粘土防膨剂

本文综述了采油中使用的两类粘土防膨剂,包括酸和盐、无机聚阳离子聚合物、阳离子活性剂、有机聚阳离子聚合物、有机硅烷、有机硅烷酯等。在这些粘土防膨剂中,含氮的有机聚阳离子聚合物,特别是在每个链节中含有两个或多个四价铵的聚合物,对抑制粘土膨胀特别有效,这种防膨剂还具有长效、耐酸、耐盐的特点。有机和无机粘土防膨剂复配使用,效果会更好。     

一种阳离子粘土稳定剂的合成及其防膨性能评价

简要介绍了粘土稳定剂的分类,在实验室合成了一种聚季铵盐类阳离子粘土稳定剂,对合成条件进行了研究。该反应的最佳工艺条件为反应时间6h,反应温度60℃,投料摩尔比1.1∶1,转化率为89.7%。该聚合物防止粘土膨胀的性能良好,防膨率为87.4%。     

磁增注机理

从磁处理对垢溶解度、粘土膨胀、油水界面张力、机械杂质含量和细菌繁殖抑制等方面的影响研究了磁增注机理.研究表明,磁处理可提高某些垢的溶解度,抑制粘土膨胀,减少机械杂质含量,因此有利于提高注入水量.磁处理虽可降低油水界面张力,但降低幅度很小,不起主要作用.细菌试验证实,在通常条件下,磁处理对细菌繁殖无抑制作用.     

多羟基阳离子聚合物粘土防膨剂的研究

本文研究了一种采油用的粘土防膨剂——多羟基阳离子聚合物。这种防膨剂是以聚丙烯酰胺作原始物质,通过羟甲基化和羟阳离子化合成,方法简单。其分子结构为多羟基带正电,能与羟基化、带负电的粘土表面很好地结合,并有效地中和粘土表面的负电性,因而粘土防膨效果较好。将它与羟基铝、羟基锆复配使用,可在很宽的浓度范围内产生更好的防膨效果。     

多羟基阳离子聚合物粘土防膨剂的研究

本文研究了一种采油用的粘土防膨剂－多痉基阳离子聚合物。这种了防膨剂是以聚丙烯酰胺作原始物质，通过羟甲基化和羟阳离子化合成，方法简单。其分子结构为多羟基带正电，能与羟基化、带负电的粘土表面很好地结合，并有效地中和粘土表面的负电性，因而粘土防膨效果较好。将它与羟基铝、羟基锆复配使用，可在很宽的浓度范围内产生更好的防膨效果。     

磁处理对活性剂溶液性质的影响

本文研究了磁处理对活性剂溶液性质的影响,主要包括磁处理对阴离子活性剂、阳离子活性剂和非离子活性剂溶液的表面性质,如表面张力、在石英表面的吸附量和对固体表面的润湿角等的影响。此外也研究了这三种溶液的磁化率和紫外光谱图。研究结果表明,活性剂溶液是抗磁性物质,并证实磁处理可以影响到活性剂的电子跃迁,减少表面张力,能够改变吸附量,可以改善它对固体表面的润湿性等。     

季铵盐阳离子淀粉的合成及粘土防膨性能研究

油田注水开发过程中加入有机粘土稳定剂可以有效保护油藏储层,是实现原油稳产、增产的重要手段。本文开发了一种环保型阳离子淀粉防膨剂(CS),采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析对CS进行了表征。室内粘土防膨实验表明,CS可以有效抑制粘土水化膨胀和分散运移,在加剂量为2.0 wt%时,其防膨效果可达79.9%,与环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物的防膨性能接近。耐水洗测试表明,经过3次水洗CS依然能保留72.0%的防膨率,表现出优异的长效粘土防膨效果。文章采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、和zeta电位测定仪对粘土-CS复合物的微观相态及界面荷电性进行了研究,实验结果发现,CS对钠膨润土的防膨机理主要是聚合物吸附架桥和晶层插层,此外,分子间氢键和静电牵引也在固定地层粘土颗粒方面发挥了重要作用。     

