隨著常規石油(you)資源(yuan)的(de)大(da)量、持續消耗，開(kai)發(fa)利用(yong)稠(chou)油(you)資源(yuan)的(de)緊迫性(xing)(xing)日益突出。稠(chou)油(you)由于含有大(da)量瀝青(qing)質、膠質等重質組分而具有粘(zhan)度(du)(du)高(gao)(gao)、密(mi)度(du)(du)大(da)、流動(dong)(dong)性(xing)(xing)差的(de)特點，導致其(qi)開(kai)采(cai)集輸(shu)難(nan)度(du)(du)高(gao)(gao)、資源(yuan)利用(yong)率差，如何降(jiang)低稠(chou)油(you)粘(zhan)度(du)(du)、提高(gao)(gao)其(qi)流動(dong)(dong)性(xing)(xing)成(cheng)為打破限制其(qi)開(kai)發(fa)利用(yong)壁壘的(de)關鍵。

目(mu)前最為普遍的(de)方法是添加各種水(shui)(shui)溶(rong)(rong)性稠(chou)(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)(zhan)劑實現(xian)降(jiang)(jiang)粘(zhan)(zhan)目(mu)的(de)，而其(qi)(qi)(qi)中聚合(he)物(wu)(wu)型(xing)(xing)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)性稠(chou)(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)(zhan)劑在(zai)油田應用(yong)中的(de)表現(xian)最具吸(xi)引力(li)，但其(qi)(qi)(qi)研發(fa)尚處于(yu)發(fa)展(zhan)階(jie)段，現(xian)有的(de)聚合(he)物(wu)(wu)型(xing)(xing)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)性稠(chou)(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)(zhan)劑種類較少(shao)、對稠(chou)(chou)油油藏條件(jian)的(de)適應性有限、溶(rong)(rong)液性質與降(jiang)(jiang)粘(zhan)(zhan)機(ji)理(li)間(jian)的(de)聯(lian)系探討不(bu)足。研發(fa)更能(neng)滿(man)足稠(chou)(chou)油開發(fa)需求(qiu)的(de)新型(xing)(xing)聚合(he)物(wu)(wu)型(xing)(xing)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)性稠(chou)(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)(zhan)劑，并深入分析其(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)液性質與作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)是該領域未來(lai)的(de)主要發(fa)展(zhan)趨勢(shi)。

基于上述背景，本(ben)論文主要從聚合物(wu)的(de)結構設計、功(gong)能(neng)單體的(de)引(yin)入、降粘機理的(de)探討等(deng)三個方面進行新(xin)型水溶性(xing)稠油降粘聚合物(wu)的(de)設計合成，溶液性(xing)質及稠油降粘應用性(xing)能(neng)的(de)研究。

1、以(yi)丙(bing)(bing)烯酰(xian)胺(AM)，2-丙(bing)(bing)烯酰(xian)胺-2-甲(jia)基(ji)(ji)丙(bing)(bing)磺(huang)(huang)酸(AMPS)和環氧基(ji)(ji)的(de)(de)甲(jia)基(ji)(ji)丙(bing)(bing)烯酸縮水(shui)甘油(you)(you)酯(GMA)共(gong)(gong)(gong)聚(ju)以(yi)得(de)到可(ke)反應(ying)型共(gong)(gong)(gong)聚(ju)物(wu)，利用(yong)環氧基(ji)(ji)與(yu)氨(an)基(ji)(ji)間(jian)的(de)(de)偶合反應(ying)，將(jiang)氨(an)基(ji)(ji)封端的(de)(de)丙(bing)(bing)烯酰(xian)胺-苯乙(yi)烯磺(huang)(huang)酸鈉二元共(gong)(gong)(gong)聚(ju)物(wu)接枝于反應(ying)型共(gong)(gong)(gong)聚(ju)物(wu)側鏈，得(de)到具有長支(zhi)(zhi)鏈的(de)(de)水(shui)溶性(xing)(xing)(xing)兩親(qin)共(gong)(gong)(gong)聚(ju)物(wu)，通過(guo)核磁共(gong)(gong)(gong)振、紅(hong)外光譜、靜態(tai)光散(san)射(she)(she)、熱重分析對其進行(xing)(xing)了(le)基(ji)(ji)本表征。利用(yong)動態(tai)光散(san)射(she)(she)、旋轉流(liu)變(bian)儀、界(jie)面張力儀考察(cha)了(le)其溶液中(zhong)的(de)(de)聚(ju)集行(xing)(xing)為與(yu)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)，并在此基(ji)(ji)礎上進行(xing)(xing)稠油(you)(you)乳(ru)化(hua)降(jiang)粘性(xing)(xing)(xing)能(neng)評價(jia)。研究表明(ming)，該聚(ju)合物(wu)型水(shui)溶性(xing)(xing)(xing)稠油(you)(you)降(jiang)粘劑的(de)(de)作用(yong)機理為乳(ru)化(hua)降(jiang)粘，長支(zhi)(zhi)鏈結構有利于稠油(you)(you)降(jiang)粘性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)提高，適(shi)中(zhong)的(de)(de)長支(zhi)(zhi)鏈結構含量下(xia)可(ke)取(qu)得(de)最(zui)理想的(de)(de)稠油(you)(you)降(jiang)粘率。

