阳离子聚合物和双季铵盐粘土稳定剂的合成及性能研究
本文首先合成了以环氧氯丙烷为原料两种主链型阳离子聚合物类粘土稳定剂：①、用二甲胺与环氧氯丙烷作为反应物，通过缩和聚合得到聚合物PA1；②、在引发剂过硫酸钾-亚硫酸钠存在下，通过缩和聚合和自由基反应生成阳离子聚合物PA2。通过进行室内实验，确定了PA1、PA2粘土稳定剂的合理聚合反应时间、反应温度、引发剂用量及单体摩尔比。
双子表面活性剂(又称Gemini)是由两个双亲分子的离子头基经联结基团通过化学键联接而成，因其特殊的结构和性质已成为表面活性剂研究的一个活跃领域。本文同时合成了以环氧氯丙烷和三乙胺为原料的一种双季铵盐类表面活性剂作为粘土稳定剂，利用红外光谱、元素分析仪对目标产物进行了分析表征，通过测定电导率、表面张力等研究了目标产物的表面性质。
通过防膨性能评价实验、岩屑回收率实验、静态膨胀实验、岩芯渗透率实验和岩芯溶失率实验表明阳离子聚合物类粘土稳定剂与双子季铵盐粘土稳定剂具有良好的抑制粘土水化膨胀能力。
在粘土稳定剂合成及评价实验的基础上，取得了以下五点结论：
1、以环氧氯丙烷与二甲胺为原料通过缩合聚合反应合成的主链型阳离子聚合物粘土稳定剂PA1的最佳反应条件是：反应时间5h，反应温度60℃，环氧氯丙烷与二甲胺的单体摩尔比为1:1。
2、在过硫酸钾-亚硫酸钠引发剂引发下以环氧氯丙烷与二甲胺为原料合成的主链型阳离子聚合物粘土稳定剂PA2的最佳反应条件是：反应时间5h，反应温度65℃，引发剂过硫酸钾用量为1.2％，环氧氯丙烷与二甲胺的单体摩尔比为1.5:1。
3、以环氧氯丙烷和三乙胺为原料合成双子季铵盐，其最佳反应条件为：反应时间7h，反应温度70℃，三乙胺与环氧氯丙烷的摩尔比为2:1。通过电导率法和滴体积法测得合成产物的CMC分别为4.5mmol/L和4.8mmol/L，具有良好的表面活性。
4、通过粘土稳定剂防膨效果实验，PA1和PA2的最佳使用浓度为0.5％，双季铵盐粘土稳定剂溶液的最佳使用浓度为0.8％。
5、在最佳使用浓度时，使用PA1和PA2时的岩屑回收率实验、静态膨胀试验、岩芯溶失率实验效果要好于使用双季铵盐，但在低渗透油田岩芯渗透率实验中，使用双季铵盐时渗透率下降比较小，为10％。
阳离子聚合物;双季铵盐;粘土稳定剂;阳离子表面活性剂
中国海洋大学
硕士
应用化学
韩力挥
2009
中文
TQ314.245
73
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）