表面活性剂在水处理中的应用

介绍表面活性剂的性质、用途、分类及其在水处理中的应用。     

选煤生产中表面活性剂的应用探讨

分析了中国煤炭开采产业内选煤生产中表面活性剂的应用。分析了表面活性剂性质,介绍了它在选煤生产各环节的应用情况,为表面活性剂在选煤生产中得到进一步推广作铺垫。     

国内超高温钻井液研究与应用进展

20世纪80年代以来,世界各国钻深井、超深井、复杂井的数量增加,对钻井液高温下的稳定性、滤失量和润滑性提出了更高要求,为满足超深井钻井技术发展需要,世界各国都在努力研制超高温钻井液处理剂和钻井液体系。国内超高温钻井液体系主要集中在水基钻井液方面,在油基钻井液和合成基钻井液方面开展的工作相对较少。油基钻井液和合成基钻井液是国外公认的解决高温问题的有效途径,可以有效解决深井高温井段钻井液稳定性问题,但油基钻井液和合成基钻井液成本高,并存在环境污染等突出问题,因此其推广受到限制。相对于油基钻井液,水基钻井液成本低,易于维护处理,通过采用抗高温处理剂,可满足井底温度超过220℃以上高温钻井的需要,从而得到广泛重视。从需求考虑,在重视水基钻井液研究的同时,也要重视油基钻井液和合成基钻井液。介绍了近期国内在超高温钻井液处理剂及钻井液体系研究与应用方面取得的进展。     

表面活性剂复配在三次采油中的应用

表面活性剂是制约三次采油技术发展的关键因素。将油水界面张力降低到10-3mN/m数量级、在岩石上吸附量小、与电解质和聚合物配伍性好、热稳定性和水溶液的化学稳定性好、成本低,是高效驱油用表面活性剂的发展方向。不同表面活性剂复配可产生协同增效作用,可提高表面活性剂体系的性能和对不同油水条件的适应性,降低表面活性剂用量和成本,提高复合驱的经济性。表面活性剂复配时应注意:①阳离子表面活性剂易与带负电的油层和聚丙烯酰胺等聚合物发生电中和作用,而造成吸附损失和沉淀损失,因此阳离子表面活性剂的选择和使用应慎重;②避免复配体系中各表面活性剂在应用中出现色谱分离;③同类表面活性剂复配协同效应小,但可弥补单一表面活性剂性能的不足。适合弱碱和无碱的表面活性剂复配体系以及生物表面活性剂是未来表面活性剂复配技术的研发方向。     

可循环微泡沫钻井液的性能评价与应用

可循环微泡沫钻井液是由水、固相颗粒(黏土)、表面活性剂(发泡剂)、增黏剂、降滤失剂等制成的一种气、液、固三相分散的胶体体系。室内评价实验结果表明,可循环微泡沫钻井液抗温高达135℃,在NaCl浓度高达10%时仍保持良好的流变性,具有较强的抑制性和良好的防漏失性能。由于其所含的表面活性剂产生泡沫,具有一定的疏水特性,在井内循环过程中,在井壁表面形成稳定的疏水屏障,阻碍自由水向地层的流动,使之不易润湿及渗入裸露的井壁,减少了滤液对泥页岩地层的水化膨胀作用;泡沫钻井液与抑制剂及井壁稳定剂适量添加混合,可有效提高钻井液的防塌效果。室内评价试验确定了可循环微泡沫钻井液使用配方:4%膨润土浆+0.3%Na2CO3+0.5%WP-1+0.3%WDJ-1+0.4%CPS-2000+0.3%FP-1。中原油田4口井和科索1井的现场应用表明,该钻井液可满足中原油田中生界低压、低渗地层和北京中元古界蓟县系雾迷山组海泡石易膨胀、溶解地层、气穴发育地层的欠平衡钻进要求。     

水中阴离子表面活性剂自动测量方法研究

在GB7494—87基础上,将流动注射分析法与分光光度法相结合,利用蠕动泵及聚四氟乙烯管路进行萃取、反应和测量,将手动分析方法变成全自动的分析方法.研究表明,该方法测量阴离子表面活性剂的质量浓度范围为0~2.0mg·L~(-1),最低质量浓度检出限达0.01 mg·L~(-1),相对标准偏差小于3.11%,加标回收率在85%~95%之间,均符合标准方法的要求.新的测量方法既保留了流动注射法快速、便捷、准确度高、稳定性好、环保等优点,同时又克服了流动注射法拖峰、管路复杂、易受气泡干扰等缺点.     

表面活性剂减阻剂在集中供热系统中的应用试验研究

本文报道了2007年12月在我国首次进行的实际集中供热系统中加入减阻剂从而获得湍流减阻、增输和节能效果的应用试验研究.本次试验所用的减阻剂为十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)表面活性剂,同时配以等质量浓度的水杨酸钠(NaSal).试验用集中供热系统为青岛市内某供热小区,总水容量约为70 m3.试验过程中减阻剂加入浓度达到500 ppm,获得了明显的减阻增输和节能效果:主供水泵转速不变时加剂前后增输率最高达11.7%;假定通过降低泵转速使系统总流量在加剂前后保持不变,泵运行功率(耗电量)最大可减小28.4%.文中同时对本次试验中发现的有关问题进行了讨论.     

