纳米微球在岩石矿物表面的静态吸附规律

纳米微球调驱技术已被广泛应用于低渗透油藏开发过程。为开展纳米微球在岩石矿物表面的吸附作用机理研究,需定量表征矿物种类对微球在其表面吸附量的影响。首先,运用淀粉-碘化镉法标定纳米微球乳液的浓度,进而分别实现了微球在单组分矿物表面和多组分矿物表面吸附量的测定。随后,在所测单组分矿物表面的微球吸附量基础上按照岩石矿物的相对含量进行加权叠加,得到多组分矿物表面微球吸附量的预测值。结果表明,纳米微球在不同矿物表面的静态吸附量差异较大。黏土矿物对微球的吸附能力普遍强于非黏土矿物。对微球吸附能力最强的为高岭石,比吸附能力最弱的石英强14.75倍。微球在钾长石表面的吸附量变化值分别是在钠长石和石英表面的1.96倍和8.42倍。对于多组分矿物表面的微球吸附量,加权叠加方法预测值与实验测定值的相对误差在3%以内。基于纳米微球在孔隙通道运移时的固液界面吸附现象,分析认为孔隙壁面上的黏土矿物强化了微球的吸附作用,有利于改变孔隙半径,实现在不完全封堵条件下的部分液流转向。     

丙烯酸β-环糊精酯共聚物对染料的吸附性能

以丙烯酸β-环糊精酯共聚物为吸附剂,采用分光光度法测定该吸附剂对亚甲基蓝和碱性品红溶液的静态吸附效果,考察了吸附时间、体系pH值等对吸附量的影响。结果表明:常温下,亚甲基蓝的较佳吸附条件为静态吸附时间约7h、体系pH=8.0时,最大吸附量达到166.3mg/g;碱性品红的较佳吸附条件为静态吸附时间约7h、体系pH=10时,最大吸附量达到137.9mg/g。该共聚物对亚甲基蓝染料吸附性能更好。     

阴离子聚丙烯酰胺微球降解规律

为揭示阴离子聚丙烯酰胺微球的降解规律,以2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺(AM)为单体,采用乳液聚合法制备了阴离子聚丙烯酰胺P(AM-AMPS)微球。通过透射电镜、红外光谱仪、热重分析仪分析了所制备微球的结构与热稳定性,并测量了在水中溶胀后的微球在80℃下降解不同时间的黏度、pH值和粒径。结果表明,合成的P(AM-AMPS)微球分布均匀,粒径约为70 nm,其与线性聚丙烯酰胺在无水条件下的热稳定性相近。与线性聚丙烯酰胺水解后呈碱性且pH值缓慢上升不同,微球在溶液中降解的0～4 h内,自由基氧化降解使微球溶液黏度急剧下降,而水解反应相对缓慢,p H值维持在2.75左右;4 h后,自由基氧化降解速率减小,水解反应促使溶液pH值迅速上升。在降解反应的0～4 h内,微球外层的阴离子聚合物链段首先降解,而后微球内核部分破碎,微球粒径迅速降低。图7参20     

pH敏感型双模型介孔SiO_2的制备及其对布洛芬的缓控释性能

通过两步法制备了pH敏感型聚合物葡聚糖(Dex)-聚丙烯酸(PAA)包裹的双模型介孔SiO2(BMMs)纳米复合材料(D-P/BMMs),并采用XRD、SEM、FT-IR、TG和N2吸附-脱附手段对其进行了结构表征。以布洛芬(IBU)为模型药物详细考察了D-P/BMMs对药物IBU的缓释及pH敏感控释性能。结果表明,BMMs介孔有序度由于Dex-PAA的包裹而降低;IBU在pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中的释放率达到46%,明显高于在pH=2.0中的释放率(约26%),说明D-P/BMMs具有较强的pH敏感性,是一种良好的药物控释载体。     

