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超临界二氧化碳溶解与增稠性能的综合性实验设计

2021-03-04赵明伟高明伟张博涵宋旭光闫若勤

实验技术与管理 2021年1期
关键词:体系实验

赵明伟,李 阳,高明伟,张博涵,宋旭光,闫若勤

(中国石油大学(华东) 非常规油气开发教育部重点实验室,山东 青岛 266580)

常温常压下,二氧化碳作为一种无色无味的气体,在不同的温度、压力条件下存在不同的相态,当温度大于31.1 ℃,压力高于7.38 MPa时,二氧化碳将达到超临界状态[1]。超临界二氧化碳接近液体的密度,却有着近似于气体的黏度,其扩散系数介于气体和液体之间,因而具有极强的溶解能力。近年来,由于其表面张力低、扩散性好的特性,超临界二氧化碳作为一种分散介质逐渐被大众所重视[2]。首先,超临界二氧化碳的萃取、分离和清洗技术在化工、食品、医药等行业方兴未艾[3];其次,超临界二氧化碳在材料合成和剥离中的造粒技术也得到广泛认可[4];此外,将超临界二氧化碳作为压裂液用于压裂也成为油气田开发中的一个新的研究方向[5-7]。但目前超临界二氧化碳由于其低黏度[8-9],严重影响了它的推广使用。因此,寻找一种可溶于超临界二氧化碳且增黏效果好的增稠剂至关重要。

1981年,Heller等[10-11]发现碳氢聚合物只有一小部分可溶于二氧化碳且大多都不具备增稠能力,同时他们发现易溶于水的极性物质大多不溶于二氧化碳。而Enick等[12-14]发现含氟聚合物可以溶解在二氧化碳中且具有较好的增黏效果,但由于含氟聚合物造价昂贵且有毒,会对环境造成污染,不宜推广使用。此外,研究人员发现一些同时具有亲二氧化碳基团和疏二氧化碳基团的表面活性剂也可以溶解于超临界二氧化碳中,例如AOT、含芳香基团烃类凝胶、含锡氟化物、含铝双链表面活性剂等[15]。……

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