页岩气用滑溜水压裂液体系的储层伤害与生物毒性对比研究

压裂液选择不当会对储层造成伤害,降低页岩气井的产能,造成巨大的经济损失。目前,无论是室内还是现场,多是单一研究滑溜水的减阻性能,并未与环境保护和储层保护相联系。针对国内常用的粉末类、油基乳液类和纳米复合类减阻剂配制的滑溜水,在评价减阻性能的基础上,进行了生物毒性和储层伤害方面的试验研究,以探索有效、系统评价滑溜水性能的方法。试验结果发现,纳米复合类减阻剂减阻性能与粉末类减阻剂和油基乳液类减阻剂相近,减阻率都能达70%以上,具有较好的减阻效果;纳米复合滑溜水压裂液的渗透率恢复值为95%~98.6%,EC_(50)值为1×10~6~1.89×10~6 mg/L,具有良好的储层保和环境保护性能;而粉末类减阻剂配制的滑溜水渗透率恢复值仅为5.7%~19.5%,EC50值为1120~1180mg/L(微毒、微毒);油基乳液类减阻剂配制的滑溜水渗透率恢复值仅为1.4%~3.4%,EC_(50)值为71.25~2180mg/L(重毒、微毒),实际应用过程中会对环境和储层造成严重的损害。该研究成果不仅可为压裂现场选用滑溜水提供依据,也可为非常规油气藏储层伤害评价方法研究提供借鉴,对实现页岩气持续高效、经济与绿色开发具有重大意义。     

土壤中苯系物在表面活性剂溶液中的解吸研究

选用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠(LAS和SDS)，阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)和非离子表面活性剂(AEO-9和SA-20)对污染土壤进行解析试验。研究了用表面活性剂解吸土壤中的苯系物，从而为淋滤冲洗被石油污染的农田提供理论依据。试验表明，阴离子表面活性剂对苯系物的去除效率达95％，非离子表面活性剂对苯系物的去除率达85％，而阳离子表面活性剂无明显去除效果。     

水厂排泥水处理的化学调质研究

通过测量Zeta电位、界面沉降性能及比阻,对应用高分子絮凝剂、表面活性剂、石灰、酸和碱进行水厂排泥水的化学调质处理效果进行了研究.结果表明:有机高分子絮凝剂对污泥的调质效果明显优于无机絮凝剂,且调质效果随絮凝剂相对分子质量的增大而加强;阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)调质对污泥处理有促进作用而阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)却有负面影响;投加石灰能有效地降低污泥比阻(SRF),但对污泥沉淀无明显改善且增加了泥饼干重;污泥的沉淀和脱水性能随pH值的降低而改善.     

复合油品减阻剂初步合成及性能测试北大核心

为了解决高分子聚合物类油品减阻剂存在的抗剪切性能差的问题,将纳米粒子与聚合物减阻剂进行复合,采用硅烷偶联剂对无机纳米粒子(Si O2、蒙脱土、V2O5、Ca CO3、Ti O2)进行亲油改性,并分别将改性纳米粒子与自制的界面相容剂及聚α-烯烃复配制备了一类新型的复合油品减阻剂。减阻剂试验环道测试结果表明:含有纳米Si O2和纳米蒙脱土的减阻剂抗剪切效果最佳,所制备的复合油品减阻剂不仅抗剪切性能提高了约200%,而且减阻增输性能也得到相应的提高。     

复合油品减阻剂初步合成及性能测试

为了解决高分子聚合物类油品减阻剂存在的抗剪切性能差的问题,将纳米粒子与聚合物减阻剂进行复合,采用硅烷偶联剂对无机纳米粒子(Si O2、蒙脱土、V2O5、Ca CO3、Ti O2)进行亲油改性,并分别将改性纳米粒子与自制的界面相容剂及聚α-烯烃复配制备了一类新型的复合油品减阻剂。减阻剂试验环道测试结果表明:含有纳米Si O2和纳米蒙脱土的减阻剂抗剪切效果最佳,所制备的复合油品减阻剂不仅抗剪切性能提高了约200%,而且减阻增输性能也得到相应的提高。     