大庆三次采油用表面活性剂技术现状及发展方向

目前大庆油田三元复合驱的主导技术是能大幅降低油水界面张力及成本的强碱三元复合驱,其主表面活性剂是重烷基苯磺酸盐表面活性剂,在试验区应用后,中心井采出程度24.79%,阶段提高采收率20.3%;石油磺酸盐和石油羧酸盐的技术虽然仍不成熟,但由于原料来源充足,产品价格低廉,极具发展空间。强碱复合驱的使用带来了现场施工工艺复杂、油藏及井底结垢、生产井产液能力下降、检泵周期缩短以及采出液破乳脱水困难等问题,严重制约着复合驱技术的进一步应用,因此,弱碱化甚至无碱化是三元复合驱技术发展的必然趋势。弱碱三元复合驱包括弱碱烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐和烷基苯磺酸盐复配、烷基苯磺酸盐与生物表面活性剂复配;无碱二元驱技术中有望实现无碱化的有烷基芳基磺酸盐、Bola型表面活性剂、Gemini表面活性剂、甜菜碱系两性表面活性剂等。     

表面活性剂减阻流体湍流空间结构试验研究

本文应用PIV(Paticle Image Veloeimetry)和PDA(Phase Doppler Anemometry)在二维流道内对CTAC(Cetyltrimethyl Ammonium Chloride)减阻流体湍流流场进行试验研究,得到减阻流体湍流速度分布。研究表明：在完全减阻区内,减阻流体的减阻性能随雷诺数的增大而增大,在过渡减阻区内,减阻流体的摩擦系数则随着雷诺数的增大而逐渐回升,最终回到与溶剂相当的水平上;减阻流体的速度分布曲线在近壁面处与牛顿流体层状速度曲线趋近,但二者并不完全重合;在流道近壁面处,水湍流流动时所能观测到的强烈的旋涡波动在减阻流体中基本消失,与此同时,在此区域内减阻流体的速度轮廓线与流道几乎平行,且该平行轮廓线部分所占比例较牛顿流体湍流流动时相应部分要大很多,减阻流体的湍流强度受到了极大的抑制。     

表面活性剂在柴油中的应用

表面活性剂除了具备优良的表面活性、较高的十六烷值和燃烧性能外,其来源更为广泛,经济性能、市场性能也更好,同时表面活性剂还是一种清洁的、环保的生物能源,具有优良的可再生性和降解性;使用表面活性剂制备得到的油包水型（W/O）改性柴油,能够有效地使油、水相容而形成较为稳定的油包水型（W/O）改性柴油,其保存期可长达一年之久,同时由于表面活性剂也具有优良的燃烧性能,配制的改性柴油中含有部分水,在燃烧过程中存在微爆效应,使改性柴油的燃烧更完全,有效地降低了尾气污染物的排放,达到了节能、环保的目的。     

新型表面活性剂改性膨润土对蓝藻去除性能的研究

采用C12烷基多糖苷季铵盐和AlCl3·6H2O作为改性剂对钠基膨润土进行改性,制备改性膨润土,对该改性膨润土用于城市湖泊中蓝藻的絮凝去除进行了研究。结果表明,在微波辐射功率为400 W,时间为9min,有机改性剂用量为7.0 g/100g,铝改性剂用量为3 mmol/g条件下制备的改性膨润土,在改性膨润土投加量为0.4 g/L,pH值为7时,对OD值为0.134的蓝藻溶液去除率达到75%以上。     

基于表面活性剂水溶液的脉动热管可视化传热机理研究

脉动热管以质量浓度为1 440 mg/kg的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）水溶液为工质,固定充液率为50%,加热功率为10～105 W,通过可视化的角度探究CTAB/水PHP的作用机理,分析其在不同功率段的典型气泡行为,并与去离子水PHP进行比较。结果表明：CTAB/水PHP在流型方面具有较多气泡,主要以气泡簇的形式存在;加热功率为10 W时,去离子水PHP无法正常启动,其传热性能不如CTAB/水PHP;在低加热功率段,（10～30 W）,二者均出现长液塞现象,且CTAB/水PHP能在加热功率更低时完成长液塞的隔断;在中等加热功率段（45～75 W）,CTAB/水PHP的蒸发段产生大量小气泡,且随着加热功率的增加,小气泡数量逐渐变多,去离子水PHP中未发现相同现象;高加热功率段（90～105 W）,CTAB/水PHP中更多观察到长液塞包裹着大量小气泡,而去离子水PHP在流型上与中等加热段无明显区别。     

