CN102323381A - 一种疏水纳米粉体防膨性能的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种疏水纳米粉体防膨性能的测试方法，即将疏水纳米粉体和粘土粉体按照一定的比例均匀混合，再将混合样品放入测试管，添加去离子水，然后测试混合样品的膨胀量；用同样的方法测试等量粘土分别添加去离子水、油时的膨胀量，计算疏水纳米粉体抑制粘土膨胀的防膨率。采用所述方法可以克服疏水纳米粉体不能在水中分散的问题，从而达到了测试疏水纳米粉体防膨率的目的，简洁实用。
Description
技术领域
本发明涉及一种疏水纳米粉体防膨性能的测试方法，可以测试强疏水纳米粉体抑制水对粘土膨胀的程度，属于石油开发中油田化学技术领域。
背景技术
纳米降压增注技术是针对油田注水井高压欠注问题开发的一项新技术，其作用机理受到广泛关注和研究。疏水纳米粉体抑制岩心孔道表面粘土的水化膨胀是纳米材料减阻的机理之一。一般粘土稳定剂的防膨率评价方法是粘土浸泡到稳定剂的水溶液中来测试防膨率，而由于疏水纳米粉体不能溶于水，因此，不能完全按照水溶性粘土稳定剂的防膨率测试法来进行。目前，测试纳米材料抑制粘土膨胀的方法主要是将疏水纳米粉体分散在油液中，测试含纳米油液、不含纳米的纯油以及去离子水对粘土的膨胀，比较测试结果，计算纳米油液抑制粘土膨胀的相对效果。但是，这种方法有一个明显的缺陷，就是未测试纳米粉体抑制水对粘土的膨胀，而只是测试到了纳米油液对粘土的膨胀率，且存在油液的影响。
发明内容
本发明提供了一种测试强疏水纳米粉体抑制粘土膨胀性能的方法，可以测试疏水纳米粉体抑制水对粘土膨胀的防膨率。所述方法克服了疏水纳米粉体不能在水中分散，无法按照普通粘土稳定剂防膨率的测试步骤来实施的问题。
本测试方法的工艺过程和步骤如下：
1）称量一定的疏水纳米粉体、粘土粉体、测试水和柴油；
疏水纳米粉体： 0~5g
粘土粉体： 0.1~15g
测试水（如去离子水等）：1~20mL
柴油： 1~20mL
2）将纳米粉体和粘土粉体按照一定的比例（1：5~1：100）均匀混合，且粉体总量为10g(膨胀法)或0.5g（离心法）；
3）将一定量（0.5~15g）的混合样品，放入10mL的测试管，分别添加去离子水（5~10mL），总体积10mL；
4）连续测试24h内混合样品的膨胀量；
5）用同样的方法测试等量粘土粉体分别添加测试水、柴油时的膨胀量；
6）计算疏水纳米粉体抑制水对粘土膨胀的防膨率。
本发明的特点是，先将疏水纳米粉体与粘土按一定比例进行干混，混合均匀后再添加去离子水，这样克服了疏水纳米粉体不能直接在水中分散、无法采用一般粘土稳定剂防膨率的测试方法的问题，可以应用于各种疏水粉体和粉体防膨剂，达到了测试强疏水纳米粉体抑制水对粘土膨胀的防膨率的目的，方法简洁，实用性强。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本实施例的疏水纳米粉体防膨性能的测试方法，该方法包括如下工艺过程和步骤：
1）按照疏水纳米粉体与粘土粉体比例为1：50的量，称量0.2g的疏水纳米粉体（ShUNP2-1）1份，称量9.8g粘土粉体1份，10g粘土粉体3份。
2）将0.2g纳米粉体添加到9.8g粘土粉体中，用细棒充分混合，将混合粉体装入页岩膨胀率测试仪的测量筒中，用压力仪加压4MPa,稳压10min取出测量筒备用；
3）安装测量筒在膨胀测试仪器主机上,调零；
4）将混合粉体浸泡到去离子水中,启动记录仪,连续测试24h，记录混合粉体最后的膨胀高度H i；
5）用同样的方法测得10g粘土粉体在水中的膨胀高度H w及在煤油中的膨胀高度H o。
5）计算疏水纳米粉体抑制粘土膨胀的防膨率Bi（％），公式如下：
实施例2
本实施例是采用离心法测试疏水纳米粉体防膨性能的方法，该方法包括如下工艺过程和步骤：
1）按照疏水纳米粉体与粘土比例为1：25的量，称量0.02g的疏水纳米粉体（ShUNP2-1），共1份，称量0.48g的粘土1份，0.5g的粘土2份。
2）将0.02g的纳米粉体添加到0.48g的粘土中，用细棒充分混合，然后装入1支10mL的离心管，将0.5g粘土粉体2份分别装入2支10mL的离心管。
3）在装有混合粉体的离心管中添加去离子水，另外2支装有粘土粉体的离心管，分别添加去离子水和柴油，固液总量为10mL。
4）在恒温下静置2h，然后将带有样品的离心管放入离心机，在2500r/min下运行15min，记录膨胀后的体积，结束实验。
5）计算疏水纳米粉体抑制粘土膨胀的防膨率。
纳米材料与粘土混合物在蒸馏水中的膨胀体积为V i ml，粘土在去离子水中的体积为V w ml, 粘土在柴油中的膨胀体积为V oml o则纳米材料抑制水对粘土膨胀的防膨率B i（％）为：
Claims (1)
1. 一种疏水纳米粉体防膨性能的测试方法，其特征在于该方法包括如下工艺过程和步骤：
A.采用干混法，将疏水纳米粉体与粘土粉体按质量比为1：5～1：100进行均匀混合，且粉体总量为10g(膨胀法)或0.5g（离心法）；
B.将步骤A制备好的混合粉体样品放入测试管→添加去离子水，水量5～10mL，添加后水与粉体的总体积为10mL，即水位刻度在10mL→放置24h，测试混合样品的膨胀量；
C.用步骤A和B的方法测试等量粘土粉体柴油时的膨胀量，计算疏水纳米粉体抑制粘土膨胀的防膨率。
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2011
- 2011-06-01 CN CN201110144645A patent/CN102323381A/zh active Pending
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