سنتز و شناسایی هموپلیمر و کوپلیمر پایه اکریل‌آمید و کاربرد آنها در سیال حفاری پایه آبی

هموپلیمر اکریل‌آمید و کوپلیمر اکریل‌آمید/ استایرن جهت کاربرد در سیال حفاری پایه آبی با روش کوپلیمری‌شدن مایسلی سنتز شدند. نتایج طیف ftir و nmr نشان دادند که هموپلیمر وکوپلیمر با موفقیت سنتز شدند. روش کوپلیمری‌شدن مایسلی به ایجاد قطعات مونومر آب‌گریز در زنجیر مونومر آب‌دوست منجر می‌شود. بنابراین، طول قطعات مونومر آب‌گریز با روش‌ نظری و درصد تبدیل واکنش‌ها با روش وزن‌سنجی محاسبه شدند. از گرانروی‌سنج لوله موئین آبلود برای به‌دست آوردن گرانروی کاهش‌یافته محلول‌های رقیق پلیمرها استفاده شد و سپس وزن مولکولی متوسط گرانروی پلیمرها توسط روابط تجربی محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر درصد تبدیل و وزن مولکولی به‌دست آمده برای هموپلیمر بیشتر از کوپلیمر است. این مشاهدات به افزایش احتمال واکنش‌های انتقال به سطح‌فعال در کوپلیمری‌شدن مایسلی نسبت داده شد. گرانروی ظاهری محلول‌های آبی حاوی پلیمرهای سنتزشده با استفاده از گرانروی‌سنج بروکفیلد به‌دست آمد. نتایج گرانروی‌سنجی نشان داد که علی‌رغم وزن مولکولی بیشتر هموپلیمر اکریل‌آمید، در شرایط مشابه، گرانروی محلول‌های حاوی کوپلیمر بیشتر است. این رفتار به تجمعات آب‌گریز واحدهای استایرنی در زنجیرهای کوپلیمر اکریل‌آمید/ استایرن نسبت داده شد. از پلیمرها در سه غلظت مختلف در فرمولاسیون سیال حفاری پایه آبی استفاده شد و آزمون‌های رئولوژی و اتلاف سیال برای دو حالت قبل و بعد از hr 16 چرخش حرارتی در دمای c°120 روی سیال‌های حفاری ساخته‌شده انجام شد. نتایج نشان دادند که هر دو نمونه سنتزشده باعث افزایش خواص رئولوژی سیال حفاری پایه آبی می‌شوند هر چند که حضور و افزایش مقدار هموپلیمر به‌دلیل وزن مولکولی بیشتر، باعث بهبود بیشتر خواص رئولوژی و اتلاف سیال نسبت به نمونه‌های حاوی کوپلیمر می‌شود. هرچند که خواص رئولوژی سیال در حضور نمک و پس از اعمال حرارت کاهش یافت اما مقایسه نتایج نشان داد که سیال حاوی کوپلیمر، به‌دلیل قابلیت تشکیل شبکه فیزیکی ناشی از تجمعات آب‌گریز، توانایی بیشتری در حفظ خواص رئولوژی دارد.

Synthesis and Characterization of Acrylamidebased Homoand Copolymers and their Application in WaterBased Drilling Fluid

based drilling fluid, rheology modifier and enhanced oil recovery. Moreover, structure and microstructure of these polymers are of important in abovementioned applications. Acrylamide homopolymer and acrylamide/styrene copolymer were synthetized using micellar polymerization for application in the waterbased drilling fluid. FTIR, NMR and some theoretical calculations were used to characterize (micro)structure of the polymers. In addition, conversion was obtained using gravimetric method. Ubbelohde viscometer was used to evaluate viscosity average molecular weight. Apparent viscosity was measured by Brookfield viscometer. Synthesized polymers were used in the water based drilling fluids with three different concentrations and rheological and fluid loss properties were evaluated before and after hot rolling at 120 °C for 16 h. Moreover, FTIR and NMR results showed successful synthesis of the homo and copolymers with high conversions. Average hydrophobic styrene block length was calculated by theoretical method to be 3. Results showed that both conversion and molecular weight values were higher in the case of synthetized homopolymer. It was attributed to increase in the possibility of chain transfer to surfactant in the micellar copolymerization reactions. Results showed that despite higher molecular weight in the acrylamide homopolymer case, viscosities of the acrylamide/styrene copolymer aqueous solutions were better in similar concentrations. It was attributed to the hydrophobic association between styrene units. Finally, results showed that both homo and copolymer caused an improvement in the rheology and fluid loss properties of the water based drilling fluid. Although rheological properties were reduced after hot rolling or in the presence of salt in the drilling fluids, drilling fluids prepared with acrylamide/styrene copolymer showed more ability to preserve their rheological properties due to the formation of physical network resulting from the hydrophobic associations.