取代基对聚β-环糊精衍生物吸附碱性品红性能的影响

以环氧氯丙烷为交联剂,设计合成了3种吸附剂——聚羟丙基-β-环糊精(PHP-β-CD)、聚羧甲基-β-环糊精(PCM-β-CD)两个聚β-环糊精衍生物和不带取代基的聚β-环糊精(P-β-CD)。用X射线衍射技术对PHP-β-CD和PCM-β-CD的结构表征结果显示,它们均为无定形聚集态。考察了吸附条件对3种吸附剂吸附碱性品红吸附量的影响。实验结果表明,PCM-β-CD吸附碱性品红的吸附量最大,P-β-CD吸附碱性品红的吸附量最小;体系pH对PCM-β-CD吸附碱性品红吸附量的影响最大。在室温、碱性品红初始质量浓度250 mg/L、体系pH=5.24、振荡时间2.5 h的条件下,P-β-CD和PHP-β-CD吸附碱性品红的吸附量分别为32.3,39.0 mg/g;其他条件不变,体系pH=5.43时,PCM-β-CD吸附碱性品红的吸附量为54.6 mg/g。3种吸附剂对碱性品红的吸附满足Freundlich等温方程。     

壳聚糖/四氧化三铁复合微球的制备及其吸附铜离子的研究

选用Fe3O4作为磁性组分,用共沉淀法制备出了直径为40nm的纳米Fe3O4颗粒,利用乳化交联法在pH=9,60℃的条件下将壳聚糖和Fe3O4复合在一起制备出不同质量比的壳聚糖/Fe3O4磁性微球。通过X射线衍射、扫描电镜和振动样品磁强计研究了复合材料的结构、形貌和磁性。同时测试了磁性微球对Cu2+的吸附性能,结果表明在pH=5时材料有较好的吸附性,壳聚糖所占质量比越高吸附性能越好,m(壳聚糖)∶m(Fe3O4)=2∶1的吸附性最好;在pH=5时,吸附容量为78.15mg/g。     

壳聚糖-牡蛎壳粉复合微球的制备及对铜离子吸附性能

以对重金属离子具有良好吸附性能的牡蛎壳粉和壳聚糖为原料,采用反相悬浮聚合法制备了具有介孔结构的壳聚糖-牡蛎壳粉复合微球。通过红外光谱和扫描电镜,结合比表面积测试和孔径分析对复合微球结构进行了表征。实验考察了复合微球用量、铜离子初始浓度和吸附时间对其吸附性能的影响。结果表明:在复合微球用量为0.1g、初始铜离子浓度为100mg/L、吸附时间为150min条件下,复合微球吸附容量为46.58mg/g,脱除率达93.15%。经过5次重复使用后,复合微球的吸附容量为38.12 mg/g,脱除率为76.24%。     

巯基化乙基桥联介孔有机硅材料的制备及其吸附亚甲基蓝的研究

为了探究介孔硅材料对水溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附效果,首先以溴代十六烷基三甲胺(CTAB)为模板剂,双-(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE)为硅源在碱性条件下合成了乙基桥联(PMOs),再利用MPTS对乙基桥联PMOs进行巯基功能化的改性,合成了巯基化乙基桥联介孔有机硅材料(SH-PMOs)。总的来说,在相同的最佳实验条件下,改性后的功能化PMOs比未改性的PMOs具有更优的吸附性能。其中,SH-PMOs的加入量越多,对MB的去除率也越大。PMOs和SH-PMOs都表现出了很好的吸附能力,吸附速率快,吸附时间10 min时即可达到吸附平衡。pH值对PMOs和SH-PMOs吸附MB的效果产生了很重要的影响,在较酸和碱性过高的环境下,吸附效果不佳,当pH=8左右时,有最佳吸附效果。在最佳pH值下,PMOs和SH-PMOs对MB的吸附量都可以达到450 mg/g。     

乙二胺改性壳聚糖微球对Pd和Pt的双组分吸附

制备了乙二胺改性壳聚糖微球(ECS)。考察了Pd和Pt双组分体系中,ECS于最优pH(pH=2)下对Pd和Pt的吸附性能。实验结果表明,ECS中氨基的质量摩尔浓度为6.05mmol/g;酸性介质中ECS吸附Pd和Pt的主要机理为质子化氨基与金属络合阴离子之间的静电引力;当n(Pd)∶n(Pt)分别为0.5,1.0,1.5时,ECS吸附Pd的最大吸附容量分别为1.23,1.73,2.09mmol/g,吸附Pt的吸附容量分别为1.68,1.22,0.96mmol/g;Pd和Pt间存在竞争吸附,ECS对Pd的亲合性优于Pt,在吸附后期,原先被吸附的Pt部分被Pd取代;Biot数大于1 000,表明吸附为内扩散控制;用0.5mol/L的硫脲溶液脱附Pd和Pt,脱附率均大于65%,但5mol/L氨水对Pd的脱附选择性最好;经过连续3次吸附-脱附实验,提高了ECS对Pd的吸附-脱附选择性。     

