闡述了納米顆粒與表面活性劑之間通過(guò)協(xié)同作用減緩液膜排液、氣泡并聚與破裂、泡沫粗化的衰變過(guò)程;簡(jiǎn)述了不同表面活性劑與納米顆粒在穩(wěn)定泡沫機(jī)理上的異同;綜述了納米顆粒濃度和親疏水性對(duì)不同表面活性劑泡沫流體性能的影響;分析發(fā)現(xiàn)納米顆粒的加入使泡沫壓裂液體系性能得到改善。提出對(duì)納米顆粒穩(wěn)泡機(jī)理、表面活性、改性修飾、穩(wěn)定性的研究是今后的重要探索方向,最后對(duì)納米顆粒未來(lái)在泡沫壓裂液中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。 

【文章來(lái)源】：現(xiàn)代化工. 2020年11期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

納米顆粒與不同濃度非離子表面活性劑之間的作用機(jī)理

Zhang等[26]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在25℃條件下加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的納米顆粒后壓裂液的剪切黏度由2 953 m Pa·s增加到4 517 m Pa·s，膠束外輪廓長(zhǎng)度由25～50 nm增加到45～63 nm。認(rèn)為納米顆粒誘導(dǎo)了蠕蟲狀膠束產(chǎn)生復(fù)雜的纏結(jié)，使膠束外輪廓長(zhǎng)度增加，進(jìn)而使壓裂液體系產(chǎn)生額外的黏彈性，形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，如圖5所示。楊兆中等[27]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)含納米Si O2的VES泡沫壓裂液在90℃下半衰期仍可以達(dá)到80 min，壓裂液體系熱穩(wěn)定性得到極大提高。Zhu等[28]通過(guò)使用Cryo-SEM、光學(xué)顯微鏡分析了納米Si O2在不同溫度下穩(wěn)定VES泡沫的微觀特性。發(fā)現(xiàn)在70℃時(shí)，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%EAPB+1%Si O2的VES泡沫體系中形成的膠束纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)，使混合體系的排液速率明顯低于不含納米顆粒的泡沫壓裂液體系，同時(shí)納米顆粒的加入減緩了泡沫中氣體的擴(kuò)散速率，進(jìn)而減緩了氣泡粗化。同年還研究了支撐劑在納米顆粒-VES泡沫壓裂液體系中的沉降過(guò)程[29]，發(fā)現(xiàn)納米顆粒吸附在氣泡液膜上，使泡沫表面變得粗糙，阻礙了支撐劑的沉降，使支撐劑在壓裂液中的懸浮能力顯著提升。

Binks等[7]發(fā)現(xiàn)表面活性劑在氣泡液膜上的吸附是可逆的，表面活性劑分子會(huì)頻繁地離開、進(jìn)入氣液界面，而納米顆粒能在液膜上形成不可逆吸附，具有更強(qiáng)的穩(wěn)泡能力。Gonzenbach等[8]通過(guò)顯微鏡觀察到熒光標(biāo)記的納米顆粒吸附在氣液界面上，如圖1所示。其在氣液界面上形成了防止氣泡并聚的物理屏障，增加了泡沫穩(wěn)定性、液膜厚度和膨脹黏彈性，進(jìn)而減緩了泡沫的衰變過(guò)程�，F(xiàn)如今所提出的納米顆粒穩(wěn)泡機(jī)理主要有3點(diǎn)[9-10]:阻礙液膜排液、延遲泡沫并聚與破裂、減緩泡沫粗化，分別對(duì)應(yīng)了泡沫的3個(gè)衰變過(guò)程———排液、破裂、粗化，表明納米顆粒的加入對(duì)減緩泡沫衰變、實(shí)現(xiàn)泡沫穩(wěn)定是理論可行的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]離子型表面活性劑與納米顆粒的穩(wěn)泡作用及其機(jī)理研究[D]. 于文洋.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2016



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