圖6可看出，3 417 cm-1處為伯酰胺N—H鍵的伸縮振動(dòng)峰；2 930 cm-1處為甲基C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰；1 659 cm-1處為酰胺基C==O鍵的伸縮振動(dòng)峰；2 885 cm-1處為—CH2—的C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰；1 181 cm-1處為反對(duì)稱磺酸基O==S==O吸收峰；1 042 cm-1處為對(duì)稱磺酸基O==S==O的吸收峰；1 316 cm-1處為叔酰胺C—N鍵的伸縮振動(dòng)峰；1 459，1 418 cm-1處為季胺陽(yáng)離子連接的亞甲基C—H鍵的彎曲振動(dòng)。由于PAADN稠化劑采 用無(wú)水乙醇提純，可能有乙醇?xì)埩?，因? 400～3 200 cm-1處可能包含有醇羥基O—H鍵的伸縮吸收峰；在1 000～900 cm-1處未出現(xiàn)歸屬于烯烴類單體（==C—H鍵）的面外彎曲振動(dòng)吸收峰，表明產(chǎn)物純度較高，不含未聚合單體。表征結(jié)果顯示，合成的PAADN為目標(biāo)產(chǎn)物。

圖6 PAADN的FTIR譜圖Fig.6 FTIR spectrum of PAADN.Synthesis conditions of PAADN：45 ℃，system pH=6，m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP)= 6∶2∶1∶1，total amount of the monomers 25%(w)，initiator dosage 0.9%(w)，6 h.

2.2.21H NMR表征結(jié)果

PAADN的1H NMR譜圖見(jiàn)圖7。

圖7 PAADN的1H NMR譜圖Fig.71H NMR spectrum of PAADN.The synthesis conditions of PAADN referred to Fig.6.

從圖7可看出，化學(xué)位移δ=1.10～1.14處的三重吸收峰歸屬于分子主鏈中丙烯酰胺上連接的—CH2—；δ=1.43處的吸收峰歸屬于DMDAAC中與N+相連的—CH3；δ=1.60處的吸收峰歸屬于AMPS中與季C相連接的—CH2—；δ=2.17處的吸收峰歸屬于NVP中與羰基相連的亞甲基；δ=2.96處的吸收峰歸屬于PAADN與功能基團(tuán)相連接的亞甲基；δ=3.57～3.62處的四重峰是與N+相連接的—CH2—。1H NMR表征結(jié)果同樣顯示，所得目標(biāo)產(chǎn)物與預(yù)期結(jié)構(gòu)一致。

2.3 性能評(píng)價(jià)

2.3.1 稠化劑用量對(duì)增黏性能的影響

稠化劑用量對(duì)其增黏性能的影響見(jiàn)圖8。由圖8可知，隨PAADN用量的增加，稠化酸的表觀黏度不斷升高，表明稠化劑PAADN具有較好的增黏性能，當(dāng)溫度為20 ℃，PAADN用量為0.5%（w）（基于體系質(zhì)量）時(shí)，稠化酸的表觀黏度達(dá)到34 mPa·s。而對(duì)于砂巖酸化，如黏度過(guò)大會(huì)使酸液流動(dòng)阻力增大，造成施工壓力過(guò)大和成本過(guò)高等問(wèn)題［11］，因此PAADN適宜的用量為0.5%（w）。

圖8 PAADN用量對(duì)增黏性能的影響Fig.8 Influence of PAADN dosage on its thickening property. Gelled acid composition：propiolic alcohol content 2.0%(w)，HCl content 20%(w).Test condition：170 s-1.Temperature/℃：■ 20；● 45

2.3.2 酸溶時(shí)間

PAADN的酸溶時(shí)間見(jiàn)圖9。

圖9 PAADN的酸溶時(shí)間Fig.9 Thickening dissolution time of PAADN.Gelled acid composition：PAADN dosage 0.5%(w)，propiolic alcohol content 2.0%(w)，HCl content 20%(w). Test conditions：20 ℃，170 s-1.

由圖9可知，前80 min內(nèi)，稠化酸中稠化劑PAADN還未完全溶解，體系黏度隨PAADN的不斷溶解而上升。酸溶時(shí)間超過(guò)80 min后，體系黏度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)PAADN溶解完全。因此，稠化劑適宜的酸溶時(shí)間為80 min。

2.3.3 鹽酸含量對(duì)PAADN增黏性能的影響

鹽酸含量對(duì)PAADN增黏性能的影響見(jiàn)圖10。由圖10可知，PAADN的增黏性能隨鹽酸含量的增加而降低，但在鹽酸含量為20%（w）時(shí)，稠化酸黏度仍可達(dá)到34 mPa·s，說(shuō)明合成的PAADN具有良好的耐酸性。

圖10 酸液含量對(duì)PAADN增黏性能的影響Fig.10 Thickening ability of PAADN in different HCl concentration.Gelled acid composition：PAADN dosage 0.5%(w)，propiolic alcohol content 2.0%(w).Test conditions：20 ℃，170 s-1.

