黃原膠（xanthan gum)是由野油菜黃單胞菌（CrFrmonr ccmLeJaV)發(fā)酵產(chǎn)生的一種高粘水溶性 生物聚合物.黃原膠分子由于本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而具有良好的穩(wěn)定劑增稠和剪切稀釋性能、較高滲透性、在多孔巖 層吸附少、粘度損失小、對(duì)鹽不敏感、能適應(yīng)的pH范圍寬，因而被認(rèn)為是油田開(kāi)發(fā)中極具潛力的天然高分 子生物聚合物S ].黃原膠在三次采油中作“流動(dòng)性控制劑”可提高驅(qū)替液的粘度，以增強(qiáng)油藏原油流動(dòng)性， 提高石油米收率.

黃原膠溶液在高溫下不穩(wěn)定，易發(fā)生熱氧化降解作用S]，使粘度嚴(yán)重?fù)p失，在低鹽度時(shí)更為突出. Sutherland等人S]認(rèn)為黃原膠用于三次采油的溫度不宜高于656,其原因是驅(qū)油過(guò)程要延續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間 (幾個(gè)月至十幾個(gè)月），在長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)656的條件下，黃原膠會(huì)發(fā)生降解，導(dǎo)致溶液粘度降低.黃原膠溶液 在906下放置十幾天，粘度會(huì)急劇下降，去除溶解氧后并加入穩(wěn)定劑的溶液，在906下貯放幾個(gè)月仍無(wú)粘 度損失S].因此加入穩(wěn)定劑前除氧是阻止黃原膠溶液高溫降解，保證粘度穩(wěn)定的重要手段.國(guó)外對(duì)黃原膠 高溫穩(wěn)定劑進(jìn)行了較多研究，國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)相關(guān)內(nèi)容的研究報(bào)道.本文僅報(bào)道硼氫化物（NaBH4)作為黃原膠 熱穩(wěn)定劑的初步研究結(jié)果.

1 材料與方法

1.1菌種與黃原膠樣品

菌種米用野油菜黃單胞菌（CrFomonr ccmLrFV)NK-01,黃原膠樣品為經(jīng)發(fā)酵、提取制得的粉劑. 14各種溶液的配制

1.2.1模擬海水的配制：定量稱(chēng)取 NaCl 71. 69g,MgCl2 • 6H20 32. 28g，Na2S04 12. 86g,NaHC03 0. 62g，加入無(wú)離子水使其完全溶解，定容到3000mL即為人工模擬海水鹽溶液.

1.2.2黃原膠鹽溶液的配制：定量稱(chēng)取黃原膠粉劑15. Og,加入模擬海水3000mL,輕微攪拌后，室溫浸 泡水化2h，然后用攪拌器加速攪拌使黃原膠完全溶解為均勻的溶液.

1.2.3黃原膠水溶液的配制：定量稱(chēng)取黃原膠粉劑4. 5g,加入自來(lái)水900mL,輕微攪拌后，室溫水化 0.5h，然后用攪拌器快速攪拌，使黃原膠完全溶解形成均勻的溶液.   ! 2. 4 硼氫化鈉溶液的配制％定量稱(chēng)取NaBH* 0. 40g，用少量無(wú)離子水溶解，定溶至100mL即為 4000mg/L的NaBH*水溶液，貯于棕色試劑瓶.

! 3黃原膠溶液的高溫處理

將黃原膠溶液分裝于一系列自制大安瓿瓶中，每支lOOmL.按實(shí)驗(yàn)條件在安瓿瓶中分別加入終濃度 為20、40、80、160和320mg/L的NaBH*及0. 49的甲醛溶液，以不加NaBH*及甲醛的安瓿瓶為空白對(duì)

照.將上述安瓿瓶直接通真空泵抽氣，直至安瓿瓶中的溶液無(wú)氣泡出現(xiàn)(抽氣時(shí)間為6h).立刻充注氮?dú)獠?封口 .封閉的安瓿瓶在室溫放置24h后，再置85°C恒溫電熱干燥箱高溫處理，間隔不同時(shí)間取樣測(cè)定粘 度，計(jì)算黃原膠溶液粘度的損失率.

1.4黃原膠溶液粘度的測(cè)定

采用美國(guó)Brookfield LV 丁型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，25°C ,3#轉(zhuǎn)子，6r/min測(cè)定粘度.

