改性淀粉胶黏剂的研制

利用氧化、缩聚、交联等方法可提高淀粉胶黏剂的耐水性。以次氯酸钠、聚乙烯醇、丙烯酰胺、甲苯二异氰酸酯用量为变量,通过正交试验确定的最佳制胶配方为:在100g玉米淀粉中添加次氯酸钠溶液30mL、聚乙烯醇4g、丙烯酰胺24g及主剂重10%的甲苯二异氰酸酯。测试结果表明,按此配方制得的淀粉胶黏剂的胶合性能指标、成本等与UF树脂胶相当,可替代UF类树脂,解决产品中甲醛气体的释放问题。

水性改性淀粉胶在包装用麻秆中密度纤维板中胶合机理的研究

利用农业加工剩余物麻秆,使用水性改性淀粉胶,生产固化后无毒的麻秆中密度纤维板。经过热压工艺探索,寻找出最佳工艺条件。利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)对水性改性淀粉胶在麻秆纤维板中的胶合机理进行了分析。结果表明:FTIR图谱证明了水性改性淀粉胶中的异氰酸酯基和麻秆材料中的分子发生了反应;改性淀粉胶和麻秆粉末混合后,固化反应所需要的热量远远低于单独淀粉胶固化所需要的热量;化学反应机理表明,改性淀粉胶的力学强度和耐水性主要是由异氰酸酯基起一定的作用。

纸用改性淀粉胶粘剂的制备及性能研究

以CaCO_3为填料,用聚乙烯醇(PVA)接枝木薯改性淀粉(CS-8)制备了高强度纸用胶粘剂,研究了填料及干燥时间对淀粉胶纸-纸、纸-钢拉伸强度的影响;利用正交实验设计,以PVA添加量(A)、CaCO_3添加量(B)和KOH添加量(C)为因素寻找最优反应条件组合。结果表明:填料表面改性和目数对拉伸强度有较大影响,对于纸-纸粘接的最佳条件是A_3B_2C_2,拉伸强度为3.59 MPa;对于纸-钢粘接,最佳条件为A_3B_2C_3,拉伸强度为3.77 MPa,优化组淀粉胶的干燥时间为2 h,固含量为28%,黏度适中,贮存稳定性较好,能用于纸制品的粘接。

一种改性淀粉胶的研制

为了制备综合性能更好的改性淀粉胶,我们用糠醇对脲醛树脂进行了改性,制备了糠脲树脂,并用糠脲树脂作为改性剂改性淀粉胶,取得了令人满意的结果。 1 实验部分 1.1 原材料 玉米淀粉,工业品;双氧水(30％溶液);氢氧化钠、硼酸、盐酸、糠醇、甲醛均为化学纯;脲素,工业品。 1.2 改性淀粉胶制备 1.2.1 工艺流程

改性淀粉胶黏剂的制备及特性研究

淀粉胶黏剂以其绿色环保的特点在造纸、木材加工、纺织、建筑等领域的运用越来越受到重视。作者以氧化淀粉为原料,研究其与羧甲基纤维素钠(CMC)复配并加入十二烷基硫酸钠(SDS)后对胶黏剂特性的影响。结果发现随着CMC复配质量比的增大,胶黏剂的冻融稳定性、初黏力、黏着性都逐渐增大,但剥离强度和拉丝程度变化不大,最终选择了淀粉与CMC质量比为85∶15作为最适配比。随着SDS添加质量分数从0.5%到1%再到1.5%,胶黏剂的初黏力、黏着性及冻融稳定性呈现先增大后减小的趋势,拉丝程度变化不大,最终选择了质量分数1%为最适SDS添加量。

