长链酰基改性黄原胶的制备和增稠性能

采用辛酰氯(C8H15ClO)、月桂酰氯(C12H23ClO)和棕榈酰氯(C16H31ClO)对黄原胶(XG)进行酯化改性,在黄原胶分子上接枝疏水基团.用傅里叶变换红外光谱仪对产物进行表征,研究改性剂配比对黄原胶增稠性和取代度的影响,进一步考察浓度、剪切速率、NaCl浓度、pH和温度等因素对改性黄原胶增稠性的影响,并与未改性黄原胶和卡波TR-2增稠剂进行比较.结果表明:在酰氯与黄原胶摩尔比为0.4:1时,改性黄原胶具有较好的增稠性能,其中月桂酰氯改性黄原胶的增稠性最好,经月桂酰氯改性的黄原胶在耐盐性、耐温性和耐酸碱性上均有较大提升.     

长链酰基改性黄原胶的制备和增稠性能

采用辛酰氯(C8H15ClO)、月桂酰氯(C12H23ClO)和棕榈酰氯(C16H31ClO)对黄原胶(XG)进行酯化改性,在黄原胶分子上接枝疏水基团.用傅里叶变换红外光谱仪对产物进行表征,研究改性剂配比对黄原胶增稠性和取代度的影响,进一步考察浓度、剪切速率、NaCl浓度、pH和温度等因素对改性黄原胶增稠性的影响,并与未改性黄原胶和卡波TR-2增稠剂进行比较.结果表明:在酰氯与黄原胶摩尔比为0.4:1时,改性黄原胶具有较好的增稠性能,其中月桂酰氯改性黄原胶的增稠性最好,经月桂酰氯改性的黄原胶在耐盐性、耐温性和耐酸碱性上均有较大提升.     

黄原胶溶液及其冻胶的流变特性研究

为拓宽黄原胶(XG)的应用范围,采用一种有机锆交联剂ZW35对黄原胶溶液进行交联,形成黄原胶冻胶。对黄原胶溶液及其冻胶的交联比、剪切变稀性、粘弹性、触变性以及耐温耐剪切性能进行了研究。结果表明,0.2%XG溶液的表观黏度为17.5mPa·s,随着交联剂用量的增加,黄原胶冻胶的表观黏度先增加后降低,在交联剂用量为0.4%时,表观黏度达到较大值200.4mPa·s。黄原胶冻胶的弹性模量G′、黏性模量G″和触变环面积均比黄原胶溶液有显著的提高,表明黄原胶冻胶的网络结构强度得到增强。0.2%XG溶液在30℃的表观黏度为17.5mPa·s,而黄原胶冻胶(0.2%XG+0.4%ZW35)在80℃、170s~(-1)下剪切90min后的保留黏度仍有82.6mPa·s,耐温耐剪切性得到提高。黄原胶溶液及其形成的黄原胶冻胶均呈现出剪切变稀特性,其流动曲线均可采用非线性共转Jeffreys本构方程进行表征,各体系的模拟值与实验值吻合良好。     

黄原胶降解菌的生长规律及影响因素

黄原胶降解菌是从土壤和水中分离出来的,它是以黄原胶为碳源进行生物降解的一类微生物.对黄原胶降解菌具有较强降解能力的为杆状菌和球菌,杆状菌菌体大小为(0.2～1.0μm)×(0.8～3.2 μm),球菌大小为0.2～0.4μm,革兰氏染色阴性.通过对黄原胶降解菌的生长规律及其影响因素研究,绘制出了黄原胶降解菌的生长曲线,确定出了其最适生长条件矿化度为5×103mg/L,pH值为7.5,温度为35℃,摇床转速为120 r/min,接种量为5%较适宜,黄原胶降解菌在黄原胶浓度为1～5 g/L范围内生长较快.     

油酸酰胺丙基二甲基叔胺改性黄原胶溶液的流变特性

为改善黄原胶的流变性能,以油酸酰胺丙基二甲基叔胺与环氧氯丙烷为主要原料合成了长链疏水阳离子醚化试剂,并以此阳离子醚化试剂对黄原胶(XG)进行改性制得了长链疏水两性黄原胶(OD-XG)。研究并比较了OD-XG和XG溶液的流变特性,包括稳态黏度、流动曲线、触变性及黏弹性,并进一步研究了其耐温耐剪切性和破胶性能。研究结果表明,OD-XG溶液的黏度较XG显著增加,质量分数为0.6%的OD-XG溶液的黏度(237.97 mPa·s)比XG溶液黏度(74.12 m Pa·s)增大了221%;XG和OD-XG溶液的流动曲线可用非线性共转Jefferys本构方程描述;OD-XG溶液的黏弹性及触变性较XG溶液均显著提高;OD-XG溶液的耐温性能提高,80℃恒温剪切90 min后,质量分数0.4%的OD-XG溶液的保留黏度(70.10 mPa·s)约为XG溶液保留黏度(35.14 mPa·s)的2倍。破胶过程流变性研究结果表明,加入破胶剂过硫酸铵后OD-XG溶液的破胶情况良好。     