2結(jié)果與討論 2.1硼氫化鈉對(duì)黃原膠溶液穩(wěn)定性的影響

圖i

高濃度鹽對(duì)黃原膠溶液（0. 5%)穩(wěn) 定性的影響

Fig 1 Effect of dissolved salt content on stability of the Xanthan gum solutions

1.160mg/L NaBH4 +4% synthetic sea water+ 0. 4% formaldehyde

2.160mg/L NaBH4 + 4%syntlietic sea water

3.160mg/L NaBH4 + 0. 9% NaCl

4.160mg/L NaBH4 + 0. 3% NaCl

硼氫化鈉是一種能與黃原膠溶液相容的強(qiáng)還原性堿金屬化合| 物.它可通過(guò)自身的氧化作用，在黃原膠溶液進(jìn)入高溫環(huán)境以前,| 將黃原膠溶液中的氧化性物質(zhì)（溶解氧及過(guò)氧化物）還原，阻止黃 原膠在高溫環(huán)境中與氧作用而發(fā)生熱氧化降解.表1結(jié)果表明，硼| 氫化鈉加入量在80?320mg/L，對(duì)黃原膠溶液都具明顯的穩(wěn)定作 用；在85>高溫放置60d,其溶液粘度幾乎保持不變，粘度損失率 僅為29?6%.當(dāng)硼氫化鈉濃度低于40mg/L時(shí)，黃原膠溶液的 穩(wěn)定性減弱，粘度的損失率增高；硼氫化鈉濃度低至20mg/L，其 粘度損失率可達(dá)40%.在相同條件下，不加硼氫化鈉的黃原膠溶 液，經(jīng)過(guò)20d的高溫處理，粘度損失己超過(guò)50%;經(jīng)過(guò)60d高溫處I 理，損失粘度己接近90%.

硼氫化鈉作為黃原膠溶液熱穩(wěn)定劑使用時(shí)，應(yīng)將溶解氧含量 控制在很低水平，該條件可通過(guò)循環(huán)利用地層礦化水實(shí)現(xiàn)，在地面 上可以利用中性氣體或其它廉價(jià)隋性氣體隔絕氧1].

2. 2高濃度的鹽對(duì)黃原膠溶液穩(wěn)定性的影響

圖1結(jié)果表明，在硼氫化鈉加入量相同的條件下，足夠的鹽濃 度有利于提高黃原膠自身的耐熱穩(wěn)定性.含鹽為4%的黃原膠溶 液，經(jīng)85>高溫處理60d,可保持粘度基本穩(wěn)定；而含鹽較低的黃 原膠溶液熱穩(wěn)定性較差，且隨高溫處理時(shí)間的延長(zhǎng)，溶液粘度急劇 下降.

高濃度的鹽提高黃原膠自身熱穩(wěn)定性的主要機(jī)理，可能是由 于金屬離子能屏蔽黃原膠分子側(cè)鍵上的負(fù)電荷，減小側(cè)鏈間電荷的排斥作用，使黃原膠分子的有序構(gòu)型更 加穩(wěn)定.另外，金屬離子還可掩蔽黃原膠分子上的敏感基團(tuán)，使其不致暴露在外部而被氧化1].因此，在一 定范圍內(nèi)，隨鹽濃度的增高，黃原膠溶液的熱穩(wěn)定性隨之增強(qiáng).

2.3防腐劑對(duì)黃原膠溶液穩(wěn)定性的影響

防腐劑的主要作用是防止黃原膠溶液在常溫條件下（暴露在高溫環(huán)境以前）發(fā)生生物降解.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn) 芽孢桿菌屬中的某些菌株所產(chǎn)生的黃原膠酶（xanthanase)可使黃原膠降解，使之轉(zhuǎn)化為低分子量的單糖 和不同大萬(wàn)方數(shù)的低聚糖1].黃原膠溶液在高溫處理過(guò)程中，這些菌難以存活，因而黃原膠分子不易被降 解.表1和圖1的結(jié)果表明，在本實(shí)驗(yàn)條件下，黃原膠溶液加入甲醛作為防腐劑，對(duì)其粘度的穩(wěn)定性無(wú)明顯不同濃度的硼氫化鈉對(duì)黃原膠溶液穩(wěn)定性的影響。