2、以(yi)AM單(dan)體為主(zhu)，引入具有較強耐(nai)溫(wen)耐(nai)鹽性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)兩親性(xing)(xing)(xing)(xing)單(dan)體N-乙烯(xi)基(ji)(ji)吡咯(ge)烷(wan)酮(NVP)以(yi)及(ji)長疏(shu)水鏈季(ji)(ji)銨(an)鹽單(dan)體(N-丙(bing)烯(xi)酰胺(an)丙(bing)基(ji)(ji))-N，N-二(er)甲(jia)基(ji)(ji)，N-十六(liu)烷(wan)基(ji)(ji)溴化銨(an)(ADC)合(he)(he)成了(le)(le)一系列疏(shu)水締(di)合(he)(he)水溶性(xing)(xing)(xing)(xing)共聚物(wu)，通過核磁(ci)共振、紅外光譜(pu)、元素分析、靜態光散射(she)等進行表(biao)征。通過表(biao)面(mian)張力和界(jie)(jie)面(mian)張力測定研(yan)究了(le)(le)不同條件下聚合(he)(he)物(wu)溶液的(de)表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)和界(jie)(jie)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)，在此(ci)基(ji)(ji)礎上(shang)利用旋轉粘(zhan)度計、穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)分析儀研(yan)究了(le)(le)其可循(xun)環(huan)稠(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能并探討了(le)(le)其機(ji)理。研(yan)究表(biao)明，適(shi)中的(de)表(biao)界(jie)(jie)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)更適(shi)于實(shi)現可循(xun)環(huan)的(de)耐(nai)鹽稠(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)，提高(gao)長疏(shu)水鏈季(ji)(ji)銨(an)鹽單(dan)體含(han)量(liang)能夠增強其耐(nai)鹽稠(chou)油降(jiang)(jiang)粘(zhan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。

