毕赤酵母中内切β-1,4葡聚糖酶的表达及共培养制备低分子质量黄原胶

低分子质量黄原胶具有抑菌、益生及抗氧化等多种生物活性,因此通过水解制备低分子质量黄原胶具有广阔应用前景。该研究将来源于绵羊瘤胃元基因组的内切β-1,4-葡聚糖酶首次在毕赤酵母中表达,其在pH 7.0和75℃下发挥最佳作用,并有较高的pH和温度稳定性。此后,建立了毕赤酵母和野油菜黄单胞菌的共培养体系并对发酵条件进行优化,其中野油菜黄单胞菌生成的黄原胶可以被毕赤酵母分泌的内切β-1,4-葡聚糖酶直接降解产生低分子质量黄原胶。摇瓶水平下,共培养体系中总糖最高为11.4 g/L,水解产物中重均分子质量为2500 Da的低分子质量黄原胶达到93.79%。该研究为功能性低分子质量黄原胶的工业化生产提供了一个潜在的策略。

田菁胶、羟丙基田菁胶和瓜胶的分子量及其分布研究

用凝胶色谱（ＧＰＣ）法测定了羟丙基田菁胶（ＨＰＳ）、田菁胶（ＳＧ）和瓜胶原粉（ＧＧ）三种样品的分子量，其重均分子量顺序Ｍ＿（ＷＨＰＳ）＞Ｍ＿（ＷＧＧ）＞Ｍ＿（ＷＳＧ），分子量范围为２．３×１０￣５～３．４×１０￣５，分散系数关系为Ｄ＿（ＨＰＳ）＝Ｄ＿（ＳＧ）＞Ｄ＿（ＧＧ），并讨论了聚糖的多分散性与产品性能的关系。为７％），田菁胶（ＳＧ）（河南濮阳植物胶厂，粘度１５０ｍＰａ·ｓ，水不溶物为３３％），瓜胶原粉（ＧＧ）（巴基斯但，粘度３４０ｍＰａ·ｓ，水不溶物为２６％），样品未经纯化。２．２制样称取４～６ｍｇ样品溶于２ｍＬ容量瓶中，用流动相溶解（有少量不溶物），用ＨＡ型０．５μｍ滤膜过滤进样。２．３色谱条件仪器：ＡＬＣ／ＧＰＣ－２４４型凝胶色谱仪；流动相：纯水，０．０１％ＮａＮ３水溶液；流速：１ｍＬ／ｍｉｎ，１３７８９．５２～１７２３６９ｋＰａ；检测器：ＲＩ１８Ｘ；柱子：串联使用Ｗａ－ｔｅｒｓμ－ＢｏｎｄａｇｅｌＥ３００＋Ｅ５００；纸速：２０ｍｍ／ｍｉｎ；室温：１５℃。标准曲线如图１所示。标准曲线渗透极限３＇＜ｔＲ＜７＇１０″，标定分子量５０００～４０万。样品ＳＧ，ＨＰＳ和ＧＧ仅是通过０．５μｍ滤膜的可溶部分。不?

可回收再利用的低分子胍胶压裂液技术研究

为解决压裂作业水资源缺乏和返排液难处理的问题,利用pH值控制硼酸盐离解平衡移动原理来改变胍胶压裂液的交联状态,使其在酸性条件下非降解性破胶,胍胶分子结构不被破坏,可实现重复交联。采用生物降解技术,对胍胶进行降解,通过控制降解条件来控制胍胶的降解程度,从而控制胍胶的相对分子质量,制备出了相对分子质量为30×104~50×104、在硼酸盐条件下可交联的低分子胍胶,其水溶液黏度较低,水不溶物质量分数≤4%。并以某固体酸为囊芯、在水中可逐渐溶解的某高聚物为囊衣,采用空气悬浮成膜法制备出了一种胶囊破胶剂,在地面条件下显中性,保证胍胶压裂液顺利交联,而在地层温度和压力条件下逐渐释放出固体酸物质对压裂液非降解性破胶。以低分子胍胶为稠化剂,包裹固体酸的胶囊为破胶剂,开发出了可回收再利用的低分子胍胶压裂液,在四川须家河组储层改造中得到了广泛应用,对返排出的压裂液进行了回收再利用,节能减排效果显著。

