稠油－碱水体系界面电性质研究

通过波长６００ｎｍ处透光率的测定研究了３种稠油在ＮａＯＨ水溶液中的乳化性能，测定了乳状液的ζ电位。透光率极小值和ζ电位极大值在同一碱浓度下出现。酸值较大的原油有较小的透光率和较大的ζ电位。在碱水中加入适量ＮａＣｌ可降低油水乳化所需的碱浓度，拓宽碱浓度范围。确定了ＮａＯＨ作为３种稠油驱替碱剂的最佳浓度和最佳含盐量。     

膨润土的Zeta电位及其电性转变

测定了几种不同黏土、钻屑的ζ电位,得到的结果表明钻井液用商品土的负ζ电位远大于岩屑的负ζ电位。但对其以不同的方法进行化学改性处理后,其表面电性会发生变化,可以达到"零电位"或正电位状态,如低价无机离子和非离子聚合物可使钠基膨润土的负电性降低,但不能使ζ电位由负值转变为正值;有机阳离子聚合物在加量很少的情况下,就可使膨润土由带负电转变为带正电;高价的无机Al~(3+)离子对膨润土具有特性吸附效果;MMH正电胶与膨润土颗粒以复合体的形式使膨润土电性发生转变;非离子高分子量聚合物通过与其极性水分子吸附在一起形成的电偶极子,使聚合物分子能够穿过双电层的外层,中和黏土颗粒表面的负电荷。     

油气层中常见微粒的运移程度及其与ζ电位关系的研究

微粒运移是造成油气层损害最严重和最普遍的因素之一。要防止油气层中的微粒运移，就必须先弄清楚油气层中常见微粒的运移情况和影响微粒运移的主要因素。因此，通过对国内外大量微粒分析资料的统计分析，选定了油气层中常见的地层微粒作为研究对象，用新建立的、较完善的实验方法研究了这些微粒的运移程度，对这些微粒的ζ电位进行测定，发现其运移程度与其ζ电位的大小有关。一般地说，微粒ζ电位值越大，其运移程度也越大。     

蒙脱土颗粒表面带电性质的研究

研究了常用无机盐(NaCl、KCl、CaCl_2)、pH值以及CMC对蒙脱土颗粒表面电性质的影响。用501型激光电泳电动仪测定蒙脱土颗粒的电泳速度,并用Smoluchowski方程式计算出ζ电位。实验结果表明,无论是否有无机盐存在时,蒙脱土颗粒的ζ电位都不受pH值和离子活度变化的影响,均显负电性。阴离子聚合物CMC加入后,显示的ζ电位是蒙脱土颗粒与CMC负电性的综合效果或CMC的负电性。由此可以肯定就蒙脱土自身来说永远显负电性。     

钻井污水ζ电位的影响因素试验研究

钻井污水是一种含有粘土粒子、电解质、钻井液添加剂及少量油的多组分分散体系,粘土颗粒基本处于胶体范围,ζ电位是该体系的重要特征。以模拟粘土悬浮液和实际钻井污水为对象,研究ζ电位的变化规律。研究表明,pH值和添加剂是影响ζ电位的主要因素。由于钻井液添加剂的存在,钻井污水ζ电位性质不同于单一粘土悬浮液,无机絮凝剂对ζ电位的影响大于有机絮凝剂,有机絮凝剂对ζ电位影响不明显。试验结果表明钻井污水絮凝机理是无机絮凝剂以吸附电中和与压缩双电层为主,有机絮凝剂则以吸附架桥为主。钻井污水的最佳处理工艺宜采用先投加无机絮凝剂后投加有机絮凝剂的处理方式。     

钻井液中无机盐对机械钻速的影响规律研究

改善钻井液性能来提高机械钻速,是目前降低钻井成本常用的技术手段之一。通过模拟恒压钻进试验,考察了钻井液中无机盐组分与砂岩岩石的相互作用及对机械钻速的影响,结合岩屑-溶液混合物的ζ电位,初步分析了其作用机理。结果发现,AlCl3和Al2(SO4)3具有较好的提速效果,AlCl3的浓度为0.01 mol/L时机械钻速能提高33.7%;通过ζ电位分析得出,Al3+能够使含岩屑溶液的ζ电位由负值变为0,再转为正值,ζ电位大于-10 mV时提高机械钻速的效果明显。分析其主要原因是,ζ电位接近于0时岩石表面具有较高的表面自由能,有利于岩石破碎,这对提高机械钻速、降低钻井成本具有一定的意义。      