疏水两性黄原胶的制备及流变性能评价

为提高黄原胶的基本性能并拓宽其在石油开采领域的应用,采用环氧氯丙烷和十六叔胺合成了疏水阳离子醚化试剂(3-氯-2-羟丙基二甲基十六烷基醋酸铵),以此醚化试剂对黄原胶(XG)改性制备了疏水两性黄原胶(HAXG),研究了HAXG溶液的流变性能(表观黏度、触变性、流动曲线、黏弹性能)以及携砂性能、减阻性能、耐温耐剪切性能。结果表明,改性后HAXG溶液的表观黏度显著增强,0.4%HAXG溶液黏度(172.38 m Pa·s)是0.4%XG溶液黏度(42.54 m Pa·s)的4.05倍。XG和HAXG溶液具有假塑性流体的剪切变稀特性,其流动曲线均可用Cross模型进行描述。相较于XG,HAXG溶液具有更好的触变性能、黏弹性能和网络结构,从而表现出更加优良的携砂性能和耐温耐剪切性能。HAXG溶液的减阻性能好于XG,0.12%XG和HAXG溶液在光滑管中的最大减阻率分别为57.80%和65.01%。HAXG可作为减阻剂用于滑溜水压裂液。     

黄原胶的分子结构与性能

甘兰黑腐病黄单胞菌(Xanthomonas Campestris)产生的黄原胶是由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙酰基、丙酮酸组成的高分子酸性杂多糖。由于黄原胶易溶于水,在水溶液中呈现多聚阴离子,而且在某些条件下,其分子可发生一级结构、二级螺旋构象以及超级接合带状螺旋共聚体构象间的互变现象,所以赋于黄原胶良好的流变学特性、耐酸碱、抗温、抗盐钙和良好的分散作用,与多种化学物质兼容,和槐豆胶等多糖相互作用胶化等独特的性能。这些性能是黄原胶在多种行业广泛应用的基础。     

韦兰胶对钻井液流变性能的影响规律

韦兰胶具有比黄原胶更加优良的抗温性能和剪切稀释性能.研究了韦兰胶在不同条件下(温度、pH、膨润土含量和含盐量)对钻井液流变性能的影响规律,并与黄原胶进行了对比.结果表明,在相同加量条件下,韦兰胶钻井液比黄原胶钻井液具有更高的表观黏度和动切力,而塑性黏度基本一致,具有优良的剪切稀释性能;韦兰胶钻井液的抗温能力明显高于黄原胶钻井液.韦兰胶将成为深井钻井液中的一种新型流型调节剂.     

生物聚合物黄原胶浓度确定方法及其中乙酸酯含量和丙酮酸酯含量的测定方法

为了提高石油采收率，广泛地采用黄原胶作为流动性调解剂，以便在钻井作业时增加泥浆的悬浮能力，在成胶时改善体积和膨胀系数。而黄原胶溶液的流动性能、注入能力和吸附性等都决定于黄原胶中乙酸酯和丙酮酸酯的含量。本文讨论了测定实验室样品和现场样品中黄原胶浓度及其中乙酸酯和丙酮酸酯含量的各种可采用的方法。描述了各种方法的原理、优缺点、干扰因素及为认识这些优缺点所必须的知识。     

黄原胶的开发应用概况

黄原胶(Xanthan gum)是一种新型的微生物多糖发酵产品。为了在我国促进其开发应用,本文较系统地介绍了黄原胶的优良性能,黄原胶在国内外的食品工业、非食品工业以及油田开发等几十个方面的应用,并概述了黄原胶在我国的开发应用情况。     

交联型魔芋胶/黄原胶调剖剂的研制

将魔芋葡甘聚糖(KGM)与黄原胶(XC)共混,以有机硼为交联剂,研制出了一种新型的交联型复合调剖剂.通过对成胶时间和凝胶强度的测定,确定调剖体系的最终配方为:0.8％混胶浓度(魔芋精粉:黄原胶=3∶1)+0.5％(体积比)交联剂有机硼溶液+1％(体积比)杀菌剂+0.5％(体积比)除氧剂.考察了该调剖体系的抗温、pH值适应性、剪切稳定性,并进行了模拟岩心封堵实验实验结果表明,该调剖体系具有良好的抗温、抗盐和抗剪切性能,封堵率可达99.7％.     