CJ2-3型可回收低分子量瓜尔胶压裂液的开发

低分子量瓜尔胶CJ2-3分子链上引入了亲水基团，水溶性好，水溶液30℃[η]值0．842L／g，按3组K，α求得分子量3．86×10^6～5．93×10^5。CJ2-3压裂液以硼酸盐作交联剂，交联剂用量大于常规瓜尔胶类压裂液。0．35％压裂液基液在pH=8．5时黏度仅12mpa·s，形成的压裂液在热剪切测试中（170s^-1）黏度几乎立即产生，温度达到设定值后黏度保持不变，且60℃、70℃黏度相差不大（在100mPa·s上下），即该压裂液流变曲线变化平稳。温度敏感性小，易控制，携砂能力强，压裂施工设计难度较小。加入破胶剂（过硫酸铵）可使该压裂液破胶。破胶液黏度符合返排要求。室内模拟破胶实验结果表明，压裂施工完成后，CJ2-3压裂液与低pH值的支撑裂缝表面接触时pH值下降，pH≤8．0时破胶，破胶液黏度接近基液，其中的CJ2-3不发生降解。CJ2-3压裂液滤失控制性能好。滤失量小，滤饼可在地层中自行破胶，易清除。长庆油田的3口油井用CJ2-3压裂液压裂，未加破胶剂的1口井。压裂液返排率达92．9％，返排压裂液在30℃放置7天，黏度下降30．8％。返排压裂液中补加各种添加荆得到的回收压裂液．流变性和其他性能与原始压裂液一致。图5表8参4。

瓜尔胶低分子量化降解条件研究

为了制备压裂液用低分子量瓜尔胶，以反应液25℃、170s^-1黏度减小幅度△η为控制指标，实验考察了用β甘露聚糖酶降解瓜尔胶的条件，确定瓜尔胶水溶液浓度10g/L（黏度291mPa·s．分子量2．435×10^6）；pH值7；酶用量0．2g／L；降解温度45℃；降解时间视对瓜尔胶分子量的要求而定，约40min。随pH值升高（4～11）和温度升高（10～80℃），△η／经过最大值。将原料瓜尔胶在0．2moL／LNaCI水溶液中配成2g／L溶液，用p甘露聚糖酶在45℃降解不同时间（0～90min），得到10个反应液样，用同一NaCl溶液稀释至适当浓度，用激光光散射法在25℃测定其重均分子量‰及其中5个样的特性黏数[η]，用线性回归方法求得Mark-Houwink[η]-M^-w关系式中的常数K=0．075mL／g，α=0，662（分子量范围2．435×10^6-2．210×10^5）。图4表3参5。

植物胶型抑制剂选矿试验探索研究

羧甲基瓜尔胶属于强抑制力、高选择性的绿色天然多糖类有机大分子抑制剂。通过对智利某铜矿矿石采用羧甲基瓜尔胶抑制剂的选矿试验研究分析了药剂的性能。试验结果表明,羧甲基瓜尔胶是滑石的有效抑制剂,药剂用量120 g/t原矿条件下,羧甲基取代度为0.12、分子量为174万的瓜尔胶表现出的选择性抑制作用最明显,其抑制作用强于羧甲基纤维素钠。

酶降解制备小分子瓜尔胶

由于压裂液中的稠化剂以大分子化合物为主,以致压裂液残渣对地层伤害严重,影响到压裂后的增产效果。降低残渣伤害最有效的办法是降低稠化剂的分子量。本文通过酶降解的方法,在较少工艺流程和无溶剂的情况下,控制温度为40~50℃、酶加量3.5 u/mL、降解2 h即可得到满足油田压裂改造需要的较小分子量瓜尔胶。降解后瓜尔胶的重均分子量为4.25×105g/mol,压裂液黏度为27 mPa·s。瓜尔胶降解前后的红外光谱表明酶降解使瓜尔胶长链分子断裂成较小分子量的链段。小分子瓜尔胶压裂液(3.5 g/L)与有机硼交联剂交联形成的冻胶在100℃、170 s-1下连续剪切2 h后,黏度大于80 mPa·s,抗剪切性较好。该压裂液的残渣为96 mg/L,仅为普通瓜尔胶压裂液残渣的1/4。

低聚香豆胶交联凝胶体系

首次研究了微波辅助酸降解香豆胶过程及其影响因素,并与水浴酸降解过程进行对比,获得了低聚香豆胶。研究了低聚香豆胶与硼砂交联形成凝胶的过程,考察了低聚香豆胶浓度、硼砂浓度和pH值对形成凝胶体系的影响,获得了稳定的凝胶体系。进一步研究了低聚香豆胶凝胶体系的流变特性。结果表明:微波辅助酸降解法是快速降解香豆胶的新方法,降解速度显著高于水浴酸降解法。在适当的碱性条件下,低聚香豆胶可与硼砂形成较稳定的交联凝胶体系,该体系具有显著的粘弹性和剪切变稀特性。