竹笋壳/脲醛树脂改性淀粉胶黏剂复合材料的降解特性

【目的】研究不同环境中竹笋壳/脲醛树脂(UF)改性淀粉胶黏剂复合材料的质量损失率、结构及微观形态变化等降解特性。【方法】采用自然暴露法、土壤掩埋法、水性培养液法和纤维素酶法对复合材料进行了降解处理,测定了复合材料在降解过程中的质量损失率,并通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料降解后的相对结晶度、化学结构和微观形貌。【结果】复合材料经过自然暴露、土壤掩埋、水性培养、纤维素酶缓冲溶液浸泡等4种环境降解后,其终质量损失率依次为2.1%、21.7%、25.7%和29.9%,相对结晶度由空白对照组的43.9%依次增大到46.4%、49.7%、53.2%和55.4%,并且特征吸收峰发生了不同程度的降低;SEM分析显示,经过4种环境降解后,复合材料表面变得粗糙,竹笋壳出现了不同程度的破坏,其中以纤维素酶缓冲溶液降解后的变化最为显著。【结论】竹笋壳/脲醛树脂(UF)改性淀粉胶黏剂复合材料在土壤、水性培养液和纤维素酶环境中具有良好的生物降解特性。

改性淀粉凝胶与三元复合驱体系的组合调驱研究

采用双层非均质岩心模型,将调剖和驱油结合,评价不同级差条件下8种开发方案提高采收率的效果。结果表明,岩心渗透率为30×10-3/1000×10-3μm2时,单独聚合物驱和三元驱使含水率下降约15%,采收率分别提高6.7%和8.3%。用改性淀粉凝胶封堵后,三元驱岩心含水率下降至44%,明显低于聚合物驱和水驱的最低含水率60%、70%,三元驱、聚合物驱及水驱采收率增幅分别为23.5%、19.2%和10.1%。三元驱能有效启动低渗层位,三元复合驱对低渗层位剩余油的开采效果明显好于聚合物驱。"改性淀粉凝胶体系+三元复合驱"组合调驱采收率增幅为40.4%,好于二者单独作用时的采收率增幅加和35.6%,并比"铬凝胶+三元复合驱"组合调驱采收率增幅高4.3个百分点。岩心渗透率为30×10-3/2000×10-3μm2和30×10-3/500×10-3μm2时,"改性淀粉凝胶体系+三元复合驱"组合调驱采收率增幅分别为45.3%和34.4%,三元驱提高采收率25.1%和22.2%,油藏非均质性越严重,该组合调驱体系开采效果越好。

改性淀粉凝胶-泡沫复合调驱技术可行性及调剖体系定位位置优化

针对我国海上油田渗透率高、储层非均质严重、长期注水开发无效等问题,通过物理模拟实验研究了改性淀粉凝胶-泡沫复合调驱技术的可行性,考察了复合调驱在非均质岩心中的驱油效果和淀粉段塞定位位置对复合调驱的影响。研究结果表明,复合调驱时淀粉胶优先封堵含油饱和度低的高渗透层,迫使后续泡沫体系进入含油饱和度高的中低渗透层,复合驱在水驱基础上提高采出程度24.63%,岩心出口端含水率从98%降至45.3%,驱油效果好于单独淀粉胶调剖或泡沫驱;高强度淀粉胶分段定位至岩心深部和前缘线位置时,可改善泡沫窜流问题,提高泡沫的波及体积,有效启动低渗透层中的剩余油,注泡沫阶段采出程度可提高28.97%,最终采收率可达63.11%。

改性淀粉凝胶体系控制二氧化碳窜逸技术研究

针对CO_2驱油过程中发生的窜逸问题,进行改性淀粉凝胶体系控制气窜技术研究。通过非正交实验,对改性淀粉凝胶体系进行了优化,并考察了在一定注入条件下,该体系在闭合裂缝和填砂裂缝中的注入性以及在渗透率级差组合岩心中的选择封堵性能。研究表明:改性淀粉凝胶进入闭合裂缝和填砂裂缝岩心的平均深度为岩心长度的52%和55%,一次气驱基础上平均提高采出程度为12.3和14.5个百分点。在渗透率级差为100和大于1000的并联岩心中注入堵剂后,综合采出程度分别提高了21.5和19.0个百分点。气窜被控制后,可有效启动裂缝以外或岩心低渗部分基质中的剩余油。改性淀粉凝胶体系成交时间可控,注入性能良好,封堵强度合适,具备矿场实施的可行性。