纳米SiO_2表面改性对复合减阻剂应用性能的影响

针对聚a烯烃减阻剂在应用过程中易发生剪切降解的问题,基于聚合物基纳米复合材料与纳米SiO_2/聚a烯烃复合减阻材料前期研究成果,分析硅烷偶联剂KH550质量分数和体系温度对纳米SiO_2表面改性效果的影响。表面羟基数和吸油值表征测试结果表明:当KH550质量分数为15%、体系温度为50℃时,可以获得表面羟基少、吸油量大的改性纳米SiO_2粒子。采用旋转圆盘和减阻剂环道测试纳米复合减阻剂的应用性能,结果表明:改性纳米粒子可以更好地与聚a烯烃相互作用形成复合减阻材料,经圆盘剪切和离心泵2次剪切,复合减阻材料表现出更为优异的抗剪切性能。通过开展纳米SiO_2粒子改性条件研究和减阻性能测试,得出结论:相比聚a烯烃减阻剂,纳米复合减阻材料的减阻性能和抗剪切性能明显提高。     

长庆油田压裂返排液对储层支撑裂缝损害室内研究

为降低压裂返排液对储层支撑裂缝的损害,对长庆油田目前使用的压裂液类型如胍胶体系、生物胶体系、滑溜水体系及滑溜水-胍胶体系开展了压裂返排液对储层支撑裂缝损害的研究。首先在室内测定了4种压裂返排液体系的pH值、密度、固相含量、颗粒粒径;然后对4种压裂返排液进行了预处理,评价了压裂返排液对岩心基质渗透率损害程度;最后探讨了4种压裂返排液中悬浮物粒径、悬浮物浓度与支撑裂缝损害之间的关系。评价结果表明,胍胶和生物胶对支撑裂缝的损害程度较小,滑溜水和滑溜水-胍胶混合液对支撑裂缝的损害程度较大;随着悬浮物颗粒粒径以及质量浓度的减小,压裂返排液对支撑裂缝损害也随之减弱;压裂返排液对地层岩心基质损害率较小,可以实现压裂返排液体系的再利用,具有一定的应用前景。     

表面活性剂减阻试验研究

表面活性剂湍流减阻作为一种新的减阻技术,在油田伴热和海底管道伴热系统中都有很好的应用前景。测量了十六烷基三甲基氯化铵减阻溶液在三种不同管径圆管中的压降规律,研究了管径尺寸与表面活性剂浓度对减阻率的影响,获得了不同条件下减阻率与雷诺数的关系曲线。     

聚合物基纳米复合材料作为油品减阻剂的相关分析

针对当前聚α-烯烃类油品减阻剂抗剪切性能差的问题,探讨了在油品减阻剂研究中引入聚合物基纳米复合材料技术,依靠纳米粒子的微观效应提高减阻剂分子强度及抗剪切性能的可能性.综述了聚合物基纳米复合材料的技术特点和应用价值,基于聚烯烃类纳米复合材料的研究成果,结合聚α-烯烃油品减阻剂的结构和组成特性,讨论了利用聚合物基纳米复合材料技术制备复合油品减阻剂的基本构想,设计了合成方案,分析了技术关键点,展望了预期性能.     

表面活性剂对氯虫苯甲酰胺在水溶液中光解的影响

以300 W高压汞灯为光源,研究了不同类型、不同浓度的农用表面活性剂对氯虫苯甲酰胺在水溶液中光降解行为的影响。结果表明,农乳500表现为轻微的光猝灭效应;低浓度时,随着表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)浓度的增大,氯虫苯甲酰胺的光解速率逐渐增大,但当表面活性剂浓度增大到25 mg/L时,产生光猝灭效应;Tween-80对氯虫苯甲酰胺光解的影响最大,当浓度为5 mg/L、10 mg/L和25 mg/L时,光敏化率分别为16.74%、29.52%和43.17%;自制的混合表面活性剂能促进氯虫苯甲酰胺的光解。表面活性剂对氯虫苯甲酰胺在水溶液中光降解行为的影响受表面活性剂类型和剂量的影响。     

压裂返排液颗粒粒径与储层损害关系研究

为减小压裂返排液对储层的损害,对陕北油田3种不同配方体系的压裂返排液样品中的悬浮物及其浓度、粒径大小与分布对储层的损害程度进行评价,通过过筛对压裂返排液进行处理,评价处理后压裂返排液对储层的损害情况,并对处理前后的压裂返排液损害储层的机理进行了分析。研究发现,3种体系的压裂返排液中,胍胶体系L41中悬浮物颗粒中值粒径最大,胍胶滑溜水混合体系AP189悬浮物颗粒中值粒径最小,滑溜水体系AP183悬浮物颗粒中值粒径居中;当压裂返排液流入岩心时,悬浮物的浓度及其颗粒粒径与岩样孔喉大小关系将直接决定是在岩心端面形成外滤饼还是直接侵入岩心内部造成损害。     

