Fe3O4纳米封堵剂的制备、表征及封堵性能

通过热分解法制备了Fe₃O₄纳米封堵剂,利用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）仪、X-射线衍射（XRD）仪、透射电镜对所制备的Fe₃O₄纳米粒子进行了结构表征,考察了Fe₃O₄在不同盐度NaCl溶液中稳定性及超声时间对Fe₃O₄纳米粒子在不同盐度NaCl溶液中分散稳定性的影响,并进行了人造泥饼模拟封堵实验。实验结果表明,Fe₃O₄纳米封堵剂最佳反应温度为200℃,最佳反应时间为2 h。FT-IR分析表明聚乙二醇修饰在纳米粒子表面,XRD分析表明所制备的Fe₃O₄纳米粒子属于立方晶相,TEM分析表明所制备的Fe₃O₄纳米粒子粒径在9.5 nm左右。超声0.5 h后的所制备的Fe₃O₄纳米粒子的耐盐分散性能最好。人造泥饼模拟实验结果表明,加入100 mL 质量分数为3%的Fe₃O₄纳米粒子水分散液,3.5 MPa压力下,7200 s后的滤失量只有11.3 mL,说明该纳米封堵剂堵水效果显著,是一种性能优异的纳米封堵材料。     

纳米SiO2 微乳液对鄂南致密油藏的降压增注效果

红河油田长8 油藏断裂结构复杂,属于低孔超低渗油藏,储层非均质性强,且基质残余油饱和度高,水相渗 透率低,注水压力上升速度快,已超过裂缝重启压力,水窜现象严重,注水开发效果差。结合纳米粒子与微乳液 特性设计了一种纳米SiO₂微乳液降压增注体系,系统评价了该体系耐温性、降低界面张力能力、增溶性及与地层 配伍性,并开展了岩心降压增注驱替实验。实验结果表明,该纳米SiO₂微乳液体系不仅抗温、抗盐性良好,且界 面活性高,油水界面张力可降至10^-2 mN/m左右;纳米SiO₂微乳液体系的油增溶性能良好,增溶量达到6.5 mL/30 mL。岩心降压增注实验结果显示,向水测渗透率约为0.4×10^-3 μm²的岩心中注入2 PV 质量分数为1%的纳米 SiO₂微乳液体系,降压效率达到28%以上,降压增注效果明显,能满足现场需求。     

两性离子表面活性剂和纳米颗粒为起泡剂的高稳定性超临界二氧化碳泡沫封窜体系

胜利油田低渗透油藏具有埋藏深（＞3000m）、温度高（＞120℃）、非均质性强等特点,针对低渗透油藏CO₂ 驱波及效率低、常规泡沫高温调驱性能变差等问题,构建了由两性离子表面活性剂（HSD）和改性SiO₂ 纳米颗粒 为起泡剂的高稳定性超临界CO₂ 泡沫体系。研究了该体系在高温下的起泡性能和耐温性能;分别评价了纳米 SiO₂ 对超临界CO₂ 泡沫体系流变特性、封堵特性以及调驱性能的影响;最后探讨了纳米颗粒强化超临界CO₂ 泡沫 的稳定机理。结果表明,高稳定性超临界CO₂ 泡沫体系表现出良好的起泡性能和耐高温特性,随着体系中纳米颗粒浓度的增加,泡沫半衰期先增加后降低。在110℃下,0.5%的纳米颗粒可使泡沫析液半衰期由17min提高到40min,稳定性提高了近1.5倍。在相同的剪切速率下,体系的表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增加,稠度系数由0.073增至1.220。在岩心封堵实验中,泡沫在多孔介质中的稳态表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增 加,封堵强度逐渐增强;超临界CO₂ 泡沫呈“颗粒状”堆叠排放,泡沫直径为10～20μm。超临界CO₂ 泡沫具有较 好的调驱性能,能封堵高渗透通道,迫使后续注入的CO₂ 进入低渗透基质中,从而提高采收率。表面活性剂分子吸附在纳米SiO₂ 表面使其具有了界面活性,进而纳米SiO₂ 吸附到气液界面上,提高了泡沫稳定性。     

