“SJT-B表面活性剂/聚合物”二元复合体系流动性和调驱效果

为评价"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的性能,利用现代物理模拟方法,将"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系和聚合物溶液分别从流动性质、传输运移能力和驱油效果等3个方面,与之进行对比.结果表明,在相同聚合物质量浓度条件下,与三元复合体系和聚合物溶液相比较,"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的阻力因数和残余阻力因数较大,在多孔介质内传输运移能力较差,调整吸液剖面能力较强,并且调驱采收率增幅更大.

SJT-B表面活性剂/聚合物二元复合体系性能评价

为解决"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合驱中碱的存在而结垢等问题,采用室内实验评价方法,研究SJT-B无碱表面活性剂的颗粒粒径、"SJT-B表面活性剂/聚合物二元体系"的缓蚀防垢性能、界面张力、黏度及其稳定性、吸附特性、流变性和黏弹性、驱油效果等对开发效果影响.结果表明,SJT-B表面活性剂中包含一定数量的磷硅酸盐胶体颗粒,具有良好缓蚀防垢性能;与相同质量浓度的聚合物溶液相比较,"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的黏度略为降低,但二者黏弹性基本相当;二元复合体系与大庆油田第二采油厂原油间界面张力可以达到10-3mN.m-1数量级;与"表面活性剂/聚合物/NaOH"三元复合体系相比,吸附作用对"SJT-B表面活性剂/聚合物"的界面张力影响较大,对黏度影响较小;在相同质量聚合物浓度条件下,"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合驱采收率增幅最大,其次是强碱三元复合驱,再次是聚合物驱.

利用AFM探究聚合物和表面活性剂对油滴间稳定性的影响

采用原子力显微镜(AFM)探究水中油滴之间的相互作用,并考察了聚合物聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对油滴稳定性的影响。采用分子动力学模拟软件模拟了PSS和SDS在水中的相互作用。结果表明:在不含聚合物和表面活性剂的盐溶液中油滴容易聚并;当水溶液中加入100 mg/L的PSS会使油滴稳定,这主要是由于PSS吸附层提供了空间位阻,有效阻止了油滴之间的聚并作用;然而,100 mg/L PSS和0.1 mM/L SDS共存时会导致油滴再次聚并,这是因为PSS和SDS同时存在时,两者易形成团簇,只有少部分PSS吸附到界面,此时PSS无法形成有效的空间位阻,导致油滴在相互靠近时发生聚并,从而影响了水包油体系的稳定性。

聚合物表面活性剂在水泥基材料气泡调控中的应用现状

水泥基材料中的气泡调控一直以来都是学科难题,通过多因素提高水泥基材料中气泡的稳定性和可控性,对提高水泥基材料的流变性能和耐久性能具有十分重要的意义。在众多影响因素中,气泡调控型聚合物表面活性剂在水泥基材料气泡调控中起到十分关键的作用。文中首先对新拌混凝土中气泡的形成和破灭过程进行了简单介绍,综述了影响气泡稳定性的主要因素,如引气型外加剂、减水剂及纳米颗粒等对气泡稳定性的影响,同时介绍了近年来引气型外加剂的合成研究进展。最后,讨论了水泥基材料中气泡对混凝土性能的重要意义。

聚合物-表面活性剂二元抗盐体系注入性能评价

针对M油田目的层油藏物性差、非均质强、矿化度高等问题,研究了新型双烷基甘油醚衍生表面活性剂(diGE-EO)的耐温抗盐性能,并利用霍尔曲线对比研究了聚合物和聚合物-表面活性剂二元抗盐体系的注入性能,分析了聚合物-表面活性剂二元抗盐体系提高M油田目的层原油采收率的可行性。研究结果表明:双烷基甘油醚衍生表面活性剂(diGE-EO)在质量浓度高于3500 mg/L时依然保持较好的抗盐性能,在85℃条件下放置超过45 d,仍能使油水界面张力降至5.73×10^(-3)mN/m,处于超低界面张力范围,可满足高矿化度油藏开发的要求。同时分析了聚合物-表面活性剂二元抗盐体系的注入性能。结果表明,当聚合物溶液质量浓度达到1500 mg/L、岩心渗透率低于200 mD时,单独注入聚合物难度增大;存在表面活性剂情况下,注入性能得到明显改善。该结果为M油田二元复合驱项目方案设计及现场实施提供了室内实验基础。