可再生低分子量羧甲基羟丙基胍胶体系流变性研究

低相对分子质量胍胶压裂液正成为一种新型清洁压裂液。研究了硼砂交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系再生前后的流变性。考察了硼交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系的影响因素,研究了再生前后凝胶体系的粘度曲线、粘弹性和滞后环,并使用共转Jeffreys模型表征了凝胶体系的流动曲线。结果表明,再生后体系具有良好的粘弹性和剪切变稀特性,再生前后的流变特性基本不变,说明该体系具有良好的可再生性。共转Jeffreys模型可表征凝胶体系的流动曲线,计算值与实验值吻合良好。

低聚羧甲基瓜胶可再生凝胶体系的流变特性

低聚瓜胶压裂液在低渗透油气田开发增产中有重要的应用。今对硼砂交联低聚羧甲基瓜胶可再生凝胶体系进行了研究。考察了低聚羧甲基瓜胶浓度、硼砂浓度对凝胶形成以及再生的影响,获得了结构稳定的可再生凝胶体系。考察了不同再生次数的凝胶体系的流变特性,结果表明可再生凝胶体系具有良好的黏弹性、触变性和剪切变稀性。低聚羧甲基瓜胶可再生凝胶体系的流变曲线可用非线性共转Jeffreys模型描述,模拟值与实验值吻合良好。

低伤害小分子瓜尔胶压裂液性能研究

华北油田致密储层属于低孔低渗储层,需要压裂改造才能投产,但储层厚度小,孔吼半径小,在压裂过程中应特别关注入井流体对储层的伤害问题。提出采用分子量为常规瓜尔胶一半的小分子瓜尔胶作为压裂液的稠化剂的方法,以降低压裂液高分子稠化剂对储层孔吼的堵塞的伤害,提高改造效果。优选了与小分子瓜尔胶匹配的分散剂、助排剂、黏土稳定剂,形成了适应华北油田致密储层的低伤害小分子瓜尔胶压裂液体系。该压裂液体系可以在5 min内完全溶胀;该压裂液体系在130℃温度下剪切2 h后,黏度保持在80 m Pa·s以上,满足携砂的要求;压裂液体系在90℃可在90 min内完全破胶,破胶液粒径小于10μm;对华北油田致密岩心伤害率小于16%,残渣含量小于10%,对支撑剂导流带的伤害小于15%。可满足华北油田致密储层的压裂要求。

低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变性

研究了低分子量阳离子变性瓜胶与硼砂交联的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶浓度、硼砂浓度及pH对凝胶形成的影响,得到了结构稳定的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变特性,结果表明该体系具有良好的粘弹性和剪切变稀性。非线性共转Jeffreys模型可确切表征凝胶体系的粘度曲线,实验值与模拟值吻合良好。

超级瓜尔胶理化特征及压裂液配方评价

针对大庆油田特低渗透储层压裂增产改造的需要，开发了一种新型超级瓜尔胶压裂液。利用核磁共振和黏度实验技术表征了超级瓜尔胶的化学结构和相对分子质量，利用流变仪测定了超级瓜尔胶压裂液的流变性质。结果表明：超级瓜尔胶与瓜尔胶原粉的化学结构基本相同，但是相对分子质量却比瓜尔胶原粉高1．4倍左右；在相同温度和相同剪切速率条件下，配置相同剪切黏度压裂液所需超级瓜尔胶用量仅为羟丙基瓜尔胶用量的一半；和羟丙基瓜尔胶压裂液相比较，超级瓜尔胶配置的压裂液残渣含量降低了一半以上，破胶更加彻底。利用超级瓜尔胶压裂技术对海拉尔油田低渗透储层的61口井119个层位进行了压裂施工，平均产液强度为1．10t／（m·d），比利用常规的羟丙基瓜尔胶压裂液技术对相同区块12口井22个层位进行压裂施工的平均产液强度提高了22．7％，取得了较好的增产效果。

阳离子瓜尔胶在轻型纸中的应用

介绍了阳离子瓜尔胶(CGG)与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)组成的双元助留助滤体系在轻型纸生产中的使用情况。通过CPAM/CGG双元助留助滤体系与单元CPAM助留助滤系统和CPAM/APAM(阴离子聚丙烯酰胺)双元助留助滤体系的对比,确定CPAM/CGG双元助留助滤体系更适合于轻型纸。当CPAM/CGG双元助留助滤体系中的CPAM、CGG用量均为0.4 kg/t(纸)时,其使用效果明显。

