Analysis of the Factors Influencing the Solid-liquid Separation Experiment of Guar Gum Waste Liquid

Based on the water quality detection and analysis of guar gum waste liquid,as well as the data of experiments on the treatment of waste liquid under different viscosity and pH conditions,the influencing factors of solid-liquid separation under conventional"coagulation+filtration"treatment process are studied.Under the conventional"coagulation+filtration"treatment process,the viscosity of guar gum waste liquid is lower than 3 mPa·s;the pH is 6-7.5;the filtration accuracy is not lower than 20μm,which can meet better treatment conditions.This experimental study provides an experimental basis for the optimal design of the treatment process of guar gum waste liquid.

瓜尔胶处理铝土矿矿泥强度特性及微观机制

生物聚合物作为一种新型环境友好的土壤处理及改良材料,即使使用量很小,也能对土体具有显著的强化作用,因此近年来得到了广泛的运用。本文对不同胶土比(0%、1%、1.5%和2%)瓜尔胶处理的铝土矿矿泥试样进行了界限含水率测试、快剪试验、核磁共振试验(NMR)和扫描电镜(SEM)等室内试验。试验结果表明,随着生物聚合物的增加,铝土矿矿泥的液塑限及抗剪强度均有所提高,其中2%瓜尔胶含量的铝土矿泥液限提升了26%,黏聚力提升了182%。NMR试验表明了瓜尔胶能够使铝土矿矿泥试样的含水量增大,且其内部会出现大孔隙。而SEM图证实了瓜尔胶和铝土矿矿泥颗粒形成瓜尔胶—铝土矿矿泥基质,从而提高了液塑限及抗剪强度。

液体胍胶制备方法及其耐高温体系性能

针对干粉羟丙基胍胶在配液过程中出现的问题,制备以白油、表面润湿剂(甲醇与水)和乳化剂(烷基酚聚氧乙烯醚)为主的液体胍胶增稠剂(LGC),具有配制简单、分散速度快、溶胀时间短的特点。室温下,在自来水和人工海水中加入1.0%液体胍胶和0.15%甲醛,低速搅拌30 min后的黏度分别为110.11和112.40 mPa·s,与有效物含量相同的干粉羟丙基胍胶基液黏度相近。液体胍胶配制基液受水源pH值和矿化度的影响较小,用海水或矿化水配制可达到淡水配制效果,降低海上施工成本。液体胍胶和干粉胍胶配制的压裂液(羟丙基胍胶含量0.4%)在95oC破胶4 h后,破胶液黏度分别为3.542和2.243 mPa·s,破胶残渣分别为476和432 mg/L,差别较小。1.0%液体胍胶(有效物含量40%)压裂液在120oC下的初始滤失量为1.907×10-4m3/m2、滤失系数为0.997×10-4m/min、平均滤失量为0.366×10-4m3/(m2·min)。0.6%干粉羟丙基胍胶经过24 h溶胀后加入自制交联剂CYS-1及其他助剂,在160oC、170 s-1下剪切120 min后的黏度约180 mPa·s;CYS-1交联剂与液体胍胶在30 min内完成配制,在160oC、170 s-1剪切120 min后的黏度约190 mPa·s;在170oC、1000 s-1高速剪切3 min后,再在170 s-1下剪切90 min的黏度大于122mPa·s,实现快速配制、溶胀充分、耐高温耐剪切要求。

苏里格气田压裂液返排液重复利用的可行性

针对目前存在的压裂液返排液重复配液难的问题,对苏里格气田不同区块及不同压裂液体系返排液组分进行了系统分析,同时分别采用单因素及正交试验对影响压裂液返排液重复配液性能的因素进行了深入研究。研究发现,压裂液在返排过程中从地层携带出的大量金属离子,尤其是一些高价金属阳离子对返排液的重复配液性能有显著影响,其中返排液中的Ca^2+、Mg^2+和Fe^2+对配液性能影响最大,针对0.4%的EM50和胍胶体系,实验测得这3种离子满足返排液重复配液的上限值分别为250、150、150 mg/L和275、250及200 mg/L。另外,返排液中高含量的Cl-及矿化度等因素也会影响返排液的重复配液性能。通过向返排液中加入一定浓度的络合剂或沉淀剂,再辅以清水稀释的方式可有效解决由于金属离子或矿化度太高导致的返排液重复配液问题。