CT技术在改性淀粉凝胶体系运移特征研究中的应用

目前,常规调剖实验只能获得岩心前后端的参数指标,而对油水及调剖体系等流体在模型中的运动过程无法直观地呈现。为此,利用计算机断层扫描技术,在保证环氧树脂浇铸模型无损的条件下,对模型驱替过程跟踪扫描,重建了驱替过程中不同时间的水驱前缘位置及改性淀粉凝胶体系的运移特征图像。实验结果表明,计算机断层扫描技术可有效用于研究和呈现改性淀粉凝胶体系的运移特征,对于渗透率级差为30的正韵律岩心模型,可得到一次水驱低渗透层被启动的位置并可直观看到,调剖体系在高渗透层中以整体段塞形式运移,成胶后,可有效封堵高渗透窜流通道,实现了定位调堵,明显扩大后续水的波及体积,使水驱采收率提高了15.08%。

利用CT技术研究裂缝性油藏改性淀粉凝胶调堵液流转向

针对常规方法研究裂缝性油藏封堵后液流转向过程不能观察油藏内部孔隙结构和流体运移特征的问题,运用改性淀粉凝胶封堵人工裂缝,利用CT扫描技术和岩心驱替实验,研究了裂缝性油藏调堵液流转向机理,通过CT图像呈现岩心孔隙特征、油水分布及裂缝封堵后注入水扩大波及体积过程。结果表明,人工裂缝贯穿整条岩心,孔隙分布均匀,平均孔隙度22.7%,注入水沿着裂缝窜流,不能建立起有效的驱替压差,基质波及程度低,一次水驱原油采收率仅为10.6%。改性淀粉凝胶可有效封堵裂缝孔道,迫使注入水液流转向,启动岩心基质,二次水驱波及体积大约扩大到岩心基质体积的2/3,最终采收率为46.1%,提高了35.5%。CT扫描技术为研究封堵裂缝性油藏机理提供了可视手段。

改性淀粉凝胶在含油岩心中的运移特性和定位封堵增油效果

以物理模拟为技术手段,针对改性淀粉体系,开展其运移特性和定位封堵增油效果研究。研究结果表明,改性淀粉凝胶体系在多孔介质中运移与油水分布状态有关,含水饱和度越大体系运移越快,注入量与运移距离呈线性关系;对比3种不同含水率时期,含水率为85%时,将改性淀粉凝胶体系作为深部调剖剂,注入到水驱前缘线前位置,提高采收率效果最好;前缘线前位置的强胶体系迫使注入水启动低渗层的能力强,比水驱前缘线处的采收率效果好;改性淀粉凝胶体系可实现深部定位封堵,能够有效解决非均质模型窜流问题。

改性氧化淀粉粘合剂的研制

针对氧化淀粉胶干燥时间长,贮存期短、初粘力低、耐水性差、易凝胶的缺点,研制了以 PSF胶改性氧化淀粉胶。研究表明:以混合溶剂(苯:甲苯:三氯甲烷=3:5:2)在一定温度下搅拌溶解粉碎的废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备 PSF 胶,将 PSF 胶和氧化淀粉胶1:2比例,加入表面活性剂,搅拌0.5h,得改性氧化淀粉胶。性能测试表明这种经改性的氧化淀粉胶粘度为3.8Pa.s,初粘时间2～5min,干燥时间5h,流动性好,放置4个月仍稳定,优于氧化淀粉胶。