2.3.4 稠化劑的熱穩(wěn)定性

配制PAADN用量0.5%（w）、鹽酸含量20%（w）、丙炔醇用量2.0%（w）的稠化酸。首先在170 s-1下測(cè)定酸液在20 ℃時(shí)的表觀黏度；然后將稠化酸置于帶有冷凝回流裝置的燒瓶中，水浴升溫至60 ℃和90 ℃，恒溫240 min后取出，自然冷卻至20 ℃后測(cè)定170 s-1下的表觀黏度，并與相對(duì)分子質(zhì)量5×106的PAM配制的稠化酸對(duì)比熱穩(wěn)定性［12］，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 稠化酸的熱穩(wěn)定性Table 2 Thermal stability of gelced accid

由表2可看出，PAADN在90 ℃恒溫4 h后黏度保留率仍為80.88%，可滿足施工使用要求［13］。與PAM相比，PAADN表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。這是因?yàn)镻AADN含有五元環(huán)結(jié)構(gòu)，溫度升高時(shí)，黏度降幅較低。

2.3.5 稠化劑的剪切穩(wěn)定性

配制PAADN和PAM的稠化酸，剪切120 min，期間每隔20 min記錄一次酸液的表觀黏度，結(jié)果見(jiàn)圖11。由圖11可知，與PAM酸液相比，PAADN稠化酸在50 ℃下剪切120 min后， 黏度保留率仍為95.3%。表明PAADN在剪切作用下分子鏈斷裂情況較少，且分子鏈間的纏結(jié)與解纏結(jié)能快速達(dá)到平衡使黏度保持穩(wěn)定，即PAADN的耐剪切能力較好。

圖11 稠化酸的剪切穩(wěn)定性Fig.11 Infl uence of shearing time on the thickening ability of the polymers.Gelled acid composition referred to Fig.9.Test conditions：50 ℃，170 s-1.■ PAADN；● PAM

2.3.6 PAADN的緩速性能

PAADN的緩速性能見(jiàn)圖12。

圖12 PAADN的緩速性能Fig.1 2 Retarding performance of PAADN.Test condition：90 ℃.■ HCl（20%（w））；● PADDN（0.5%（w））+HCl（20%（w））

由圖12可看出，20%（w）的空白鹽酸與大理石的反應(yīng)速率很快，約10 min后大理石的質(zhì)量損失量就達(dá)到設(shè)定值；而PAADN稠化酸與大理石反應(yīng)60 min后，大理石質(zhì)量損失僅為設(shè)定值的58%，說(shuō)明PAADN有較好的緩速性能。這是因?yàn)?，PADDN稠化酸的黏度比空白鹽酸高，整個(gè)體系呈凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使氫離子向巖石表面的傳質(zhì)系數(shù)更低，從而具有良好的緩速效果。

2.3.7 抗鹽性能

配制PAADN稠化酸，加入模擬鹽水（m（Na2SO4)∶m（CaCl2）∶m（NaCl）∶m（MgCl2）=928∶125∶3 660∶165）［14］?？疾炝他}含量對(duì)PAADN增黏性能的影響，結(jié)果見(jiàn)圖13。由圖13可看出，PAADN在稠化酸中的增黏性能隨鹽含量的增加而降低，但降幅較緩慢。當(dāng)鹽含量為20 000 mg/L時(shí)，黏度保留率仍有30%，表明PAADN的耐鹽性能較好。這是因?yàn)镻AADN引入了剛性主鏈和磺酸基等提高了抗鹽性能。

圖13 鹽含量對(duì)PAADN增黏性能的影響Fig.13 Influence of salinity on the thickening ability of PAADN. Gelled acid composition referred to Fig.9.Test conditions：20 ℃，170 s-1.