高温三次采油用黄原胶的稳定剂

应用于高温(60—150℃)地层三次采油的黄原胶(Xantan gum)应维持长时期的粘度稳定性。以碱金属硼氢化物、碱金属连二亚硫酸盐或 C_3-C_5脂肪醇作为粘度稳定剂,能防止高温对黄原胶的降解作用,使溶液粘度在高温条件下长时期维持稳定。     

微泡沫在高温高盐油藏中的驱油作用

针对普通泡沫在高温高盐油藏中稳定性弱、驱油效果差的问题,采用将气体和起泡剂溶液(5000 mg/L甜菜碱表面活性剂SL1+5000 mg/L黄原胶XG)同时注入填砂管泡沫发生器的方法制备了一种稳定性强、尺寸细微的微泡沫体系,即黄原胶稳定的微泡沫。通过微观可视化模型对比了普通微泡沫(5000 mg/L SL1)与黄原胶稳定的微泡沫在原油存在条件的下稳定性差异,分析了驱油机理,借助填砂管模型对比了两种微泡沫的驱油性能。微观实验结果表明:气泡液膜中吸附的黄原胶增加了微泡沫液膜厚度,有效抑制了气泡聚并和液膜排液,使黄原胶稳定的微泡沫具有更强的稳定性和耐油能力。微泡沫越稳定,微观波及体积越高、采油效率越高。微泡沫主要的驱油机理为直接驱替机理、乳化机理、同向液膜流动机理、逆向液膜流动机理。物模实验结果表明,在160 g/L矿化度、90℃条件下,黄原胶稳定的微泡沫驱的采收率可在水驱基础上提高22.9%,比普通微泡沫驱高15.2%。     

耐温耐盐抗剪切黄原胶强化泡沫体系性能

针对轮南2TI油组高温高盐油藏条件,利用轮南2TI油组地层水、甜菜碱表面活性剂、黄原胶配制黄原胶强化泡沫体系,通过高温高压可视化泡沫发生仪分析起泡剂浓度、稳泡剂浓度、温度、矿化度、原油体积分数及剪切次数对泡沫性能的影响,利用显微镜对黄原胶强化泡沫微观形态进行表征。结果表明,在起泡剂质量浓度2 000mg/L、黄原胶质量浓度2 000mg/L、温度120℃、矿化度200 572mg/L、压力10MPa条件下,黄原胶强化泡沫的起泡体积和析液半衰期分别为365mL和58min。随着黄原胶浓度增大,泡沫的起泡体积减小、半衰期增大,形成的泡沫更加均匀、气泡直径变小、液膜增厚,气泡直径及气泡个数变化速率减慢,黄原胶最佳使用质量浓度为2 000mg/L。高温、高盐及原油均会对黄原胶强化泡沫的泡沫性能产生不利影响,但其可应用于温度110~130℃、矿化度180 000~240 000mg/L、原油体积分数低于10%的苛刻油藏。随着剪切次数增加,泡沫体系的起泡体积增加,半衰期缩短,4次高速剪切后,黄原胶浓度为2 000mg/L的强化泡沫体系的起泡体积增加率为13.6%,半衰期的保留率为77.6%,具有较强的再起泡能力和抗剪切性能。     

聚合物／表面活性剂／原油／碱综合作用下的物理化学特性

聚合物、表面活性剂、碱的共同作用,是多年的热门研究课题,它对混合体系性能有着重要影响.本文通过测量混合物溶液电导率和界面张力,深入研究了两种阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和Marlon ARL(MARL)在含有生物聚合物(黄原胶)和碱(NaOH)的溶液中的作用.由于三元复合驱(ASP)是最有前景的提高采收率方法之一,且油水界面张力是化学驱提高采收率最重要的参数之一,针对阿尔及利亚原油的特点,优化出三元复合驱的浓度(质量分数)配方:碱0.007,MARL0.02,聚合物0.002.测量结果显示,不同组分的混合物对电导率和界面张力有重要影响;同时,SDS和MARL两种表面活性剂的协同作用,在很大程度上也会影响三元复合驱和油水体系的电导率和界面张力.     