表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物的合成

以丙烯酰胺(AM)、磺酸盐单体(HSY)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为功能性单体,合成了一种表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物(AHD),利用FTIR和GPC对AHD结构进行了表征。在质量分数为20%的盐酸中,通过AHD与十八烷基三甲基氯化铵(STAC)自组装形成非交联型聚合物转向酸溶液。在90℃下,当AHD添加量为1.0%、STAC添加量为0.2%(均以质量分数为20%的盐酸质量为基准,下同)时,非交联型聚合物转向酸溶液的黏度从3 mPa·s(鲜酸,即与碳酸钙反应前的转向酸溶液)增加到288 mPa·s〔残酸(即与碳酸钙完全反应后的转向酸溶液)〕,鲜酸黏度低容易注入地层。当油添加量为1.0%(以残酸质量为基准)时,可使残酸破胶后黏度<10 mPa·s,保留了黏弹性表面活性剂型转向酸在遇油类物质时,可以自动破胶利于返排的优点。通过TEM与DLS研究其转向机理发现,Ca^(2+)会促进表面活性剂-聚合物自组装体系形成更庞大的聚集体,进而使转向酸得以转向。

表面活性剂增强超声法提取污泥胞外聚合物

为了快速、高效地提取活性污泥的胞外聚合物,对比分析了超声法、表面活性剂法、表面活性剂增强超声法的提取效果,并确定了最优提取条件。研究发现,表面活性剂增强超声法的提取量最高。最优提取条件:超声功率为100 W,超声时间为5 min,CTAB投加量为48 mg。3种方法主要的红外吸收峰均与蛋白质、多糖等物质的官能团密切相关,且表面活性剂增强超声法所提取的EPS的荧光强度最高峰的种类最全面,表明表面活性剂增强超声法是活性污泥EPS的最佳提取方法。

HPAM聚合物与离子型表面活性剂协同稳定CO_(2)泡沫的分子模拟研究

CO_(2)泡沫驱可以有效地控制CO_(2)相的流度从而提高波及效率,同时它还能够进行CO_(2)地质封存,减少碳排放以应对全球气候变暖的挑战。表面活性剂能降低CO_(2)泡和水相液膜之间的界面张力(IFT),从而增加因拉普拉斯毛细管自吸效应导致的泡沫液膜中液体析出的阻力。聚合物可以提高泡沫液膜黏度,也可以减缓液膜中的液体析出并缓解气泡聚并现象。二者同时被用作提高泡沫稳定性的化学试剂,然而表面活性剂分子根据亲水头基电荷正负属性不同会具有不同的界面行为,在微观尺度下不同类型表面活性剂和聚合物分子之间的协同作用还不明确。本研究采用分子动力学模拟的方法,研究了油藏条件下阴离子型(SDS)和阳离子型(CTAB)表面活性剂分别与水解聚丙烯酰胺(HPAM,水解度25%)在CO_(2)与水相界面处的相互作用。研究结果表明,CTAB比SDS具有更强的降低CO_(2)与水之间IFT的能力,IFT的大小与界面宽度和界面覆盖率呈正相关性。具有相同电性的HPAM与平衡离子Br-在CTAB界面膜上形成竞争吸附关系;而带有相反电性的HPAM与平衡离子Na+在SDS界面膜附近形成盐桥结构。前者更有利于降低气—液界面处IFT和增大液膜厚度,两种模式对泡沫液膜剪切黏度的提高程度差别不大。本研究揭示了阴/阳离子型表面活性剂分别与水解聚合物分子协同作用稳定CO_(2)泡沫的微观机制。

表面活性剂对剩余污泥中噬菌体提取率及胞外聚合物组分的影响

为研究表面活性剂对剩余污泥中噬菌体提取率的影响,利用表面活性剂(焦磷酸钠和柠檬酸钾)提取剩余污泥中的噬菌体,探究噬菌体提取率与污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)组分的相关性。在此基础上,利用标记重捕法探究外源T3噬菌体在不同形态EPS中的分布。结果表明:焦磷酸钠和柠檬酸钾分别使剩余污泥中噬菌体提取率提高了283%和79%;噬菌体提取率与剩余污泥EPS溶出的腐殖酸含量有较强相关性,与溶出的多糖和蛋白质含量相关性较弱;利用标记重捕法发现污泥黏附型EPS、松散型EPS和紧密型EPS中外源T3噬菌体回收率分别为69%、15%和34%,表明外源T3噬菌体主要分布于污泥系统的黏附型EPS;EPS中外源T3噬菌体拷贝数与其溶出的腐殖酸含量有较强的相关性,与溶出的多糖和蛋白质含量相关性较弱。