ZnO微球的制备及表征

以Zn(NO3)2为原料、强酸型阳离子树脂为模板,制备了ZnO微球。采用热重-示差扫描量热、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电子显微镜、氮气吸附等方法对试样进行了表征。表征结果表明,ZnO微球由纳米ZnO晶粒组成,球体直径200～600μm。当焙烧温度为580℃时,ZnO微球表面ZnO晶粒结合紧密,比表面积为24.72m2/g;当焙烧温度升至780℃后,ZnO微球则变得较为松散,比表面积下降为7.92m2/g。以300W高压汞灯为光源,以甲基橙溶液为模型考察了ZnO微球的光催化降解性能。实验结果表明,焙烧温度为580℃时,合成的ZnO微球具有很好的光催化性能,当ZnO微球加入量为400mg/L时,反应50min后,对10mg/L甲基橙溶液的降解率达97%。     

两性离子聚合物钻井液降滤失剂PADAM的合成研究

利用正交实验设计,以氧化还原体系为引发剂,采用水溶液聚合,合成了两性离子四元共聚物：聚丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸钠-甲基丙烯酸（PADAM）。研究了反应条件（单体浓度,引发剂,反应时间,单体配比等）对产品分子量及性能的影响;采用红外光谱法表征了产品的分子结构;评价了共聚产品在钻井液中的降失水性和抑制性。实验表明,文中所研究的产物中具有一定分子参数的共聚产品耐盐、耐温性好,具有较强的降失水能力和抑制性,是一种集降失水和抑制性为一体的新型钻井液用两性离子聚合物降滤失剂。     

长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺的制备与表征

本文以丙烯酸十八酯（ODA）为疏水单体,与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸（AA）通过自由基聚合法制得长脂链改性疏水缔合聚丙烯酰胺（PAMBA）,研究了共聚反应中各种因素的影响,以黏度为指标确定合理的聚合工艺条件,并通过红外光谱仪、X-射线衍射仪和透射电镜对聚合物性能进行了表征。结果表明,PAMBA的最佳合成配方为ODA用量（占总单体质量）0.6%、AMPS用量20%、AA用量10%、引发剂KPS用量0.3%。在常温、剪切速率170 s^-1下,由最佳配方得到的质量分数为0.2%的PAMBA溶液黏度为56.2mPa·s,PAMBA在水溶液中存在强烈的分子间缔合作用。     

反相乳液法制备P(AM-AA-AMPS)聚合物微球

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,Span-80和Tween-80作为复合乳化剂,用过硫酸铵为引发剂,通过反相乳液聚合法制备了交联P(AM-AAAMPS)微球。分别采用红外光谱仪进行结构表征,扫描电镜观察微球形貌,激光粒度分析仪分析微球粒度,光学显微镜观察微球在水中的分散性。     

长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺驱油剂的制备与性能

以丙烯酸十八酯(ODA)为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)通过自由基共聚法制得长脂肪链改性疏水缔合聚丙烯酰胺(PAMBA),采用红外光谱、X射线衍射对其结构进行了表征,并考察了其耐盐性、耐温性及耐剪切性能。研究发现,PAMBA水溶液中存在强烈的分子间缔合作用。合成的疏水缔合聚丙烯酰胺(PAMBA)具有阴离子磺酸基,因此具有良好的抗盐性。和未改性PAM相比,PAMBA在60℃下能保持较高的表观黏度,其耐温性和耐剪切性能明显提高。     

红外光谱法分析丙烯酰胺系共聚物组分含量

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体为原料,在过硫酸钾/亚硫酸氢钠/偶氮二异丁脒盐酸盐(PPS/SHS/AIBA)复合引发剂引发下,采用水溶液聚合方法分别制备出聚丙烯酰胺(PAM)、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物(P(AM/AMPS))。通过改变两均聚物的质量配比得到系列不同比例的共混物,分别进行红外光谱分析。选取1045cm-1和1650cm-1两红外特征吸收峰,以朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律为理论依据,推导出两吸光度(峰高)的比值与共混物中AMPS摩尔分数的倒数呈现一级线性关系,经线性回归建立标准曲线y=-0.051 36+0.056 01x,相关系数为0.997 4。该法可简便、快速地分析AM、AMPS共聚物的组成含量。不同反应时间时的共聚物组成分析表明单体共聚转化率在5.5h时即达90%以上,且反应温度较低时AM单体易发生均聚合反应,在较高反应温度时则以AM与AMPS的无规共聚合反应为主。     