3、選(xuan)(xuan)擇AM、二甲基丙烯(xi)酰胺(DMA)、丙烯(xi)酰嗎啉(NAM)共(gong)(gong)聚(ju)(ju)完成(cheng)了(le)兩(liang)親(qin)性(xing)三(san)元(yuan)共(gong)(gong)聚(ju)(ju)物(wu)(wu)的(de)合成(cheng)，選(xuan)(xuan)擇AM、苯乙(yi)烯(xi)磺酸鈉(na)(SSS)與鏈轉移劑巰基乙(yi)醇(chun)進行自由基共(gong)(gong)聚(ju)(ju)完成(cheng)了(le)羥基封端的(de)陰離(li)子共(gong)(gong)聚(ju)(ju)物(wu)(wu)的(de)合成(cheng)，并利用(yong)(yong)這兩(liang)種共(gong)(gong)聚(ju)(ju)物(wu)(wu)得(de)(de)到了(le)一種復配(pei)型兩(liang)親(qin)共(gong)(gong)聚(ju)(ju)物(wu)(wu)稠油(you)降粘劑。用(yong)(yong)共(gong)(gong)振光(guang)散射等研究(jiu)了(le)其溶(rong)液(ye)中的(de)聚(ju)(ju)集行為(wei)，并考察(cha)了(le)其表觀粘度(du)(du)(du)、表面張力、界(jie)面張力隨濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)變化情況。此外，利用(yong)(yong)光(guang)學顯微鏡、旋(xuan)轉粘度(du)(du)(du)計研究(jiu)了(le)其基于界(jie)面活(huo)性(xing)的(de)稠油(you)乳(ru)化降粘行為(wei)，分析了(le)不同無(wu)機鹽及鹽濃(nong)度(du)(du)(du)對其稠油(you)降粘性(xing)能的(de)影響(xiang)情況。發(fa)現復配(pei)是一種有效地(di)提(ti)高稠油(you)乳(ru)化降粘性(xing)能的(de)方法，能夠在較低的(de)用(yong)(yong)量下取(qu)得(de)(de)較好的(de)耐(nai)鹽降粘效果。

4、通過(guo)AM與二甲氨基丙(bing)(bing)基甲基丙(bing)(bing)烯(xi)酰胺(DMAPMA)及含氟疏水(shui)(shui)單體全氟己基乙基甲基丙(bing)(bing)烯(xi)酸酯(TEMAc-6)共聚(ju)，得到了一系(xi)列含氟疏水(shui)(shui)單體含量不同的(de)具有pH響(xiang)應性(xing)(xing)的(de)水(shui)(shui)溶(rong)性(xing)(xing)聚(ju)合物(wu)(wu)，通過(guo)核磁共振、紅外光(guang)譜、靜(jing)態光(guang)散射、熱(re)重分析等(deng)進行了結(jie)構(gou)與性(xing)(xing)質(zhi)表征。利用界(jie)面擴(kuo)張(zhang)(zhang)流變法、粘度(du)測(ce)試、表面張(zhang)(zhang)力測(ce)定(ding)等(deng)進行了溶(rong)液(ye)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)研究(jiu)，利用Zeta電位測(ce)試考(kao)察了pH對共聚(ju)物(wu)(wu)溶(rong)液(ye)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)影響(xiang)情況，并使用激光(guang)粒度(du)儀、旋(xuan)轉粘度(du)計(ji)研究(jiu)了其pH響(xiang)應性(xing)(xing)稠(chou)油降(jiang)粘行為。結(jie)果表明(ming)，該系(xi)列聚(ju)合物(wu)(wu)溶(rong)液(ye)的(de)界(jie)面活性(xing)(xing)不僅隨(sui)(sui)著含氟單體含量的(de)提(ti)高而(er)(er)增強，而(er)(er)且隨(sui)(sui)著pH的(de)減(jian)小而(er)(er)減(jian)弱，基于界(jie)面活性(xing)(xing)控(kong)制(zhi)的(de)乳化(hua)降(jiang)粘機(ji)理，其在(zai)pH較高時能(neng)夠(gou)乳化(hua)稠(chou)油形(xing)成穩定(ding)性(xing)(xing)較高的(de)水(shui)(shui)包油乳液(ye)，實現(xian)稠(chou)油乳化(hua)降(jiang)粘，而(er)(er)在(zai)酸化(hua)后(hou)又能(neng)夠(gou)實現(xian)迅速的(de)油水(shui)(shui)分離。