生物相容性棕榈基聚合物表面活性剂在天然橡胶胶乳潜在稳定应用中的评价(二)

3.3 NRL化合物的表征。表3列出了在AS1和NS1存在下表示NRL混合物稳定性的pH和电势值。通常,掺入AS1或NS1的NRL混合物的pH值与参比物的pH值相当或略高。这些碱性pH值可能是由AS1和NS1的表面活性剂溶液造成的,其中两种溶液在室温下都具有10~13的碱性pH值。表面活性剂溶液增加混合物碱度的能力是重要的,因为它能使胶乳保持稳定。因此,随着AS1或NS1的加入,NRL的离子稳定性可以保持或改善,如表3所示。

生物相容性棕榈基聚合物表面活性剂在天然橡胶胶乳潜在稳定应用中的评价(一)

对环境友好型表面活性剂潜在地取代那些高毒性和不可生物降解的市售表面活性剂的研究至关重要。以棕榈油衍生物为原料,通过聚酯化反应成功合成了两种生物相容性高分子阴离子(AS1)和非离子(NSI)表面活性剂。通过在玻璃试管内测试琥珀酸脱氢酶活性(MTT法)测定了表面活性剂的细胞毒性。结果显示,两种表面活性剂以剂量和时间依赖方式使人角化细胞(HaCaT)、小鼠成纤维细胞(3T3)、小鼠肝细胞(H2.35)和犬肾细胞(MDCK)的细胞生存能力均达到80%以上。用最小杀菌浓度(MBC)法评价了两种表面活性剂的抗菌潜力。结果表明,AS1对大多数检测的格兰氏阳性细菌具有显著的抗菌活性。同时,只有一种革兰氏阴性菌(鲍曼不动杆菌)被NS1成功地减少。随后将两种表面活性剂配合成天然橡胶胶乳(NRL)。从流变学研究来看,AS1具有更好的粘度特性,具有较长的线性粘弹性区(LVR),类似于高氨(HA)NRL,这表明其在乳胶环境中具有潜在的稳定性。

聚合物驱后用甜菜碱型表面活性剂提高驱油效率机理研究

利用新研制的甜菜碱两性表面活性剂及微观模型驱油实验,研究了两性表面活性剂驱油体系对水驱后盲端类残余油、柱状类残余油和油膜类残余油的作用机理,分析了这类残余油被驱替和运移过程及启动和运移机理,论述了该驱油体系对聚合物驱后残余油的作用和提高驱油效率的可能性,进一步完善了表面活性剂体系的微观驱油机理。研究结果表明,用表面活性剂提高采收率主要是通过超低界面张力作用和润湿反转作用。

聚合物-表面活性剂二元驱提高采收率机理实验

针对新疆油田七中区开发现状,设计聚合物-表面活性剂二元驱的填砂管、天然岩心及微观模型驱油实验,研究二元驱提高采收率机理,为油田现场提供二元驱优化配方。二元驱采收率增幅随着水油黏度比增大而增大,随着界面张力减小而增大。毛细管准数反映二元体系溶液黏度和界面张力的协同效应,应以其为准优化筛选最佳配方。新疆油田七中区二元驱溶液临界黏度比2.5、临界界面张力数量级为1′10-2 m N/m、临界毛细管准数数量级为1′10-3;优选出配方为0.3%KPS-1+1 115 mg/L HPAM,可提高采收率23.96%。二元驱通过聚合物增黏,降低驱替相流度,增加油相流度,使流度比减小,克服了注水指进,增加了吸水厚度,从而提高波及系数,进而启动盲端残余油;通过表面活性剂降低界面张力,降低黏附功,使残余油乳化、剥离、拉丝并易于启动,同时乳状液进一步增加驱替相黏度,在低界面张力和较高黏度下,毛细管准数大幅度提高,从而提高洗油效率,进而启动岛状、柱状及膜状残余油,最终提高了采收率。

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高。界面张力由10-2mN/m降至10-3mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。