介孔CuO/SiO2用于汽油氧化-吸附脱硫

 利用[(C₁₆H₃₃) N(CH₃)₃]₃-[PW₁₂O₄₀]双亲催化剂与H₂O₂组成的催化氧化体系对汽油进行氧化后,以介孔SiO₂为载体等体积浸渍法制备的介孔CuO/SiO₂为吸附剂,采用固定床连续流动式吸附脱硫评价装置,考察了CuO/SiO₂的CuO负载量、焙烧温度、焙烧时间和吸附温度对汽油脱硫率的影响,并对介孔CuO/ SiO₂吸附剂性质进行了XRD表征。结果表明,采用在焙烧温度为400℃、焙烧时间为2.0 h、CuO负载量为2%制备的CuO/SiO₂, 在吸附温度为120℃时,汽油氧化-脱硫的脱硫效果较好,汽油脱硫率可达56.82%。     

改性纳米粒子在有机硅类消泡剂中的应用

为解决纳米 SiO₂易团聚和有机硅乳液消泡剂稳定性差、 易分层的问题, 用聚二甲基硅氧烷 （PDMS） 对纳米SiO₂表面进行了接枝改性, 考察了反应温度对纳米颗粒接枝率和疏水程度的影响, 研究了纳米颗粒疏水程度及加量对消泡剂消泡、 抑泡性能的影响以及消泡剂的稳定性。结果表明： 反应温度越高, 改性纳米 SiO₂的 Zeta电位越高, 疏水性越强, 改性反应的接枝率越高, 反应温度为 65℃时, 改性纳米 SiO₂的 Zeta电位最高 （-4 mV）, 颗粒压片的接触角最大 （166.4°）; 纳米 SiO₂的疏水程度越高, 消泡剂的消泡和抑泡性能越好; 随纳米 SiO₂加量的增大, 消泡剂消泡时间先降低后增加, 抑泡时间先增加后降低, 纳米 SiO₂加量为 7%、 颗粒压片接触角为 166.4°时, 消泡剂的消泡、 抑泡效果最佳, 消泡时间为 16 s, 抑泡时间为 88 s。改性纳米 SiO₂为主体的消泡剂稳定性较好, 可在去离子水中迅速分散、 液面无油状物, 用去离子水稀释后在 3000 r/min下离心 60 min乳液不分层, 稳定性好于市售有机硅乳液消泡剂。图1表4参14     

复合SiO2-WO3催化剂的制备、表征及氧化脱除苯并噻吩性能

 采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂-WO₃催化剂,并采用XRD、FT-IR、BET、TG-DTA等方法对催化剂进行表征。以苯并噻吩(BT)为模型化合物,H₂O₂为氧化剂,考察了催化剂的活性元素、制备方法、n(W)/n(Si)和焙烧温度对其催化氧化脱硫活性的影响。结果表明,W的引入降低了SiO₂的比表面积,SiO₂-WO₃催化剂中W的主物相为WO₃。在以W为活性组元,且n(W)/n(Si)为0.1时,500℃焙烧得到的SiO₂-0.1WO₃催化剂具有最好的催化脱硫活性。在模拟油20 mL、催化剂SiO₂-0.1WO₃用量0.04 g、n(H₂O₂)/n(S)为15.9、乙腈/模拟油体积比0.3、65℃反应60 min的条件下,苯并噻吩模拟油脱硫率可达99.3%。     