气井防水锁防粘土膨胀射孔液研究与应用

通过分析盆5、滴西14等多个气藏的储层物性、岩性、敏感性等储层资料,开展了水锁伤害和结垢堵塞伤害评价研究。发现新疆气田气藏敏感性强,气藏粘土膨胀伤害、水锁伤害和结垢堵塞伤害较为严重。针对储层伤害的特点,本文研制了粘土防膨剂、共聚物防垢剂、咪唑啉类缓蚀剂,优选了高效防水锁剂和无固相加重剂等,开发了满足新疆气藏气井射孔作业储层保护需要的防水锁防粘土膨胀射孔液,同时根据不同气田射孔作业的需要,确定了射孔液的配方调整方法。结果显示,现场应用效果良好,测试表皮系数比邻井降低了20%~50%,有效解决了射孔作业储层污染的问题。该射孔液具有防水锁伤害、防粘土膨胀伤害的功能,同时具有密度可调、性能稳定等特点,对气藏储层伤害小,在新疆气田致密气藏、水敏气藏的气井射孔作业中具有良好的推广应用价值。     

具正氮离子乙烯基化合物DMAPA制备及同丙烯酰胺共聚制备阳离子聚合物

本文叙述了丙烯酰胺,环氧氯丙烷,二甲胺通过三组份不对称缩合反应制备Ｎ—（３—二甲胺基、２—羟基）丙基丙烯酰胺盐酸盐,即ＤＭＡＰＡ,并同丙烯酰胺进行水溶液自由基共聚合,获得-定阳离子度的阳离子聚合物。对该聚合物作了红外光谱图,确认聚合物具有正氨离子的结构。并用此阳离子聚合物进行粘土防膨及絮凝性评价,实验表明,不同阳离子度,不同分子量的该阳离子聚合物皆具有良好使用性能。     

页岩储层压裂液吸收能力及其影响因素研究

研究发现：人工裂缝壁面的压裂液渗吸是导致页岩储层返排率普遍低于30%的主要原因。针对四川盆地页岩样品开展室内自发渗吸实验,并与鄂尔多斯的致密砂岩和松辽盆地致密火山岩进行对比。结果表明：页岩储层压裂液吸收的驱动力为毛细管力和粘土吸附力。页岩中压裂液的空间为孔隙空间和粘土晶格空间,富粘土页岩的粘土吸水体积会明显超过气测孔隙体积。页岩的自吸能力与粘土含量及类型有关,粘土含量越高,自吸能力越强。伊利石和伊蒙混层的存在会大大提高自吸能力。此外,阳离子表面活性剂通过改变毛细管力进而降低压裂液自吸能力,Kcl溶液通过抑制粘土膨胀进而降低压裂液自吸能力。研究页岩基质自吸能力有助于确定压裂液用量、优化返排制度以及分析低返排对页岩气产出的影响。     

粘土稳定剂在固井水泥浆中应用的研究

本文探讨了将有机阳离子聚合物（ＣＯＰ）粘土稳定剂应用于固井水泥浆中，用以减小固井水泥浆滤液对油气层的损害问题，内容包括ＣＯＰ与常用固井水泥添加剂的配伍性能，ＣＯＰ在Ｇ级油井水泥上的吸附及合ＣＯＰ的水泥浆滤液对页岩膨胀作用的抑制能力三部分实验．实验表明：可以将有机阳离子聚合物粘土稳定剂应用于不含聚阴离子添加剂的固井水泥浆中碱小固井水泥浆滤液对油气层的损害．     

聚丙烯酰胺的阳离子化及性能

用甲醛、二甲胺与丙烯酰胺聚合的产物进行反应得到改性的阳离子化聚丙烯酰胺．改性前后产品的粘土防膨、絮凝、抗盐、缓蚀性能对比实验表明：改性产物优于聚丙烯酰胺。     

表面活性剂-振荡法处理柴油污染陕北地区土壤的实验研究

研究表面活性剂一振荡法去除陕北地区黄土中柴油类污染物的方法。实验选用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）及以硅酸钠为辅助剂对土壤中柴油类污染物进行去除的实验研究。实验结果说明选用阴离子表面活性剂对受污染土壤中柴油的去除率可达19％,添加辅助剂硅酸钠后去除率可达32％。实验为治理石油污染陕北地区土壤提供了选择合适表面活性剂种类的基本思路和实验数据。     

高取代度阳离子淀粉电荷性质

采用胶体滴定法对高取代度阳离子淀粉的电荷性质进行研究．研究结果表明,高取代度阳离子淀粉的电荷性质受pH值和贮存时间的影响较大,热糊化和冷糊化对其电荷性质影响不大,采用胶体滴定和凯氏定氮两种方法测定高取代度阳离子淀粉的取代度试验结果相差较大．     