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。

UV/Fenton及其草酸盐体系处理压裂废液的研究

以延长某油田压裂废液的特性组分为参照基础,以造成压裂废液中COD高的主要成分羟丙基胍胶为考查主体,用胍胶水溶液模拟胍胶水基压裂液体系,考查了UV/Fenton体系及其草酸盐络合物体系的氧化效果。结果表明：pH值为5的条件下,FeSO4加入量在15~22 mg/L,草酸钾的加入量在20 mg/L,过氧化氢的加入量在0.2%（体积比）,紫外光照射15 min,进行氧化处理1 h,降粘率约为87%。

含瓜尔胶的反相乳液稳定性的研究

以液体石蜡为油相,质量分数为2.5%的瓜尔胶水溶液为水相,Span80/OP-10为复配乳化剂,十六醇为助稳定剂,制备了稳定的反相乳液。考察了Span80/OP-10复配乳化剂的亲水-亲油平衡(HLB)值及其含量、反相乳液中水相含量、十六醇含量及搅拌转速对乳液类型及其稳定性的影响;并使用显微镜及粒度分析仪对乳液的结构进行了表征。实验结果表明,反相乳液的最佳制备条件为:Span80/OP-10复配乳化剂的HLB值和质量分数分别为7.36和10%(基于油相的总质量),十六醇质量分数3.75%(基于油相的总质量),水相的体积分数33%,搅拌转速为2 100 r/min。反相乳液中的胶束为球形且呈分散状,平均粒径小于10μm且分布较窄。

有机硼锆交联弱酸性压裂液回收再利用研究

本文研究了一种有机硼锆交联弱酸性压裂液的回收再利用技术。制备的新型有机硼锆交联剂YM-A_1可在弱酸性条件下与羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液(CMHPG)体系交联,用缓释型酯类破胶剂SCH-04破胶,将所得破胶液进行回收再利用。回收破胶液二次交联的最佳条件为:破胶液与新制基液体积比1:1,pH值4～6,温度60～70℃,YM-A_1质量浓度3.5 mg/mL,SCH-04质量浓度0.4～0.5 mg/mL。性能评价结果表明,有机硼锆交联弱酸性压裂液二次交联压裂液体系在170 s^(-1)下连续剪切60 min后的黏度约150 mPa·s,抗剪切性较好;在70℃、压差为3.5MPa的条件下,测得初滤失量为2.15×10^(-3)m^3/m^2、滤失系数为2.28×10^(-4)m/min^(1/2)、滤失速度3.79×10^(-5)m/min,达到行业标准的要求;对地层岩心基质渗透率损害率的平均值为25.2%,沉降速率为0.0058 cm/min,破胶液的表面张力23.5 mN/m,残渣含量390mg/L,实现了弱酸性压裂液体系的回收再利用。

离子液体的合成及其对瓜尔胶的溶解性能

本文合成了氯化1-烯丙基-2-丙烯基-4,5-二氢化咪唑(AihimCl),氯化1-丁基-2-丙烯基-4,5-二氢化咪唑(BihimCl),氯化1-己基-2-丙烯基-4,5-二氢化咪唑(HihimCl),氯化1-辛基-2-丙烯基-4,5-二氢化咪唑(OihimCl)四种离子液体;并用傅立叶转换红外光谱(FT-IR),核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)表征了其结构;研究了这四种离子液体对瓜尔胶(GG)的溶解性,并用偏光显微镜观察了其溶解过程,瓜尔胶在BihimCl中的溶解度可达5.5%;比较了瓜尔胶在四种离子液体中的溶解速度,在BihimCl和OihimCl中的溶解速度比在AihimCl和HihimCl中快,6小时后都能够完全溶解。