乳化沥青的ζ电位

本文通过对乳化沥青微粒的双电层结构,乳化沥青的ζ电位及骨料表面电荷的分析.探讨乳化沥青的稳定性及根据ζ电位预测乳化沥青与骨料的粘结性能。     

蒙脱石粘土／水分散体系中颗粒的性质

在实验测定了蒙脱石粘土／水分散体系中颗粒的比表面积，ζ电位及颗粒粒度的分布的基础上，研究了粘土颗粒在分散体系中的聚焦状态，颗粒结构以及颗粒的表面性质，为研究粘土分散体系的稳定与聚深以及体系性质提供参考。     

影响粘附性的集料性质分析

研究了集料的碱值、ζ电位、拉径及集料表面改性对粘附性的影响。结果表明集料碱值及ζ电位值与粘附性有较好的相关关系，其值越大，粘附性越好；与大拉径集料不同，细集料(0．075～0．15mm)粘附性似乎取决于表面积的大小，而与集料化学组成关系不大；从水煮处理花岗岩能提高粘附性现象出发，研制出新改性剂。此改性剂处理集料表面能提高混合料水稳定性，配制的改性沥青能较大提高沥青混合料高温性能，且对低温性能影响不大。     

聚丙烯酸酯降凝剂对蜡晶形态和电性质的影响

采用偏光显微镜和微电泳仪研究了聚丙烯酸酯降凝剂对蜡晶的形态和电性质的影响。结果表明，降凝剂的加入，使原油中的蜡结晶成小晶体，同时，改变了蜡晶的表面性质，降低了蜡晶的表面能。降凝剂加入原油后，降凝剂中的极性基团在蜡晶表面形成极性点，在其上优先吸附含蜡体系中的极性低分子物质，蜡晶表面产生定向电场，由于电性排斥使蜡晶高度分散而稳定存在，高度分散的蜡晶使原油的凝点和粘度下降。当降凝剂用量较低时，蜡晶表面的ζ电位随降凝剂用量的增加而增加；降凝剂的用量较高时，蜡晶表面ζ电位随降凝剂用量的增加趋势变缓；降凝剂用量达到一定值时，蜡晶表面ζ电位不随降凝剂用量的变化而变化。     

聚驱采出水中残余聚合物特性及分子聚集形态

针对聚驱采出水中残余聚合物的黏浓关系、相对分子质量、水解度、ζ电位、吸附性等方面的特性和分子聚集形态进行了分析和研究,结果表明:驱油用聚合物HPAM经过地层作用后,其性质发生了较大的变化,浓度、黏度和相对分子质量显著降低,水解度和采出水ζ电位升高;再配聚时,新聚合物吸附量随残聚浓度升高而降低;当质量浓度达到400 mg/L以上时,残聚分子间出现聚集、缠绕和交联现象,形成显著的立体三维网络结构。残余聚合物特性的变化,将增大含聚污水处理难度,沉降时间将延长。然而这些变化可能对含聚污水再配聚后的驱油效果具有积极作用。     

磁处理对水泥颗粒电动电位的影响

研究了含有不同表面活性剂的G级水泥悬浮体在经过磁处理前后其ζ电位的变化规律。实验结果表明,经磁处理后,水泥悬浮体中颗粒的ζ电位约增加10～20mV;同时,本文从吸附理论出发,论证了水泥悬浮体经磁处理后其稳定性增加是由于表面活性剂分子在水泥颗粒表面的吸附更整齐且紧密所致。这为解释磁场对水泥悬浮体流变性的增效作用提供了理论依据。     

分散剂FDN对G级油井水泥作用机理探讨

采用液相电导法和酸度法研究了分散剂FDN对G级油井水泥水化速度的影响。发现FDN促进水泥的早期水化,但吸附-络合作用及磺酸根离子对Ca(OH)_2核晶过程的“毒化”作用使后期水化速度减慢。本研究证实ζ电位升高是FDN广生分散作用的主要因素。当FDN的吸附达饱和时,ζ电位达最大值,水泥浆的分散程度最大。     