非理想二元混合表面活性剂体系的表面张力方程

将非理想混合吸附理论与Ｓｚｙｓｚｋｏｗｓｋｉ方程相结合,建立了非理想二元表面活性剂体系的表面张力方程,并提出了确定方程参数的单点实验法,从而可以根据单一表面的活性剂体系的γ－ｌｏｇＣ曲线和二元混合体系的一个表面张力数据预测不同体相组成的浓度时二元混合体系的表面张力。实验结果表明,所建方程对非理想二元混合表面活性剂体系具有广泛的适用性。     

阳离子表面活性剂提高低渗透油藏注水效率机理

针对长庆油田低渗透油藏注水困难的问题,采用可见光分光光度计和微电泳仪研究了一种水溶性双阳离子表面活性剂在岩石颗粒表面的吸附特性和对岩石颗粒表面电性的影响规律,选用长庆油田长6地层的岩心,评价了该处理剂的抑制黏土膨胀效果及降压增注能力。结果表明,表面活性剂在岩心颗粒表面的吸附等温线遵循Langmuir吸附规律,与岩心颗粒之间的静电引力较大。吸附后,使岩石表面电势减弱,减弱了黏土的膨胀,对黏土颗粒的运移具有一定的抑制作用,因而能够降低注入水对岩心渗透性的伤害程度,明显提高低渗透油藏注水效率。     

水泥改性强膨胀土理化试验研究

膨胀土是一种特殊的黏性土,具有遇水膨胀、崩解、软化,失水收缩、干裂、硬化等工程特性,膨胀土掺入水泥后其工程特性会发生改良.选取南水北调工程中河北邯郸地区的强膨胀土,在较长的养护龄期内,进行了水泥改性的试验研究.主要进行了基本物理性质试验、自由膨胀率试验、矿物分析试验、XRD和SEM显微结构试验和阳离子交换量试验,从不同角度说明了不同龄期下水泥改性强膨胀土的物理化学特性、矿物组成和微观结构的变化,分析了水泥改性膨胀土的机理.发现阳离子交换量不能作为判断水泥改性后膨胀土膨胀性能的有效指标,为膨胀土现场水泥改性的设计施工提供了科学的、有价值的依据.     

CTAB辅助制备Ru78O_2-TiO_2涂层钛阳极

将阳离子表面活性剂CTAB引入钛阳极氧化物涂层制备体系,采用热分解方法在TA2基材上制备出RuO230%-TiO270%涂层.通过XRD分析了涂层电极的组织结构,采用极化曲线方法评定电极的电催化性能,用强化测试方法研究了电极的稳定性.结果表明,引入活性剂在细化电极涂层的晶粒度上有显著作用,晶粒的细化有助于提高涂层真实比表面积,从而提高电极的电催化活性.加入适量CTAB能提高电极稳定性,而过量的CTAB则会助长锐钛矿相TiO2生成,使电极的稳定性明显下降.由此可知,要提高电催化活性并提高其耐腐蚀性能,可以通过控制CTAB加入量来实现.     

污泥灰改性黏土胀缩与开裂变形特性

针对垃圾填埋场衬垫系统受污染物侵蚀破坏现状及污水处理厂剩余污泥回收处理利用工程评价问题,分析污泥灰改性黏土在酸碱化学溶液作用下胀缩与开裂特性,室内模拟酸碱化学溶液污染工况,将纯黏土与污泥灰掺量为1%~5%的改性黏土受pH=5、6、8、9的酸碱化学溶液污染,通过界限含水率试验测定改性黏土的液限与塑限,分析试样的稠度界限;通过膨胀与收缩试验测定改性黏土的膨胀率与收缩率,分析试样的胀缩特性;通过开裂试验测定改性黏土的开裂特性.结果表明:改性黏土液限约为43.5%,而随着污泥灰掺量增大,塑限升高,塑性指数降低,经酸碱化学溶液污染后污泥灰掺量5%的试样液、塑限达到最大,为45.9%、22.8%;污泥灰掺量为5%时膨胀率最低,为5.66%,掺量为3%时,线收缩率最低,为2.14%;受酸碱化学溶液污染后改性黏土膨胀率降低12.7%~36.5%,而线收缩率升高33.8%~75.7%;4次干湿循环后,纯黏土试样的开裂因子较第一次干湿循环末期大80.71%,而污泥灰掺量为3%试样开裂因子仅较第一次干湿循环末期大43.47%.故建议采用3%污泥灰掺量的改性黏土作为填埋场衬垫材料.