不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响

为探究表面活性剂对于水合物生成的促进机理,文章选取了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)进行甲烷水合物的生成实验。测试了表面活性剂的特性(如临界胶束浓度)、表面活性剂溶液在反应釜内表面的润湿性对水合物生成过程的影响,并对DTAB进行搅拌增强实验。实验结果表明:以DTAB和AEO为促进剂时,促进机理为胶束作用,水合物在反应釜底部生成;以SDS为促进剂时,水合物在气/液/固三相交界处开始生成,由于形成多孔结构的水合物,可以利用毛细作用不断的促使反应液与气体保持接触,从而使其对水合物生长的促进效果更佳。     

国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识

随着石油勘探开发技术的不断发展,对钻井液提出了更高的要求。国外一些公司相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系,以及环保性能优良的第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系。国内在生产中结合实际情况,借鉴国外新技术,逐步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液等一系列新技术,并在逐步形成高难度的超高温和超高密度钻井液体系。国内在钻井液整体水平上与国外的差距仍然很明显,特别是国内外在钻井液技术与管理方面存在的认识上的区别,主要表现在目的、设计理念、处理剂、实施过程、对泥浆工程师的要求、创新目标、环境保护等方面,这是制约国内钻井液整体水平和技术进步的主要问题。通过分析得出了一些认识,即:钻井液技术的发展依赖于新型钻井液处理剂的研制;对钻井液的维护不仅要注重过程控制,还要重视早期维护处理;提高钻井液的抑制性,确保钻井液的清洁有利于保护油气层;要通过"预防+巩固"的井壁稳定思路,进一步提高井壁稳定效果;钻井液无害化处理要从钻井液处理剂研制、生产以及钻井液设计、维护处理等全过程考虑。建议今后钻井液技术工作要注重钻井液处理剂的超前研究,深入开展超高温和超高密度钻井液研究,加大油基钻井液的研究力度,通过认识上的提高来缩小国内在钻井液技术上与国外的差距。     

粘弹性表面活性剂作为流度控制剂在低表面张力溶液中应用

由于最近的油价趋势展现了新的技术前景，实验室研究开始关注IOR/EOR情况下新型超级（S）表面活性剂和粘弹性（Sv）表面活性剂开发，这种表面活性剂可以降低界面张力（IFT）和控制流度。本文主要评价了粘弹性表面活性剂作为流度控制剂用于预冲洗、助表面活性剂和后续缓冲介质。使用不同的注入方案，实验室工作是在粘弹性表面活性剂对体相（bulk phase）和界面流变性、表面和界面张力、相行为、润湿性、孔隙介质中流动性、驱替效率的影响。确定流度、流度比、标准驱替曲线和微分驱替曲线，溶液结构通过透射和反散射光子相关能谱分析。 测试和岩芯研究证实，粘弹性表面活性剂具有更宽的温度和压力范围，可能用来代替传统的流度控制剂（聚合物）。粘弹性表面活性剂对剪切速率和其他降解作用的敏感性低于高分子量合成物和生物聚合物。结果，在不同的提高石油采收率技术中，粘弹性表面活性剂用于控制流度不依赖于注入方案。其对采收率的正作用可通过流度控制、边缘稳定性和剖面调整解释。粘弹性表面活性剂也提高了“微观驱替效率”，但它作为驱替机理和采收率效率的重要部分还没有被广泛认识。实验室研究得出的一般结论是，粘弹性表面活性剂可能在化学驱替方面开辟新前景。     

油包水钻井液研究与应用

与水基钻井液相比,由于油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和保护油气层等优点,成为钻遇深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的首选体系。油包水钻井液具有油基钻井液的优点。针对非常规油气藏及强水敏、易坍塌地层钻井的需要,研制了油包水钻井液,优化了钻井液配方:基液(油水体积比为8∶2)+3%主乳化剂+3%辅乳化剂+3%有机土+4%降滤失剂+3%的CaO+重晶石。室内评价结果表明,该油包水钻井液具有良好的流变性、悬浮稳定性、润滑性、乳液稳定性和抗污染能力。同时,完善了现场施工工艺,并在中原、新疆、西南等现场应用了7口井。应用证明,油包水钻井液稳定性好,破乳电压大于600V,抗污染、抗温能力强,遭受20%的水和岩屑污染后,钻井液性能稳定,易于维护处理;且钻井过程中井壁稳定,定向施工顺利,减少井下复杂,平均井径扩大率小于5%。该钻井液配制工艺简单,可以回收利用,满足页岩气水平井、易塌地层钻进的需要。     

表面活性剂溶液在不规则管件内的湍流减阻特性

本文对常温下800 ppm的CTAC/NaSal表面活性剂减阻溶液在一些不规则管件内的减阻性能进行了实验研究和相关分析.研究结果表明,与直管段内的减阻效果相比,CTAC/NaSal减阻溶液局部管件内的减阻效果均呈现不同程度的减弱,且影响其减阻效果的因素不仅包括影响减阻溶液在直管段减阻效果的一切因素,还包括局部管件局部阻力系数大小及其自身结构特点.