表面活性剂对Ni-P-纳米碳管化学复合镀层性能的影响

采用化学复合镀技术制备了Ni-P-纳米碳管化学复合镀层,用正交实验方法分析了多种表面活性剂对镀层性能的影响,确定了Ni-P-纳米碳管化学复合镀最佳工艺条件。结果表明,采用阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂进行复配时,所得镀层性能优于一种表面活性剂的单独使用,镀层硬度高、强度大。     

考虑滑移效应的页岩基质纳米孔隙中压裂液滤失速度分形计算新模型

页岩气水平井分段压裂后,大量滑溜水被滞留在页岩基质纳米孔隙中,对压后产量的长期稳定性影响较大.以页岩基质的复杂纳米孔隙结构的分形特征和受限性为基础,考虑受限纳米孔隙空间内滑溜水流动的滑移效应和毛细管压力作用,建立了反映页岩纳米孔隙中的压裂液滤失速度分形计算新模型,新模型与经典滤失速度在机理方面存在一致性.分别讨论了滑移长度、压裂液黏度、基质纳米孔隙半径、毛细管压力等4个因素对滤失速度的影响:滑溜水滤失速度随滤失时间增加而降低,最后趋于稳定;纳米基质孔隙中压裂液滑移效应不容忽视,滑移长度越大,滤失速度越大;滑溜水压裂液黏度越大,流体流动阻力亦越大,滤失速度就越小;基质纳米孔隙半径越小,滤失速度越小,其降低幅度也越快;毛细管压力越大,滤失速度越大,其降低幅度也越慢.该研究结果可为页岩气压裂后返排与焖井制度及优化提供理论参考.     

盐水介质中AM与阳离子单体三元共聚的分散聚合研究

对水溶液中丙烯酰胺(AM)与阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(MBDAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)三元共聚的分散聚合进行了研究,并考察了分散介质、分散剂、助分散剂等因素对分散聚合的影响.结果表明,以硫酸铵(AS)的去离子水为分散介质,丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的聚合物(PDAC)为分散剂,水溶性偶氮类引发剂VA-044为引发剂,可制得以微米级粒径悬浮于分散介质中的共聚物,产品呈现为牛奶状的平滑乳液;追加无机盐调节分散介质的密度,有利于聚合产物获得更佳稳定性;当调整聚合产物的pH至3.5~4.0时其稳定性最佳.     

季铵盐型阳离子表面活性剂的水合物阻聚性能实验

【目的】水合物堵塞已成为深水油气管道输送安全的最大挑战之一,通过形成易流动的水合物浆液来避免水合物聚集与堵塞,可实现管道内油气的安全输送,其关键在于高性能阻聚剂的研发。【方法】自行设计并搭建了高压摇摆釜实验装置,采用盲式高压摇摆釜中水合物阻聚剂性能评价实验方法,探究含水率为20%的油水体系中甲烷水合物的生成过程,并对DHAC（双十二烷基羟丙基氯化铵）、DDAC（双十八烷基二甲基氯化铵）等13种季铵盐型阳离子表面活性剂的水合物阻聚性能进行实验。利用位移传感器记录摇摆釜中滑块的位移轨迹,将滑块的移动范围、移动速率作为阻聚性能的分级评价指标,表面活性剂的阻聚性能从好到差依次可分为A、B、C三类。【结果】通过筛选实验发现,实验用的13种季铵盐型阳离子表面活性剂中有5种属于B类、8种属于C类,尚无A类阻聚剂。阻聚性能为C类的化学剂虽然不能避免水合物塞的形成,却提高了形成水合物塞所需的水合物量,可在一定范围内阻止水合物堵塞。以滑块的最终正、反向位移速率对5种B类样品的阻聚性能进行进一步对比,结果表明5种样品阻聚性能由强到弱分别为DHAC、GQA31745、HEIMQA、CGHDAC、UITS,其中...     

