[科普中国]-悬浮胶体

悬浮胶体聚合物是一种高弹性胶体颗粒，具有溶涨速度快、吸水性强、分散均匀、溶液无色透明的特点。

简介悬浮胶体是一种在聚合物合成过程中作为控制反应条件而形成的部分交联的聚合物颗粒。通过室内实验发现：这种聚合物颗粒有较好的溶胀性，变形能力也很好；除了具有很好的驱油功能外，还能起到剖面调整作用，并且能很大程度地降低调剖成本。

在较低的浓度条件下形成的胶体溶液无游离水，颗粒体积分数大，具有形变压差小、形变能力强的优点。研究表明：形变悬浮胶体聚合物溶液稳定性好、抗剪切性能强。通过在多孔介质中的堆积、形变和运移，能够有效降低高渗透层渗透率，不会对低渗透层造成堵塞，可同时解决层内和层间的矛盾。在聚驱中及聚驱后应用可进一步提高原油采收率。

胶体的性质悬浮胶体与常用胶体的性能有类似之处，如：固水性；吸热降温性；渗透性；堵漏性；粘弹性；阻化性；稳定性；一定的充填性能；材料来源广，成本低，而且工艺简单；胶体受热粘度降低等1。

悬浮胶体与常用胶体又有不同之处：悬浮胶体流动性强，这主要是因为常用胶体内含有胶凝剂。

颗粒的溶胀性用不同水质配制一定浓度的悬浮胶体溶液，颗粒溶胀后，观察溶液的状态，测量颗粒的粒径；将溶液中的游离水过滤掉，计算颗粒的分散度和膨胀倍数并且测量滤液的粘度。采用清水配制的溶液，胶体完全悬浮，胶粒均匀分散于溶液中，没有明显的游离水，膨胀倍数较高；而用污水配制的体系，分散不均匀，胶体有明显的“簇拥”现象。用清水配制的悬浮胶体溶液,颗粒的溶胀性要好于污水配制的溶液。

胶体的形变能力及强度变形能力随孔板直径的变化规律。配制一定浓度的胶体溶液，让其依次通过从大到小的孔板，观察通过压力和粒径变化。

观察结果表明：对于尺寸比较接近的孔板，胶体溶液第一次通过的压力较高，通过一次剪切，粒径的尺寸为初始的1/2，随着孔板变小通过压力降低，而粒径尺寸变化不大。当孔板尺寸大幅度降低时，胶粒又进一步被剪切，通过压力升高。这说明胶体溶液在一定的孔径的存在对悬浮物含量的影响。

相关研究悬浮胶体提高石油采收率的研究在油层中形变悬浮胶体具有较好的流动性，可以注入到油层深部，运移过程中胶体会发生形变或破碎，同时会释放出一部分聚合物水溶液2。在大量细小悬浮颗粒的作用下，会使高渗透部位渗透率降低，而低渗透却无明显改变。在聚合物溶液的作用下，中低渗透部位的剩余油可以有效驱除，从而达到提高采收率的目的。同时它又具有溶解性好、吸水性强等优点，且与常规聚合物系列调剖剂相比，大大节省了交联剂费用。具体结论如下：

（1）悬浮胶体具有很好的形变能力和调整注入剖面的作用，清水胶体溶液无论从溶胀性还是驱油效果上都好于污水胶体溶液。

（2）悬浮胶体在聚合物驱中可以替代一部分聚合物，来达到提高采收率的目的，降低部分驱油成本。

（3）聚驱后，污水胶体溶液可提高采收率3%～ 5%。

粉煤灰悬浮胶体的悬浮稳定性实验针对煤矿生产中粉煤灰防（ 灭）火材料管路输送的管路阻塞问题，选择SC1，SC2，SC3，SC4，SC5，SC6，SC7和SC8共8种悬浮剂，配制成4种质量分数分别为0.5%，1.0%，1.5%和2.0%的粉煤灰悬浮胶体，采用沉降分析方法，研究其悬浮稳定性3。

结果表明：各粉煤灰悬浮胶体沉降速率出现类似“L型”变化，沉降到一定时间均达到平衡状态；悬浮剂可以减小粉煤灰悬浮体沉降速率变化，质量分数越低，初始沉降速率越大，质量分数越高，沉降速率变化越小；同时也可增大粉煤灰悬浮率，增加悬浮胶体的稳定性。

悬浮胶体在煤阻化机理的研究国内外对抑制煤氧化自燃进行了大量的研究，抑制煤氧化自燃的方法大体上可以分为：无机及有机添加剂类阻化、泡沫类阻化、气体类阻化、灌浆类阻化和胶体类阻化，现阶段已取得一定的研究成果。

复合胶体具有优良灭火性能和抗动压性能，粉煤灰复合胶体比黄土复合胶体的阻化效果要好。近年的研究多集中在研制一种新型复合胶体，2011年欧立懂提出一种新型复合胶体防灭火材料，其阻化率能达到80%，阻化性比氯化镁阻化剂要好。

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学