粘土矿物及钻井液电动电位变化规律研究

分析了导致粘土矿物膨胀分散的原因．研究了粘土矿物的电动电位(ζ电位)变化规律；提出了粘土矿物及钻井液电性的转变方法。即有机正电处理剂法、有机正电MMH处理剂法、电解质处理法、非离子型聚合物处理法、调整pH值法等。引起粘土矿物膨胀、分散的因素较多．除取决于组成粘土矿物组分和结构外，还与颗粒表面交换阳离子成分、分散介质性质等有关；粘土矿物的分散、膨胀、收缩、坍塌、渗透等特性均与C电位的大小有密切关系．因此．可用C电位的大小来判断粘土矿物的膨胀、分散性能及钻井液的抑制性能等。只要钻井液的ζ正电位高，对粘土矿物的抑制能力就强．就能达到稳定井眼、提高钻井速度、保护油气层、减少环境污染的目的。研究结果表明，无机盐具有压缩双电层的作用．交换阳离子价越高，水化膜越薄，ζ负电位越小．抑制性增强。反之。交换离子价越低，水化膜越厚，ζ负电位越高，分散性增强；阳离子处理剂具有提高钻井液ζ正电位的作用，能使粘土-水分散体系的电性发生反转；正电胶既可使粘土颗粒电性由负向正转化．又保持粘土-水分散体系的稳定性。通过对膨胀渗透理论与双电位理论研究，认为二者是统一的。     

原油微波辐射破乳技术的研究进展

简要分析了原油中水的存在形式及原油乳状液稳定性的因素,阐述了微波辐射破乳的机理及影响因素.微波破乳时,极性分子高速旋转,破坏油水界面膜的ζ电位,ζ电位的降低,促进了分散相颗粒的聚集,从而加速了分离过程,提高了破乳率.影响微波破乳效果的因素有辐射时间、压力、微波功率、原油含水率、加热速率等.     

混合金属氢氧化物防塌机理研究

研究了ｐＩＩ值、ζ电位、粘度及页岩水活度等因素对混合金属氢氧化物（ＭＭＩＩ）抑制性的影响。研究结果表明，粘度是影响ＭＭＩＩ泥浆抑制性的主要因素，ＭＭＩＩ的抑制性并不随ζ电位的升高而增强。ＭＭＩＩ防塌的主要机理是：ＭＭＩＩ与粘土颗粒以水分子链相连接，使含ＭＭＩＩ的膨润土泥浆包裹在页岩表面，减轻页岩受到的撞击、摩擦等作用。     

乙二醇紫外透光率测定方法的研究

研究了乙二醇试样温度、采样瓶材质、空气和试样被污染等因素对乙二醇紫外透光率的影响;探讨了测定乙二醇紫外透光率现行方法存在的不足及改进方法。实验结果表明,乙二醇试样温度对紫外透光率无明显影响;使用塑料采样瓶时乙二醇试样受到污染,导致220 nm处的紫外透光率显著下降;密闭储存两个月的乙二醇试样经氮气吹扫后,紫外透光率可恢复至新鲜试样的紫外透光率;乙二醇试样长时间暴露于空气中可发生化学变化,导致220 nm处的紫外透光率永久性降低。与现行方法相比,以超纯水为参比水,可直接测定试样的紫外透光率,简化了分析过程。乙二醇紫外透光率在线测定技术具有实时、快速、准确和降低成本等优点,具有较好的应用前景。     

电泳法去除油田污水中的乳化原油

油田采出液经过管道、阀门、泵的强烈混合，一部分原油因乳化而悬浮于水中。水中的乳化油滴周围带有一定的ζ电位，并在对其施加电压时向正极移动。本文在阐述了电泳的基本概念，即水包油型乳液的ζ电位、电泳速度的计算方法的基础上，介绍了一整套实验方法，用于确定设计计算时的各项参数，并在最后给出了电泳法分离油水混合物的分离器的设计计算方法及计算实例。由于不用添加化学助剂，有利于消除排放处理水对环境的影响。     

原油中盐含量测定方法的比较

采用电位滴定法、电量法和电导法分别测定了石蜡基、中间基和环烷基原油中的盐含量,考察了几种标准方法数据间的相关性。虽然电位滴定法操作复杂,分析周期长,但方法取样量大,代表性好;电量法和电导法操作相对简单,分析速度快,电量法可代替电位滴定法在一般情况下使用,而电导法与电位滴定法和电量法分析结果差别较大。电位滴定法和电量法主要是测定能溶于水中的无机氯化物含量,所以在考察由于无机氯化物引起的设备腐蚀问题时,建议选用电位滴定法和电量法测定原油中的盐含量。     

乙二醇紫外透光率测定方法的改进

通过研究影响乙二醇紫外透光率测定结果的各种因素,改进了乙二醇紫外透光率的测定方法。测定前,先对光度计的波长准确度进行严格的检验,并以氮气鼓泡方式脱除试样中溶解的氧气,再以纯度较高的水为参比,用10mm或50mm的石英吸收池测定试样在220,275,350nm波长处的紫外透光率。同时,通过校正参比水的吸光度,能以普通蒸馏水为参比准确地测定乙二醇的紫外透光率。该方法的相对标准偏差小于0.3%。