石榴皮多酚纳米乳的制备（英文）

[目的]对石榴皮多酚纳米乳的制备工艺进行研究。[方法]采用滴定法结合伪三元相图法,对影响石榴皮多酚纳米乳形成的各种因素进行了研究,优选了表面活性剂、助表面活性剂和油相。[结果]以蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-40)为表面活性剂、无水乙醇为助表面活性剂、肉豆蔻酸异丙酯(IPM)为油相,石榴皮多酚纳米乳的最优配方为:石榴皮多酚4.4%(w/w)、EL-40 34.1%(w/w)、无水乙醇17.1%(w/w)、IPM 5.7%(w/w)、蒸馏水38.7%(w/w)。[结论]采用滴定法结合伪三元相图法制备石榴皮多酚纳米乳工艺可行,石榴皮多酚含量高,达到4.4%(w/w)。     

有机膨润土对水溶液中甲基对硫磷的吸附特性研究

采用室内增溶性实验及吸附实验,研究了表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)对甲基对硫磷的增溶作用,并进一步研究了甲基对硫磷在硼润土-十六烷基三甲基溴化胺体系中的分配特性。结果表明,CTMAB对膨润土吸附甲基对硫磷有明显的增溶作用,且当CTMAB其浓度大于CMC时,增溶效果显著;在低浓度表面活性剂条件下,膨润土对甲基对硫磷的吸附量随着CTMAB浓度的增加而增加,吸附在膨润土表面的CTMAB并不是作为一个分配体而存在,而是作为一个有效的吸附薄膜;在高浓度表面活性剂条件下,膨润土对甲基对硫磷的吸附量随着表面活性剂浓度的增加而降低。     

表面活性剂CTAC和STAB对蛋白核小球藻的毒作用

采用室内培养法考察了十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)和十八烷基三甲基溴化铵(STAB)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的生长状况、蛋白质含量、叶绿素含量、脂质过氧化丙二醛(MDA)含量以及超氧化岐化酶(SOD)活性的影响,进而分析了CTAC和STAB对小球藻的毒作用机理.结果表明,CTAC和STAB对蛋白核小球藻的生长抑制效应受浓度和时间的影响显著,STAB对蛋白核小球藻的毒性大于CTAC,且CTAC和STAB作用4 d内,藻细胞蛋白质、叶绿素含量以及SOD活性均先上升后下降,MDA含量逐渐下降.根据5种指标变化与CTAC(或STAB)之间呈现的浓度-效应关系和时间-效应关系推测,表面活性剂对藻细胞的最初攻击点是通过改变其细胞膜膜脂分子的水溶性破坏小球藻的细胞膜,表面活性剂通过刺激细胞产生活性氧自由基引起脂质及其他生物大分子的氧化损伤可能是其对小球藻产生毒害效应的主要机制.     

鄂西北产野生植物猫眼草提取物热稳定性初步研究

以无水乙醇为溶剂,采用浸泡法对鄂西北产猫眼草全草有效成分进行提取,制成浸膏。分别考察有机溶剂(甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿)、表面活性剂(TW80、TW20、OP乳化剂、十二烷基苯磺酸钠)、热稳定剂(醋酸钙、乳酸钠、次亚磷酸钠、十六烷基三甲基氯化铵)对猫眼草素热稳定性的影响,用紫外可见分光光度计测定猫眼草素在不同溶液中的吸光度,进行比较,计算降解率。结果表明,①甲醇对猫眼草提取物热稳定性的影响较小。②TW80和TW20可以提高猫眼草提取物的热稳定性;十二烷基苯磺酸钠和op乳化降低了猫眼草提取物的热稳定性。③次亚磷酸钠、十六烷基三甲基氯化铵可在较长处理时间内、较高处理温度下提高猫眼草提取物的热稳定性;乳酸钠只能在较高温度下、较短时间内提高猫眼草提取物的热稳定性;醋酸钙降低了猫眼草提取物的热稳定性。     

胺菊酯在水中的光化学降解研究

[目的]寻求治理水中胺菊酯污染的光化学降解途径。[方法]研究了3种光源、2种浓度腐殖酸、3种色素和3种表面活性剂对水中胺菊酯农药光化学降解的影响。[结果]不同光源对胺菊酯在水中光解的影响有较大差异,高压汞灯下胺菊酯降解最快,紫外光次之,太阳光最慢,光解半衰期分别为93.6、95.2和200.0 min。腐殖酸对胺菊酯光敏化作用显著,并随腐殖酸浓度的增加而迅速增强。高压汞灯照射下,核黄素、亚甲基蓝和甲基绿3种色素对胺菊酯均有一定程度的光敏化作用,其中核黄素作用最显著,随着核黄素浓度的增加,胺菊酯的光解率呈先上升后趋于平缓的趋势。非离子型表面活性剂Span-20对胺菊酯的光化学降解有很明显的光敏化作用。[结论]该研究为水中胺菊酯农药的污染治理提供参考依据。