羧甲基黄原胶溶液流变减阻特性研究

为提高黄原胶(XG)的流变和减阻性能,用醚化剂(氯乙酸钠)对XG进行改性制得羧甲基黄原胶(CMXG)。研究了CMXG的流变特性(剪切变稀性、黏弹性、触变性)、耐温耐剪切性和减阻性能。结果表明,与XG相比,CMXG的黏度显著增加,6 g/L CMXG溶液的黏度比XG增大了156%;CMXG溶液的弹性模量、黏性模量、触变性和耐温性能均显著提高。XG和CMXG溶液均具有剪切变稀性,黏度随剪切速率的变化曲线可用Cross模型表征。CMXG溶液在光滑管中的减阻率随浓度和流量的增大而增大,1g/L CMXG溶液的最大减阻率为64.3%,减阻效果好于XG。     

羧甲基羟丙基黄原胶及其流变特性

为拓宽黄原胶的应用范围,采用环氧丙烷和氯乙酸钠在醇溶剂中与黄原胶（XG）反应制得淡黄色的羧甲基羟丙基黄原胶（CMHPXG）。对羧甲基羟丙基黄原胶的流变特性（剪切变稀性、黏弹性、触变性）以及其作为压裂液的基本性能（携砂性、耐温耐剪切性）进行了研究。结果表明,0.5% CMHPXG溶液的表观黏度比0.5% XG溶液增大了3.35倍,且CMHPXG溶液的弹性模量、黏性模量和触变环面积均比XG溶液有显著的提高。陶粒在CMHPXG溶液的沉降速度远小于在XG溶液的沉降速度,携砂性能得到提高。0.4% XG溶液在30℃的表观黏度为43.1 mPa·s,而0.4% CMHPXG溶液在120℃、170 s-1下剪切90 min后的保留黏度仍有64 mPa·s,CMHPXG溶液的耐温耐剪切性能相对XG有较大程度的提高。XG和CMHPXG溶液的流动曲线可用Cross本构方程进行表征,且模拟值与实验值吻合良好。相较于黄原胶,羧甲基羟丙基黄原胶的基本性能得到了较大幅度的提高。      

一种用于高温高盐低渗透油藏堵剂的室内研究

针对现场实际问题,研制了一种以碱木素为主要成分的堵剂,考查了碱木素浓度、温度、pH值、矿化度等因素对堵剂性能的影响。在此基础上,采用了L25(56)正交表优化了配方组成,以成胶强度为指标,得到的优化配方为:碱木素(浓度6%)+CH1(浓度2%)+CH2(浓度1.2%),最佳适用的pH值为7,矿化度为2×104mg/L。该堵剂溶液初始粘度为1.45mPa.s,泵入性能好,成胶时间在10~35h内可调,最高能适应200℃的高温及5×104mg/L的矿化度,可用于高温高盐低渗透油田的调剖堵水作业。     

黄原胶压裂液特性与应用前景分析

在28 074mg/L矿化度的海水中,配制非交联的0.4%的改性黄原胶压裂液,对压裂液的性能进行了评价。结果表明:改性黄原胶压裂液具备具有很强的增黏悬浮能力、高度假塑性,在砂比30%状态下携砂良好,0.5%的黄原胶压裂液彻底降解后残渣为124mg/L。现场应用表现出配方简洁、配制简便、低摩阻、携砂性能好、残渣低伤害小等性能。通过对黄原胶压裂液应用前景进行分析,认为黄原胶压裂液在一定的储层温度下,更加适应致密储层大规模改造与"工厂化"作业的需求,可部分代替胍胶压裂液进行开发利用,应用前景广阔。     

抗剪切型黄原胶强化泡沫体系的性能

模拟天津大港官15-2油藏条件,利用官15-2油田地层水、黄原胶、甜菜碱和阴离子磺酸盐配制成黄原胶强化泡沫体系,采用SEM对其微观结构进行了表征。筛选了黄原胶的种类并利用泡沫性能测试和岩心驱替实验对黄原胶强化泡沫体系的抗剪切性能进行了评价。表征结果显示,黄原胶吸附在泡沫上形成高厚度且完整致密的液膜。实验结果表明,黄原胶溶液在低剪切速率下呈明显的剪切稀释性,在高剪切速率下具有良好的剪切稳定性;性能最佳的黄原胶为XG4黄原胶,6次高速剪切后,90℃时XG4黄原胶强化泡沫体系的析液半衰期保留率大于80%、原液黏度保留率大于95%;适宜的转速为4 000 r/min。在含油水的非均质多孔介质中,当注速为3 m/d时,XG4黄原胶强化泡沫体系具有很好的流度控制能力。