油田化学，如何提高改性淀粉的抗温性能

747838215 2013-07-20 09:57:31 455 浏览

试验中，目前的淀粉能抗120度，API尚可。请问如何提高抗温性能，请提供一些具体思路。

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空梁刺 2013-07-21 00:00:00

186 CN200810141519.6 用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法，

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示申言舌kane 2013-07-21 00:00:00

1 钻井液处理剂改性淀粉用作油田化学品的研究在国外已有50多年的历史，在国内则始于80年代初期。在我国改性淀粉主要作为钻井液处理剂，可以起降滤失、增粘、降粘、稳定井壁和防塌等作用。 1．1淀粉醚类研究Z多的是羧甲基淀粉醚(CMS){ 作为石油钻井液处理剂，当其取代度(DS)为0 .2—0．4时就有良好的控制失水的效果。适当提高CMS的取代度，可以增强其降失水作用，抗盐抗温能力，以适应不同类型钻井液的需要。孙晓云等以溶媒法合成了DS=0 8一1．1的羧甲淀粉 J。Z近张淑芬等又成功地用干法合成了DS=1．0—3．0的艘甲基淀粉，反应收率为90％，所得产物有较好的降失水作用和较高的抗盐能力 '5J。淀粉与丙烯睛发生氰乙基化反应后再以碱性水解制得的艘乙基淀粉醚，热稳定性、降失水性良好。还有磺乙基淀粉(SES)，3一磷酸酯基一2一羟丙基淀粉醚(PHPS) 等都具有一定的降失水性。国外有用交联的部分降解的淀粉醚衍生物或／平日交联淀粉醚衍生物的部分降解产物做降失水添加剂。这种添加剂比相应的不降解的淀粉醚衍生物在更低粘度下降低液体流失，使它能以足够大的浓度得到满意的滤失控制，而且钻井液的粘度足以保证它在油、气井中的循环使用。 1．2 淀粉接枝共聚物工业淀粉在一定温度下糊化l小时与磺化剂反应后，加人烯类单体、引发剂等，升温到所需温度后反应一定时间可得淀粉接枝共聚物SPS。SPS有良好的降滤失作用，另外在盐水和海水泥浆中具增粘作用，在淡水泥浆中却起降粘作用，而且在自然环境中生物降解性好。王中华合成的AM／AA／MPTMA／淀粉接枝共聚物。以及由丙烯酰胺、丙烯酸钾、2一羟基一3一甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵与淀粉接技共聚而成的CGS一2L12 ，由于分子结构中引入了阳离子基因，所以产物不仅具有较好的降滤失作用，抗盐抗温能力，而且具有较好的防塌效果。以交联的阳离子淀粉或两性淀粉为失水控制剂并配台其它成分而成的钻井液，即使在强酸性条件下仍能保持稳定的粘度和降失水性能 l 。由2 丙烯酰胺基一2一甲丙横酸(AMPs)合成的共聚物水溶性好，热稳定性高，抗污染能力强，是一类备受重视的钻井液处理剂，但其价格昂贵，难以推广应用，而改性淀粉价格低廉，但抗温能力差。兼顾处理剂价格与抗温能力制备的AMPS／AM催粉接枝共聚物，成本较低，有较好的降滤失效果和较强的增粘作用。并具有较强的抗温、抗盐和抗高价金属离子污染的能力。 2 原油破乳剂和油田废水处理剂我国油田已进入高含水开发阶段，采出液多为W／O型和O／W 型两种乳液台为一体的多重乳液，油田普遍存在的问题是油水界面存在中间乳化层，电场不稳，破乳剂用量多，脱出污水含油高，污水质量达不到回注要求等，必须开发新型GX破乳剂。淀粉先在氢氧化钠催化下与环氧乙烷反应成羟乙基淀粉，再与3一氯一2 羟丙基三甲基氯化铵反应可得到阳离子羟乙基淀粉溶液，该溶液破乳效果良好，可用于石油的破乳，废水处理或其它工业日本人以改性淀粉、改性纤维素和台成树脂等高吸水物质制备了GX凝油剂，用于废液中原油的回收。 3 油井水泥浆处理剂油、气井固井中要用水泥浆。水泥封固的油气井，油层、水层及油水同层段的封固质量有时不太理想，需要添加一定的水泥浆处理剂来改善其封固性能。Wilk发现在水泥浆料中加人被水活化的溶胀剂，如水解淀粉或羧甲基纤维素，固化水泥浆的性能有很大改进，特别是对油并环境下的抗化学腐蚀性能有很大提高。适量的磷酸酯基淀粉醚加人水泥中，可在改进水泥浆的失水和凝结性能的同时，保持理想的粘度和凝结时间。 4 堵水调剖剂随着我国注水开发油田综合含水量不断升高，堵水调剖难度越来越大，原有的堵水调剖剂用量逐渐增大或效果不断变差。在老油田特高含水开发阶段适时地研究和开发新型调剖堵水剂是油田开发中一项重要课题。李补鱼等针对中原油田含盐量高的地层特点，开发出了以淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物SPA，有机复台交联剂MC和保凝剂为主要成分的堵水调剖剂，其中SPA浓度为0．6—1．0％。这种堵水调剖剂强度高，耐冲刷，并具有良好的选择性堵水作用。 5 发展方向在油田化学品中有相当份额的聚台物合成聚台物成本往往很高，有时难以为现场接受而且还存在环境污染问题，因此利用天然高分子通过化学修饰获得价格低廉，综合性能良好的产品是油田化学品的一个发展方向。淀粉作为一种天然高分子，来源丰富，价格低廉，易于改性，有着良好的应用前景。8O年代改性淀粉类产品在钻井液中的应用很受重视，并取得了显著的社会教益和经济效益。然而由于淀粉类产品的抗温能力差，进一步应用受于限制，而且提高淀粉类处理剂抗温性能的技术难度大，进入9O年代，有关淀粉在油田中的应用研究明显少于8O年代。研究者不应避难就简，应重视淀粉资源的利用，除了提高改性淀粉的抗温性能以作钻井液处理剂外，还应注重多性能淀粉油田化学品研究，开发淀粉化学品在驱油剂、破乳剂、降粘剂、堵水剂、解堵剂、水泥浆处理剂等油田生产各领域的应用。