羟丙基瓜尔胶在离子液体中的制备

本文以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)为反应介质,以氢氧化钠为催化剂合成了羟丙基瓜尔胶(HPG),并通过1H NMR确定了产品的摩尔取代度。探讨了水的用量、环氧丙烷的用量、反应温度和反应时间对摩尔取代度的影响。在水与瓜尔胶的质量比为1.7、氢氧化钠与瓜尔胶的质量比为5%、环氧丙烷与瓜尔胶的质量比为3.5、反应温度为60℃和反应时间为12h的条件下,摩尔取代度(MS)可以达到0.76。同时发现在不加催化剂NaOH的情况下,瓜尔胶在AmimCl中的羟丙基化反应同样可以发生,只是得到的HPG的MS相对较小。

基于高效液相色谱-质谱联用技术检测畜肉中的瓜尔胶

建立畜肉中瓜尔胶的高效液相色谱-质谱测定法。样品经β-甘露聚糖酶酶解,加入乙腈沉淀蛋白后离心,上清液经过中性氧化铝柱净化,用高效液相色谱-串联质谱仪测定,外标法定量。结果表明,瓜尔胶在线性范围为0~2 g/kg,线性相关系数在0.99以上,检出限为0.030 0 g/kg,定量限为0.100 g/kg,回收率为85.4%~109.8%,相对标准偏差在1.5%~9.3%之间。该方法前处理简便、检测指标明确、灵敏度高,可作为定量检测畜肉中添加瓜尔胶的有效手段。

连续混配用液态瓜胶的研究与应用

连续混配压裂施工工艺的运用越来越多,而满足其施工的增稠剂需具备溶胀时间短和容易计量的特点,因此通过对悬浮剂、表面活性剂和触变剂进行优选,确定悬浮剂为矿物油,表面活性剂为OP-10,触变剂为乙醇,开发出了液态瓜胶。结果表明,该液态瓜胶能够节约成本,减少残液的污染;具有良好的分散性,速溶性,能精确计量,能够实现连续混配压裂工艺;在3 min以内黏度释放率能达到80%以上,分散性好,无鱼眼。在苏里格地区的苏76-X井进行现场试验,取得良好应用效果。

非常规油气藏压裂返排液回用除硼室内研究

将返排液处理后用于配制压裂液是一种经济有效的途径。返排液中含有的硼会影响瓜胶类压裂液的重新配制,外排则可能污染生态环境。采用硼选择性树脂对返排液(经过混凝、化学沉淀、过滤等前期处理)进行除硼处理。实验结果显示:(1)树脂除硼的最佳条件为:pH值调节为8.0、固液比为1∶15,在100 r/min的搅拌下反应30 min;(2)返排液处理后,硼质量浓度由原来的12.15 mg/L降为0.26 mg/L,去除率可达到97.86%;(3)处理后水可用于滑溜水和瓜胶压裂液体系的配制,其性能符合SY/T 6376—2008《压裂液通用技术条件》的技术要求。

用于液体火灾的环保泡沫制备方法与关键参数

当发生液体火灾时,常使用泡沫快速扑灭。但传统泡沫存在较多缺陷,如泡沫所含成分全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)难以降解,长期积累会造成环境污染;热稳定性差,灭火后液体火灾易发生复燃。该文通过添加瓜尔豆胶制备了一种适用于液体火灾的环保型多糖聚合物泡沫,分析了该环保型多糖聚合物泡沫的发泡性能和稳定性能,明确了发泡剂、稳泡剂的浓度和配比,并与氟蛋白泡沫灭火性能进行了对比。结果表明:当脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷(AEG)和椰油基糖苷(APG-0810)这2种环保型表面活性剂的质量比为2∶8且质量分数均为0.5%时,泡沫综合值最佳。随后分别添加质量分数为0.3%、 0.4%和0.5%的瓜尔豆胶,发现质量分数为0.4%时,泡沫的灭火效果最好,灭火时间为82 s,比氟蛋白泡沫灭火时间缩短10 s。使用该环保型多糖聚合物泡沫灭火后,25%复燃和90%复燃的对应时间分别为501和638 s,比氟蛋白泡沫延长了96.5%和114.1%,表明该环保型多糖聚合物泡沫具有良好的抗复燃性。该成果可为针对液体火灾的抗复燃泡沫配方研发提供参考。