Mn(Ⅲ)TPP-Au/SiO2复合催化剂催化空气氧化环己烷的性能

 以包含巯基和吡啶基官能团的巯基吡啶为桥联剂,实现了四苯基锰卟啉(Mn(Ⅲ)TPP)在5%Au/SiO₂催化剂上的固载化,合成了新型复合催化剂Mn(Ⅲ)TPP-Au/SiO₂。利用傅里叶变换红外光谱、元素分析及X-射线光电子能谱对该催化剂进行表征。以空气氧化环己烷制环己酮和环己醇为探针反应,在不加入任何溶剂或助催化剂的条件下,考察了催化剂用量、反应压力、温度、时间等对 Mn(Ⅲ)TPP-Au/SiO₂催化性能的影响。结果表明,Mn(Ⅲ)TPP-Au/SiO₂复合催化剂与未固载金属卟啉的5%Au/SiO₂催化剂相比,在空气氧化环己烷反应中具有更高的催化活性;在最优化反应条件下,环己烷转化率与酮醇总选择性分别为5.39%和88.74%。此外,该催化剂还具有可重复使用的特点。     

用于CCUS地质封存的CO2响应型智能凝胶封窜体系

为了有效应对封存CO₂后可能会发生的泄漏或逃逸,制备了一种注入性优良、封堵效果良好的CO₂响应型 凝胶,在酸性条件下发生溶胶-凝胶态转变,适用于CCUS地质封存条件以提高井筒完整性。研究了不同的支化 聚乙烯亚胺用量（1.5%～3.5%）、κ-卡拉胶用量（0.4%～0.5%）下CO₂响应型智能凝胶体系的流变性能、微观结构 与封堵性能。研究表明,对于响应前的聚合物体系,剪切黏度随着剪切速率的增加而下降,为假塑性流体,当剪 切速率在100～1000 s^-1时,黏度为2～100 mPa·s,表明响应前的聚合物体系具有良好的注入性。该聚合物体系 遇到CO₂时会发生溶胶-凝胶态转变。响应前聚合物体系在剪切频率为0.01～10 Hz时,模量在10-5～100 Pa 范围 内;而CO₂响应凝胶在剪切频率为0.01～10 Hz时,模量在80～4000 Pa 范围内,通入CO₂气体后的体系模量大幅 度提升。发生响应后,体系具有表面平整、孔径均匀的三维网络骨架结构,使得体系具有较高的强度。岩心驱替 实验结果显示F 凝胶封窜体系（κ-卡拉胶用量为0.5%,支化聚乙烯亚胺用量为3.5%）对CO₂气体的封堵率为 79.7%,对后续注入水的封堵率为99.8%,具有良好的封窜性能。本文为未来CO₂响应型凝胶封窜剂在CCUS地 质封存领域的应用提供了新的技术路线与理论依据。     

MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化剂对正庚烷异构化的催化性能

 采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂-SiO₂复合氧化物载体,浸渍法制备了MoO₃-WO₃/TiO₂-SiO₂催化剂,通过XRD、BET表征了催化剂的物化性质,并在连续流动固定床反应器上考察了MoO₃-WO₃/TiO₂-SiO₂催化正庚烷临氢异构化反应性能,讨论了催化剂制备条件和反应条件对其正庚烷异构化催化性能的影响。结果表明,当 w(MoO₃)=5%、w(WO₃)=15%、w(TiO₂)=80%、w(SiO₂)=20%、焙烧温度773 K、还原温度723 K、反应温度553 K、还原时间6 h 时,MoO₃-WO₃/TiO₂-SiO₂催化剂对正庚烷异构化反应表现出最高催化活性,此时正庚烷转化率可达23.12%, 异庚烷选择性可达77.32%。     

微量TiO2对Ni/SiO2催化剂催化顺酐加氢制γ-丁内酯的促进作用

 采用等体积浸渍法分别制备了Ni/SiO₂和含TiO₂的Ni/SiO₂催化剂,采用XRD、TPR、XPS、N₂吸附-脱附技术对催化剂进行了表征,并将催化剂应用于顺酐液相加氢制γ-丁内酯反应中,考察了Ni含量、TiO₂添加量、催化剂还原温度对催化剂活性的影响。结果表明,Ni/SiO₂催化剂对顺酐液相加氢制γ-丁内酯反应具有很高的催化活性, γ-丁内酯选择性很高;Ni/SiO₂添加微量助剂TiO₂,可以提高该反应的γ-丁内酯选择性。推测可能是由于TiO₂促进了催化剂的还原,产生更多的活性中心,并且在400℃还原时,Ni和TiO₂之间产生了强金属-载体相互作用（SMSI效应）,TiO₂富集到Ni的表面,将电子转移到Ni上,产生了更多有利于吸附羰基的活性中心,从而提高了γ-丁内酯选择性。     