3 結(jié)論

1）以AM，AMPS，DMDAAC，NVP為單體在水溶液中四元共聚合成了酸液稠化劑PAADN。適宜的反應(yīng)條件為：?jiǎn)误w配比m（AM）∶m（AMPS）∶m（DMDAAC）∶m（NVP）=6∶2∶1∶1、反應(yīng)溫度45 ℃、單體總用量25%（w）、引發(fā)劑用量為單體總質(zhì)量的0.9%、體系pH 6～8、反應(yīng)時(shí)間6 h。

2）適宜的PADDN稠化酸配方為：鹽酸含量20%（w）、PAADN用量0.5%（w）、酸溶時(shí)間80 min、丙炔醇用量2.0%(w)。該稠化酸的黏度在170 s-1達(dá)到34 mPa·s，且PAADN在稠化酸中具有較好的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、緩速性能和抗鹽性能。

［1］ 陳大鈞，陳馥. 油氣田應(yīng)用化學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006：148-150，162-165，198-212.

［2］ Podhajecka K，Prochazka K，Hourdet D. Synthesis and viscoelastic behavior of water-soluble polymers modified with strong hodrophobic side chains［J］.Polymer，2007，48（6）：1586-1595.

［3］ Akiyoshi K，Kang E C，Kurumada S，et al. Controlled association of amphiphilic polymers in water：Thermosensitive nanoparticles formed by self-assembly of hydrophobically modified pullulans and poly（N-isopropylacrylamides）［J］. Macromolecules，2000，33（9）：3244-3249.

［4］ 王興文，郭建春，趙金州，等. 碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸化（酸壓）技術(shù)與理論研究［J］.特種油氣藏，2004，11（4）：67-67.

［5］ 陳朝剛，郭建春，周小平，等. 基質(zhì)酸化施工存在的問(wèn)題及處理［J］.斷塊油氣田，2004，11（5）：69-71.

［6］ 全紅平，吳洋，李歡，等. 具有吸附作用的酸液緩速外加劑FL-1的研制［J］.現(xiàn)代化工，2015，35（1）：118-121.

［7］ 潘祖仁. 高分子化學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：121-133，35-139.

［8］ 中國(guó)石油天然氣總公司. SY/T 6214—1996 酸液稠化劑評(píng)價(jià)方法［S］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.

［9］ Han Lijuan，Ye Zhongbin，Chen Hong，et al. The interfacial tension between cationic Gemini surfactant solution and crude oil［J］.J Surfact Deterg，2009，12（3）：185-190.

［10］ 傅智健，許娟，彭曉宏. 新型溫控變黏酸的合成與性能研究［J］.現(xiàn)代化工，2010，30（12）：44-46.

［11］ Abd El-Salam F H. Synthesis，Antimicrobial activity and micellization of Gemini anionic surfactants in a pure state as well as mixed with a conventional nonionic surfactant［J］.J Surfact Deterg，2009，12（4）：363-370.

［12］ 張紅靜. 一種新型酸液稠化劑的合成及性能評(píng)價(jià)［D］.成都：西南石油大學(xué)，2003.

［13］ 修書(shū)志，杜成良，鄭云，等. SCJ-1稠化酸的研究與應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，1999，16（5）：42-44.

［14］ 王中華. AM/AMPS/DMDAAC共聚物的合成［J］.精細(xì)石油化工，2000（4）：5-8.

（編輯 鄧曉音）

Synthesis and performance evaluation of acid liquor thickening agent

Ma Xiping，Hu Yingying，Xu Hangtian，Shi W ei，Zhu Zhongxiang
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China）

A acid liquor thickening agent(PAADN) was synthesized by aqueous solution polymerization with acrylamide(AM)，2-acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid(AMPS)，diallyldimethyl ammonium chloride(DMDAAC) and N-vinylpyrrolidone(NVP) as monomers. The structure of PAADN was characterized by means of FTIR and1H NMR. The polymerization conditions were op timized an d the properties of PAADN were investigated. The experimental results indicated that the optimum reaction cond itions were m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(NVP) 6∶2∶1∶1，temperature 45℃，total amount of the monome rs 25%(w)(based on the reaction system)，initiator dosage 0.9% of total mass of the monomers，pH 6-8 and reaction time 6 h. Under the suitable thickening conditions of HCl concentration 20%(w)，PAADN dosage 0.5%(w)(based on the acid liquor system)，acid soluble time 80 min and propiolic alcohol dosage 2.0%(w)，the viscosity of the thickened acid liquor at 170 s-1was 34 mPa·s. PAADN has good thermal stability，shear stability，retarding performance and salt resistance.

acid liquor thickening agent；multicomponent polymerization；apparent vi scosity

1000-8144（2016）12-1526-07

TE 357.2

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.12.018

2016-06-13；［修改稿日期］2016-09-30。

馬喜平（1963—），男，四川省成都市人，碩士，教授。聯(lián)系人：胡瑩瑩，電話 18244212854，電郵 zhyy037@163.com。