致密砂岩裂缝性油藏CO2驱高强度凝胶封窜适用界限

致密砂岩油藏基质渗透率低,存在天然和人工裂缝,CO2驱窜逸现象严重。通过测定成胶前的黏度和成胶后的强度评价了改性淀粉凝胶的注入性能和封堵能力,利用自制致密砂岩裂缝岩心,通过3种不同裂缝开度下的封堵、驱替实验评价了CO2气窜后改性淀粉凝胶对不同开度的裂缝封堵性能及提高采收率程度,并进一步探讨高强度淀粉凝胶改善致密砂岩裂缝性油藏CO2驱油效果的适用界限。研究结果表明,改性淀粉凝胶成胶前黏度低,有利于体系的顺利注入,成胶后强度高,可用于裂缝的强封堵,且在0.42 mm裂缝开度条件下可实现99%以上的封堵率,突破压力高达24.9 MPa,有效启动了低渗基质中的剩余油,提高原油采收率程度达到28%,具有良好的封堵适应性;在0.65 mm裂缝开度条件下,封堵效果有所下降,封堵率为92%,突破压力降至15.9 MPa,提高采收程度18%;在裂缝开度0.08 mm条件下,注入性明显变差,从而影响其封堵性能,封堵率为90%,突破压力为3.6 MPa,提高采收率9.8%。该淀粉凝胶对开度0.42 mm左右裂缝的致密砂岩裂缝性岩心的适应性最好。

裂缝性特低渗透油藏CO_2驱封窜技术研究

为了提高裂缝性特低渗透油藏CO_2驱开发效果,研发了一种将改性淀粉强凝胶和乙二胺联用的封窜技术。分别考察了改性淀粉凝胶体系(3%改性淀粉+3%丙烯酰胺+0.1%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.05%引发剂过硫酸铵)、乙二胺体系(质量分数13%的乙二胺水溶液)及二者联用时在CO_2驱的不同裂缝性特低岩心的封堵效果,报道了改性淀粉强凝胶和乙二胺体系联用的应用效果。初始状态下,改性淀粉体系具有牛顿流体特征,可在大裂缝中均匀稳定推进,成胶后为强凝胶,黏度大于20×10~4mPa·s。乙二胺初始黏度与水接近,与CO_2反应后生成白色固体颗粒或淡黄色黏稠物。改性淀粉强凝胶可以较好地封堵开启的大裂缝,乙二胺体系可有效封堵闭合裂缝或基质窜流带。对于40目的填砂大裂缝,改性淀粉凝胶封堵前气体流量为10000 mL/min,封堵后降为760 mL/min,可提高采收率21.8%;对于闭合的微小裂缝,乙二胺封堵前的气窜速率为1950 mL/min,封堵后降为330 mL/min,可提高采收率18%。对气驱没有开发效果的裂缝性岩心,先注入淀粉体系封堵大尺度后再注入乙二胺封堵小裂缝或高渗层可提高采收率44%以上。矿场试验说明裂缝性特低渗油藏气窜后,改性淀粉堵剂和乙二胺联用封堵窜流通道可大幅度提高采收率。

低渗透裂缝性油藏CO_2驱两级封窜驱油效果研究

为了解决低渗透裂缝性油藏实施CO_2驱油过程中发生的气体窜逸问题,提出了在用改性淀粉凝胶体系调堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道的"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油技术,即选择改性淀粉凝胶体系(4%改性淀粉+4%丙烯酰胺+0.05%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.18%成胶控制剂叔丁基邻苯二酚)和乙二胺分别作为裂缝、基质中高渗通道的封堵剂。分别考察了改性淀粉凝胶体系对岩心裂缝、乙二胺对基质中高渗通道的封堵、驱油效果,研究了"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油作用。结果表明,45℃下,单独使用改性淀粉凝胶可对渗透率0.65×10^(-3)μm^2岩心的填砂裂缝进行有效封堵,封堵后CO_2气驱时岩心进出口压差基本恒定,凝胶具有良好的封堵强度,气体流速降低81%,采出程度提高25%;单独使用加入乙醇保护段塞的乙二胺体系可对渗透率1.37×10^(-3)μm^2的岩心的相对高渗带形成封堵,气体流速降低85%,采出程度提高5.3%,但是不加乙醇保护段塞的乙二胺很难注入低渗岩心;渗透率4.5×10^(-3)μm^2填砂裂缝岩心在用改性淀粉凝胶体系封堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道,注入压力分别高达3.5 MPa和5.6 MPa,注入改性淀粉凝胶后再注入乙二胺后岩心采出程度分别提高29.2%和23.3%,两级封窜驱油效果明显。