BA/ST/MA/MMA/AA/AM复合乳液的研究

采用半连续乳液种子聚合法合成了丙烯酸丁酯(BA)/苯乙烯(ST)/丙烯酸甲酯(MA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM)复合乳液,根据正交试验结果,得出复合乳液的最佳配方。考察了丙烯酸用量对乳液电解质稳定性的影响、引发剂用量对聚合反应转化率的影响及乳化剂用量对粘度的影响。采用离心法测得乳液的乳胶粒径分布,并对胶膜的耐水性及拉伸强度进行了考察。结果表明,采用最佳配方可制得粘度适当、固含量适中、稳定性好、粒径分布较窄、转化率较高的BA/ST/MA/MMA/AA/AM复合乳液。由该复合乳液制得的胶膜具有较好的机械性能。     

负载型SO2-4-ZrO2/γ-Al2O3正己烷异构化催化剂的研究

采用附着-沉淀法制备了负载型SO42--ZrO2/γ-Al2O3催化剂.用NH3-TPD考察了催化剂的酸性,用XRD、IR等表征了催化剂的结构,用BET法测了催化剂的比表面积.考察了制备条件对催化剂酸强度、酸中心结构、催化剂活性的影响,以及预处理温度和反应温度对正己烷异构化性能的影响.结果表明,处理液的浓度为0.8mol/l、焙烧温度为1043K时催化剂的酸性最强,催化剂样品中氧化锆以四方相存在,SO2-4与锆离子以单配位形式结合,催化剂的比表面积高于100m2/g.     

HPAM/酚/醛/Al3+交联体系的研究

实验考察了用于深部调剖的地下交联成胶聚合物水溶液体系的组成。所用聚合物HPAM分子量8.25×106,水解度30.2%;用蒸馏水配制溶液;在不同时间(最长45d)测定体系60℃下的粘度。从3种酚和3种醛中选用苯酚+甲醛为交联剂。HPAM/苯酚/甲醛体系(1000+400+400mg/L,pH=7.5)成胶时间为20d,凝胶粘度低,稳定性差。在该体系中加入一种柠檬酸铝盐,在Al3+浓度为50～80mg/L时,体系成胶时间15d,最高粘度达1.0×105mPa·s,可稳定存在20d以上。加入AlCl3的该体系不能成胶。选定HPAM/苯酚/甲醛/柠檬酸铝盐体系的组成(mg/L)为800+400+400+50(以Al3+计),考察影响因素,发现该体系的适用温度在60℃左右,适用pH值范围在7.0～7.5,矿化度6390mg/L的环境下成胶性能大体不变。表6参3。     

环己烷-水-十二烷基硫酸钠-添加剂O/W乳状液的分层速率和稳定性

通过新制备的电导电极 ,测定了不同组成的环己烷 -水 -十二烷基硫酸钠 (SDS)乳状液在富水相不同时间的电导率。为了定量讨论乳状液的稳定性 ,提出了增比电导率的概念 ,根据富水相增比电导率时间曲线 ,求得了乳状液的初始分层速率常数。同时进一步讨论了不同添加剂 (正丁醇和聚乙二醇 )对乳状液初始分层速率的影响。结果表明 ,用初始分层速率常数的大小来衡量乳状液的稳定性 ,是简明直观、行之有效的方法     