聚合物、表面活性剂两元驱界面性质对乳状液稳定性影响

应用电导率仪测定了聚丙烯酰胺与表面活性剂溶液的电导率,考查了聚合物与表面活性剂的相互作用。应用界面张力仪、表面粘弹性仪和Zeta电位仪测定了油水界面性质,研究了界面性质对乳状液稳定性的影响。结果表明,聚合物与表面活性剂复合能够形成稳定的聚集体,较小的界面张力、较大的界面剪切粘度值以及较高的Zeta电位有利于乳状液的稳定存在。

聚合物驱后凝胶与表面活性剂交替注入驱油效果

为开采聚合物驱后油藏剩余油,进一步提高采收率,分析凝胶调剖与表面活性剂驱油结合机理,采用小段塞多轮次交替注入方式;利用铬离子凝胶体系和RMA-1型表面活性剂,在大平板岩心上进行聚合物驱后凝胶与表面活性剂段塞驱油实验.结果表明:利用聚合物驱后凝胶与表面活性剂多轮次交替注入方式驱油后,其阶段采收率可在聚驱基础上提高10%以上,说明凝胶与表面活性剂交替注入驱油技术能够在聚合物驱后进一步挖掘剩余油,提高原油采收率.

表面活性剂调理下污泥中胞外聚合物分布与束缚水含量的关系

通过考察污泥调理过程中滤饼含水率、束缚水含量变化、EPS各层组分分布、傅里叶红外光谱等指标,研究表面活性剂作用下,胞外聚合物分布与束缚水含量的变化关系。研究结果表明:十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致污泥中紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)含量降低,松散结合的胞外聚合物(LB-EPS)、黏液层胞外聚合物(S-EPS)含量升高,有效降低束缚水的含量,提高了污泥脱水效果。表面活性剂投加量为75 mg·g-1时,污泥中束缚水含量降至1.58 g·g-1,污泥滤饼含水率降至65.78%。在表面活性剂作用下,部分EPS水解生成小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多。TB-EPS占污泥中EPS总量的大部分,其中,蛋白质、多糖与束缚水存在显著的正相关性,是影响污泥束缚水含量的主要因素。

Cr^(3+)、碱和表面活性剂对聚合物分子构型及渗流特性影响

用动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和岩心驱替等实验方法,研究了Cr3+、碱和表面活性剂对聚合物(HPAM)分子线团直径、结构形态和渗流特性的影响。结果表明,Cr3+、碱和表面活性剂可以改变聚合物分子线团直径,进而影响聚合物分子结构形态和渗流特性。通过改变Cr3+浓度和电解质浓度等实验条件,可以使聚合物分子形成具有不同分子构型的Cr3+聚合物凝胶。在高电解质浓度和低Cr3+浓度条件下,聚合物分子与Cr3+的交联反应主要发生在同一分子内不同支链间,具有"分子内"交联特征。在低电解质浓度和高Cr3+浓度条件下,聚合物分子与Cr3+的交联反应主要发生在不同分子链间,具有"分子间"交联特征。与相同浓度聚合物溶液相比较,"分子内"聚合物凝胶的表观黏度几乎保持不变,但阻力系数和残余阻力系数却要大得多,且残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。与"分子间"聚合物凝胶相比较,"分子内"聚合物凝胶的分子线团直径较小,但它仍略高于相同浓度聚合物分子线团直径。碱使聚合物分子扩散层厚度减小,分子链卷曲收缩和变粗,分子线团尺寸减小,形成以支状为主、网状为辅的结构形态。表面活性剂使聚合物分子线团稍有减小,结构形态无明显变化。

表面活性剂对疏水缔合聚合物水溶液性质的影响

本综述包括以下 4个论题。①简短前言。②表面活性剂与疏水缔合聚合物 (HAP)在水溶液中的相互作用 :介绍了获得公认的有代表性的理论模型———三阶段模型 ,并与非疏水缔合聚合物的情况作了比较。③表面活性剂对HAP水溶液流变性的影响及混合胶束的微粘度。④影响表面活性剂 /HAP混合水溶液性质的因素 ,包括HAP的浓度 ,HAP和表面活性剂所带的电荷 ,及极性有机物 (脲 )。HAP是一种受关注的提高原油采收率用的水溶性聚合物。

碱/表面活性剂/聚合物对乳液稳定性的影响

研究了碱/表面活性剂/聚合物对乳液稳定性的影响规律,单一的碱、表面活性剂和聚合物对乳液的稳定性有较大的影响;3种化学剂之间存在明显的协同作用,对乳液的稳定性影响很大。含化学剂的乳液照片验证了多重乳状液的存在。