5、以AM、甲基(ji)(ji)丙烯酸二甲氨基(ji)(ji)乙酯(DMAEMA)、甲基(ji)(ji)丙烯酸芐基(ji)(ji)酯(BZMA)共聚制備了(le)一系列(lie)(lie)CO2響(xiang)應(ying)(ying)水溶性(xing)稠油降(jiang)粘(zhan)(zhan)聚合(he)物(wu)AEB，通過(guo)核磁(ci)共振、紅外光(guang)譜(pu)、元素分(fen)析(xi)、靜態光(guang)散射、熱重(zhong)分(fen)析(xi)等手(shou)段對所得聚合(he)物(wu)進行了(le)基(ji)(ji)本性(xing)質表(biao)征(zheng)。研究(jiu)(jiu)了(le)不(bu)同濃度(du)下溶液的(de)表(biao)觀粘(zhan)(zhan)度(du)、表(biao)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)、流體力(li)(li)學半徑，并使用(yong)電導率儀測(ce)試了(le)其對CO2的(de)可逆響(xiang)應(ying)(ying)性(xing)。利(li)用(yong)接觸角測(ce)試、光(guang)學顯微鏡(jing)觀察、粘(zhan)(zhan)度(du)表(biao)征(zheng)等手(shou)段考察了(le)該(gai)系列(lie)(lie)聚合(he)物(wu)的(de)稠油乳(ru)(ru)化降(jiang)粘(zhan)(zhan)性(xing)能(neng)(neng)。研究(jiu)(jiu)表(biao)明，BZMA單體含量的(de)增加(jia)能(neng)(neng)夠增強疏水締合(he)作(zuo)用(yong)，有利(li)于表(biao)界面(mian)活性(xing)、潤濕性(xing)及稠油乳(ru)(ru)化降(jiang)粘(zhan)(zhan)能(neng)(neng)力(li)(li)的(de)提高，形成(cheng)的(de)稠油乳(ru)(ru)化液液滴(di)粒徑與(yu)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)正相關(guan)，與(yu)連續相粘(zhan)(zhan)度(du)負相關(guan)，該(gai)系列(lie)(lie)聚合(he)物(wu)的(de)乳(ru)(ru)化降(jiang)粘(zhan)(zhan)性(xing)能(neng)(neng)具有CO2響(xiang)應(ying)(ying)性(xing)。

6、對(dui)稠(chou)油中的(de)(de)重質(zhi)組分瀝青質(zhi)、膠(jiao)質(zhi)進行(xing)分離，并通過核磁共振、紅(hong)外光譜、元素分析、紫外光譜、凝(ning)膠(jiao)滲透(tou)色譜、透(tou)射(she)電(dian)鏡等(deng)手段進行(xing)了(le)結(jie)(jie)構(gou)表(biao)征與特(te)征分析。在(zai)此基礎(chu)上，合(he)成并中試(shi)了(le)一(yi)種解締合(he)型水溶性(xing)(xing)(xing)兩親(qin)聚(ju)(ju)合(he)物稠(chou)油降(jiang)粘劑(ji)，對(dui)其稠(chou)油降(jiang)粘性(xing)(xing)(xing)能和(he)降(jiang)粘機理(li)(li)也進行(xing)了(le)研究。研究發現，所(suo)用油樣中的(de)(de)瀝青質(zhi)、膠(jiao)質(zhi)含有(you)(you)多環芳香結(jie)(jie)構(gou)與大量(liang)極性(xing)(xing)(xing)基團(tuan)，具(ju)有(you)(you)氫鍵作用下的(de)(de)致密(mi)的(de)(de)片(pian)層狀締合(he)結(jie)(jie)構(gou)，是導(dao)致稠(chou)油高粘度的(de)(de)主要原(yuan)因，我們所(suo)制備的(de)(de)解締合(he)型水溶性(xing)(xing)(xing)兩親(qin)聚(ju)(ju)合(he)物稠(chou)油降(jiang)粘劑(ji)含有(you)(you)大量(liang)極性(xing)(xing)(xing)基團(tuan)能夠(gou)破(po)壞(huai)瀝青質(zhi)、膠(jiao)質(zhi)中原(yuan)有(you)(you)的(de)(de)締合(he)結(jie)(jie)構(gou)，從根本上降(jiang)低(di)稠(chou)油粘度，適當的(de)(de)剪(jian)切與老化處理(li)(li)有(you)(you)利于實現更好的(de)(de)稠(chou)油降(jiang)粘效果，中試(shi)產品具(ju)有(you)(you)在(zai)高溫、高剪(jian)切的(de)(de)油藏條(tiao)件的(de)(de)應用潛力。