高含水油藏深部调剖驱油机理实验研究

为改善低渗油藏高含水期水驱开发效果,在室内应用计算机断层扫描(computed tomography,CT)技术开展了岩心深部调剖驱替实验研究,获得了不同时刻岩心内油水分布状态信息,探索了深部调剖驱油机理。实验结果表明,一次水驱过程,注入水主要在高渗层内以活塞式向岩心深部推进,形成水驱优势通道,引起无效水循环;低渗层内水驱波及体积较小,仅波及到岩心第27个切片处。后续水驱过程,改性淀粉凝胶保持很好的完整性并有效封堵高渗层,注入水不仅启动了凝胶正上部的低渗层剩余油区域而且扩大了岩心入口端低渗层波及体积。高渗层采收率首先受驱替效率和波及效率共同影响,当波及效率不在增加,采收率的大小取决于驱替效率的大小;低渗层采收率一直受驱替效率和波及效率共同影响,且波及效率发挥主要作用。后续水驱过程低渗层起主导作用,采收率增加了15.1%。

裂缝性低渗油藏复合体系协同驱油适应性研究

针对低渗油藏注水开发过程中对储层微裂缝简单调驱后,注入水易沿高渗条带发生绕流造成开发效果严重受限的问题,评价了泡沫体系起泡、稳泡性能和一种改性淀粉凝胶成胶性能,开展了泡沫微观调驱和裂缝性低渗岩心复合体系协同驱油实验,并利用径向流模型模拟油藏实际井网对复合体系协同驱油适应性进行了验证。实验结果表明:起泡剂和稳泡剂最佳质量分数分别为0.5%和0.1%,改性淀粉凝胶体系成胶后具有较高强度和突破压力;注入泡沫体系后水驱,小孔隙微观驱油效果较前期水驱提高14.21%,其在渗透率级差约为30时具有更好的调剖性能;裂缝性低渗油藏水驱过程中,采用改性淀粉凝胶联合泡沫协同驱油效果最佳,其较注入单一改性淀粉凝胶或泡沫体系后水驱采收率可分别提高22.17%和46.07%,且径向流模型验证实验表明该协同驱油方法在裂缝性低渗油藏的适应性较好。

基于裂缝径向流物理模型的CO_(2)驱注入方式研究

针对水驱后CO_(2)驱不同注入方式优选问题,基于裂缝径向流物理模型,开展一注四采五点法井网单一裂缝和复杂裂缝CO_(2)复合驱油室内实验,研究了低渗透裂缝性油藏水驱后不同注入工艺下CO_(2)驱效果。结果表明:单一裂缝模型水驱后,依次实施CO_(2)连续气驱、改性淀粉凝胶注入、乙二胺注入等不同注入工艺,油藏阶段采出程度呈现先增加后降低的趋势,最终可在单一水驱基础上提高采收率65.7个百分点;复杂裂缝模型水驱后,依次实施CO_(2)连续气驱、改性淀粉凝胶注入、乙二胺注入、水气交替等不同注入工艺,水气交替驱油效果最好,最终可在单一水驱基础上提高采收率28.89个百分点。研究成果对低渗透裂缝性油藏水驱后CO_(2)驱具有重要指导意义。

非均质油藏封窜及化学驱复合技术研究

利用单层均质模型及并联填砂管模型,评价改性淀粉凝胶体系的调剖性能。该凝胶体系由4%改性淀粉、4%丙烯酰胺单体、成胶控制剂按一定比例组成。凝胶体系成胶前的选择注入性良好,成胶后的残余阻力系数为834～2548,突破压力梯度高于50MPa/m,封堵率大于99%,可有效解决水窜流问题。利用双层非均质岩心模型,考察3种后续驱替段塞对提高采收率的影响。由0.3%聚丙烯酰胺、0.3%烷基苯磺酸钠和0.1 g/L NaOH组成的三元驱、0.3%聚丙烯酰胺及水驱的采收率增幅分别为20%、17%和10%。"改性淀粉凝胶体系+三元复合驱"组合调驱中,改性淀粉凝胶可进一步开采高渗层位残余油,三元复合驱在封堵后可有效启动低渗层位,整体提高采收率37%。