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如何提高射频信号发生器的性能

射频信号发生器是我们常用的一种通用电子测试测量仪器，与传统的函数信号发生器不同，它主要用于产生射频的连续波信号，或者是以射频信号为载波的调制信号。射频信号发生器可以作为激励源，广泛应用于电子产品的测试测量和各类电子实验室的电路实验。
决定一款射频信号发生器性能的因素有很多，总结起来，起关键作用的有三个方面：

1. 研发工程师的设计经验

2. 消耗的硬件成本

3. 生产所采用的校准测试平台和耗费的时间

许多经济型的射频信号发生器，其技术参数已经基本能够满足基础应用。但对于一些更高的专业领域，关键指标上还有些差距，那么在节省预算的前提下，怎么能够有效地提高射频信号发生器性能，从而拓展它的应用范围呢？本文将分享几个实用小技巧。
1. 通过外接功率计，提高射频信号发生器的幅度精度
受限于信号发生器本身的输出幅度精度，以及信号发生器和被测件之间连接件的频响特性，到达被测件的信号幅度可能会比预期具有更大的误差。

如上图所示，深圳市鼎阳科技SSG3000X和SSG5000X系列射频信号发生器，均支持主流的USB功率计，通过对多个频点的平坦度修正，可以方便地修正线损和信号发生器本身的精度误差。

2. 通过外接高精度恒温晶振，提高射频信号发生器的稳定性，并改善近端相噪水平
我们知道，决定信号发生器频率精度和稳定性的wei一因素，就是机器使用的参考晶体振荡器。出于成本的考虑，经济型的信号发生器普遍没有采用昂贵的恒温晶振，但是在某些特殊的测试场景，我们会非常关注信号发生器的绝对频率精度，或者随时间和温度的漂移导致的稳定度，这个时候只需要单独采购一个高精度的恒温晶振选件，作为信号发生器的外部参考，就可以有效地解决这个问题。
另外，当频率偏移小于1kHz时，信号发生器发出信号的稳定度和相位噪声将主要由参考时钟决定，采用高精度的恒温晶振，有利于改善信号的近端相噪水平。
3. 通过外接低通滤波器降低射频信号发生器的谐波和杂散
信号发生器在输出设定的基波信号的同时，会伴随有一定幅度的谐波、分谐波和杂波信号，大多数情况下我们是不需要谐波分量的，或者说这些谐波分量的存在会对正常的测试带来一定的干扰。

如图3所示，我们根据实际测试情况，选择一个合适的低通滤波器连接到信号发生器的输出端，可以有效地过滤掉高频的谐波分量，提高信号的频谱纯度。

接入低通滤波器，难免对输出信号的幅度和平坦度造成一定的影响，我们可以通过提高输出信号电平和外接USB功率计的方法，对平坦度和精度进行补偿。
4. 通过外接功率放大器提高射频信号发生器的最大输出电平
一般来说，经济型信号发生器的最大输出电平通常不会大于20dBm，如果你想得到更大的信号功率，外接功率放大器是一个不错的选择。在这里需要注意的是，大信号的谐波电平通常都比较高，外接功放以后，谐波电平增长的幅度会更大，如果你对信号的频谱纯度有一定的要求，可以参考方法三，在功放后面再加一个合适的低通滤波器，从而减小谐波分量对测试结果的影响，如图4所示

我们通过外接功放能够提高信号发生器的最大输出电平，那么外接一个衰减器，是不是能扩展信号发生器的最小输出电平呢？答案是否定的。通常一个射频信号发生器的最小输出电平是由这个产品的硬件结构决定的，设计方案决定了它的噪声水平，它能够输出的最小信号一般要高于这个噪声电平3~5dBm左右。在信号发生器输出小信号的时候，外接一个衰减器，由于衰减器只会对有效信号进行衰减，而对仪器的本底噪声不会有任何影响，这样会使小信号低于机器的底噪，从而无法得到检测。
5. 通过外接衰减器改善射频信号发生器的匹配
信号发生器的测量不确定度，是指由于信号发生器的输出阻抗不是理想的50Ω，使得输出信号进入理想负载后，有一部分会被反射回去，而信号发生器又不能完全吸收这部分反射信号，其中部分反射信号会再次输出到负载，这种来回反射会改变被测器件的有效输入电平，从而导致测量的不确定性。每一个信号发生器都会有一个关键指标VSWR，是专门用于度量它的测量不确定度的。

改善射频信号发生器测量不确定度的一个简单有效方法，就是在信号发生器输出端外接一个匹配良好的固定衰减器，如图5所示

当我们对某个指标有较高要求，而手上的信号发生器达不到的时候，可以使用以上的几种方法作为临时的解决方案。但是这些方法，均需要增加一些额外的成本，并且会使整个测试系统变得更加复杂，所以在运用的时候，需要进行综合考虑，确保既能够达到我们的测试目的，又不引入新的误差。

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