AM/AMPS/DMDAAC/DAAM共聚物的合成与降滤失性能

采用水溶液聚合法合成了AM/AMPS/DMAAC/DAAM四元共聚物,通过正交实验确定了最佳反应条件,测定了黏均相对分子质量,研究了不同加量、不同温度下聚合物的降滤失性能,与油田常用降滤失剂性能进行了对比。结果表明,在m(AM)∶m(AMPS)∶m(DMDAAC)∶m(DAAM)=5∶3.6∶1∶0.4,w(引发剂)%=0.3,聚合温度为55℃,反应时间为6h条件下,其黏均相对分子质量为1.0×107;当温度达到130℃时,AM/AMPS/DMDAAC/DAAM四元共聚物的滤失量在淡水基浆中保持在10mL以下;在淡水基浆中,在AM/AMPS/DMDAAC/DAAM四元共聚物的加量为0.2%时,其滤失量为8.4mL。四元共聚物在淡水、盐水、人工模拟海水三种基浆的滤失量均小于FA367和低黏CMC在三种基浆的滤失量,且四元共聚物在三种基浆的滤失量均在10mL以下,符合SY/T 5621—93的API滤失量标准。     

Effect of CeO2 on Activity of Catalysts CuO/ZnO/Al2O3/CeO2 for Synthesis of Methanol

The size of the nanoparticles and the number of oxygen vacancies have a significant effect on the catalytic activity of copper-based catalysts used for the synthesis of methanol from syngas. In this study, the authors prepared a series of catalysts CuO/ZnO/Al₂O₃/CeO₂(CZAC) with CuO particles of different sizes and varying number of oxygen vacancies on the surface by changing the added volume of CeO₂ by using the co-precipitation method. The properties ...     

三元复合驱钙镁硅钡成垢特征研究

由于三元复合驱中的碱对储层矿物的溶蚀作用,使得岩石矿物以可溶物形态进入到储层流体,造成了严重的结垢、堵塞问题。在50℃动态环境,模拟油井采出液离子组成,进行硅钙镁钡成垢实验。研究结果表明,三元复合驱垢主要为碳酸盐、硅酸盐混合垢。随着油井采出液pH值增加,垢样中硅酸盐含量增加,碳酸盐含量降低。在pH值小于10.7时,溶液中硅酸盐沉积速度较快;pH值大于10.7时,硅酸盐沉积速度较缓慢。模拟体系中碳酸根离子含量较低(80 mg/L)时,产生片状硅酸盐沉淀;碳酸根含量较高(1100 mg/L)时,产生颗粒状碳酸盐沉淀。硅离子促进钙盐垢的沉积,在硅含量500 mg/L时,沉垢量最多,达247 mg/L。阳离子增多促进垢的生成,但在钙、钡离子未达到沉积平衡前,镁离子不发生沉积反应。     

Hβ中添加WOx/ZrO2对Pt/WZr-Hβ催化剂正庚烷临氢异构化性能的影响

采用机械混合法将WOx/ZrO2引入Hβ制备Pt/WZr-Hβ催化剂,比较其与Pt/WOx-ZrO2、Pt/Hβ以及两者简单加合的Pt/WZr-Pt/Hβ催化剂上正庚烷(n-C7)加氢异构化的性能.结果表明,Pt/WZr-Hβ上的n-C7转化率较Pt/Hβ略有下降,但异构化选择性显著提高.Pt/WZr-Pt/Hβ上的n-C7转化率比Pt/WOx-ZrO2和Pt/Hβ均明显下降,但异构化选择性比Pt/WOx-ZrO2低,而比Pt/Hβ显著提高.Pt/WZr-Hβ上的n-C7转化率及异构化选择性比Pt/WZr-Pt/Hβ均高,说明Pt/WZr-Hβ并非是Pt/WOx-ZrO2和Pt/Hβ的简单加合.     

固体酸TiO2／So4^2—和TiO2—ZrO2／SO4^2—的制备及其在烷基糖苷合成 …

首次将固体酸ＴｉＯ２／ＳＯ４＾２－和ＴｉＯ－ＺｒＯ２／ＳＯ４＾２－用于催化合成烷基糖苷,讨论了各种因素对合成正丁苷的催化活性的影响,确立了其最佳催化效果时的制备条件,Ｈ２ＳＯ４浸泡浓度为０．１ｍｏｌ／Ｌ,焙烧温度为３５０￣５００℃、混合催化剂的最佳Ｚｒ／Ｔｉ原子比为０．６６￣１．１６。