疏水缔合水溶性聚合物应用于钻井液中的性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和长碳链酰胺型疏水单体(AP)为原料,采用自由基水溶液聚合合成了疏水缔合水溶性聚合物(HPAP)。以HPAP作为包被增粘剂构建了新型聚合物钻井液体系,本文对其性能进行了研究。结果表明,该聚合物钻井液的动塑比高(YP/PV≥0.7)、低剪切速率粘度高(LSRV≥30000mPa·s),具有优良的剪切稀释能力和强的动、静态携砂能力;可抗140℃高温;具有优异的抗盐性能,钻井液在高浓度NaCl盐水中性能优良;可抗10%以上CaCl2、MgCl2污染;具有好的抗械剪切能力。HPAP可以用于配制高矿化度盐水聚合物钻井液。     

耐温抗盐降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO_2的合成及性能

采用自由基水溶液聚合法,以纳米二氧化硅(nano-SiO2)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等单体为主要原料,合成了四元共聚物降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO2;采用FTIR法表征了该降滤失剂的组成,并评价了它的降滤失性效果、抗盐、抗钙和抑制性等性能,同时考察了该降滤失剂与其他处理剂的配伍性。实验结果表明,该降滤失剂具有良好的耐温抗盐降滤失性能,同时具有良好的抑制性能;与常用处理剂配伍性好,可在水基钻井液体系中显著降低其高温高压滤失量,所形成的饱和盐水钻井液体系在密度2.37 g/cm3下的高温高压滤失量仅为20.0 mL,满足高温下控制钻井液性能的需求。     

一种固井用腐植酸-AMPS/DMAM/FA接枝共聚物降失水剂

采用自由基聚合法将AMPS、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）、反丁烯二酸（FA）进行接枝共聚,在AMPS∶DMAM∶FA为1∶0.38∶0.08,单体总量与腐值酸钠的质量比为1∶0.2、引发温度为60℃,单体溶液的pH为7的条件下,合成了一种抗高温油井水泥降失水剂G85L,为黑色黏稠液体,固含量为20%。通过单体残留分析与红外表征证明了合成产物为接枝共聚物,并通过热重分析证明该产品抗温达265℃。参考API RP 10B-2 2013进行实验,评价了该产品在水泥浆中的各项性能,结果表明,该产品不仅在中低温有较好的控制失水能力,当加量为4%时可以将API失水量降至40 mL,而且在高温条件下也具有较强的控制失水能力,200℃下失水量可以控制在50 mL以内,并且对水泥浆的稠化时间、抗压强度无副作用,与多种水泥浆体系配伍性好,是一种普适性优良的抗高温产品。      

纳米三元复合聚合物驱油剂驱油效果评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为单体,采用蒸馏沉淀法合成了一种纳米聚合物微球,利用SEM,FTIR等方法对结构进行了表征,同时研究了聚合物微球的抗温抗盐性、渗流规律、渗流特征及驱油影响因素等.实验结果表明,合成的纳米聚合物微球具有良好的吸水膨胀性能、抗盐性和抗温性.聚合物微球分散...     

新型丙烯酰胺共聚物油井水泥降失水剂研究

针对常用降失水剂在工程应用中存在低于临界掺量时滤失失控,配套外加剂可选范围小,室内测试的滤失量数据难以代表井下实际情况,水泥胶结测井解释困难,对高含水、裂缝性和高渗透地层很难实现优质封隔的问题,合成了以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺(AM)的共聚物为主体的降失水剂,并对其降滤失能力、稠化性能、抗压强度、抗盐性能进行了评价。研究表明,该聚合物可靠的使用温度为井底静止温度120℃,循环温度在50~90℃范围内,在水泥中单独掺入0.32%~0.80%的聚合物可将API滤失量控制在50mL以内。现场试验表明该类聚合物适用于一次封固段长不超过600m的油气井固井,也有利于高含水层、浅气层和高渗透地层的优质封隔。