压裂用胍胶衍生物的研究进展

随着对油气资源勘探、开发的深入,水力压裂逐渐成为一种改造油气藏的重要方法并得到广泛应用。压裂液在水力压裂工作中起着重要的作用,压裂液的好坏是关系到压裂施工的成败和影响施工后增产效果的一个重要因素。针对目前常规胍胶压裂液存在缺点,国内外学者对胍胶衍生物进行了广泛研究,主要集中在低分子量、酸性条件下交联、耐高温及疏水缔合改性方面,室内研究及现场应用表明,胍胶衍生物具有不溶物更低、破胶后残渣更少、对地层伤害更小等优点。

N,N-二乙基胺乙基取代瓜尔胶的合成及结构表征

在碱催化条件下,利用N,N-二乙基氯乙胺盐酸盐与瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶一步法合成得到N,N-二乙基胺乙基瓜尔胶和N,N-二乙基胺乙基羟丙基瓜尔胶。结果显示合成过程中温度、反应时间、羟丙基取代度及溶剂等因素对产品分子量和N,N-二乙基胺乙基取代度有影响。通过红外光谱和核磁法对N,N-二乙基胺乙基瓜尔胶和羟丙基N,N-二乙基胺乙基瓜尔胶的分子结构进行了分析,并通过碳谱对N,N-二乙基胺乙基在瓜尔胶分子链中糖环上的取代分布进行了分析。

胡芦巴胶降解工艺研究

目的优选胡芦巴胶的降解方法及工艺,获得质量稳定可控的低分子量多糖。方法以总糖和还原糖含量以及黏度为评价指标,比较酸水解、超声辅助、酶解等工艺,优选最佳条件。并依据紫外、红外及差示扫描热图谱对产物进行初步评价。结果不同降解工艺所得还原糖得率分别为酶解52.41%、超声辅助42.19%、酸解24.59%;以纤维素酶用量10 U·mg-1、50℃处理150 min时,降解效果最佳。重复实验表明该工艺稳定可控,紫外、红外及DSC图谱无明显差异,峰位基本不变。结论酶法降解胡芦巴制备低分子量多糖,方法简便、高效、易于控制。

瓜尔胶及其衍生物的过硫酸铵氧化降解研究

通过考察90℃,0.5‰过硫酸铵对瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶及其羧甲基羟丙基瓜尔胶不同时间的氧化降解反应,发现开始时瓜尔胶主链主要是以糖苷键断裂的降解为主,当降解到一定程度后,才出现糖链上糖环的氧化。瓜尔胶的结构对降解反应有着很大的影响,而且降解速度:羧甲基羟丙基瓜尔胶>羟丙基瓜尔胶>瓜尔胶。形态观测结果表明氧化降解对微观结构有一定的影响。

Microbacterium sp.XT11黄原胶内切酶在毕赤酵母中的异源表达、性质及应用

低分子质量黄原胶具有抗氧化、抑菌等特殊生物活性,在食品、农业等领域都有所应用,具有较高的市场价值。黄原胶内切酶的高效表达是酶法水解生产低分子质量黄原胶的关键因素。该研究首次在毕赤酵母GS115中表达来自Microbacterium sp.XT11的黄原胶内切酶,随后对其发酵条件进行了优化,并对重组黄原胶内切酶的酶学性质进行了分析。结果表明,以GAP为启动子的重组毕赤酵母的最佳发酵条件为30℃、pH 6.0、220 r/min、接种量5%,在7-L发酵罐中重组黄原胶内切酶酶活力达到1230 U/L。重组黄原胶内切酶在pH 5.5~7.5、20~45℃下比较稳定,最适作用条件为pH 6.0、40℃。重组黄原胶内切酶可直接作用于黄原胶主链得到分子质量为1400 Da左右的低分子质量黄原胶,为低分子质量黄原胶的工业化生产提供了一个可行的途径。

压裂返排液中瓜胶浓度检测及分子结构解析

压裂返排液中的主要成分是瓜胶,其有效含量的确定以及分子结构的变化对于返排液后续的处理具有指导作用。利用瓜胶的化学性质建立了采用蒽酮比色法检测返排液中瓜胶浓度的方法,建立的标准曲线线性相关性为0.999 2,回收率在96.5%～101.1%之间,方法重现性高,准确可靠。同时利用凝胶色谱(GPC)与飞行时间质谱联用的技术(LC/Q-TOF-MS)解析了压裂返排液中瓜胶的分子量和分子结构的变化过程。结果表明,凝胶色谱测量瓜胶分子量的标准曲线线性相关性为0.995 5,玛湖地区使用的瓜胶的相对分子质量约为84万,随返排时间的增加返排液中大分子瓜胶显著减少,加入氧化破胶剂后瓜胶的B-O键优先断裂,瓜胶生成聚二醇络合物。