Astrobiological molecularly imprinted polymer sensors

The purpose of the Astrobiological MIP Sensor (AMS) Project is to develop reliable, low-cost, low-mass, low-power consumption detection technologies for in situ analysis of biochemical markers, and other indicators of astrobiological importance. To this end, we are investigating the potential role that molecularly imprinted polymers (MIP) could serve in the recognition of pre-biotic and biotic compounds in planetary, astrobiological and geochemical mission profiles. While MIPs are effective molecular recognition tools, a signal transduction method must be developed so that the recognition of analytes can be realized. In the course of this study, surface plasmon resonance (SPR) will be the detection method of the MIP recognition event. In addition, MIP-coated SPR substrates were subjected to vibration, temperature and radiation testing to demonstrate that they could withstand the rigors of space travel. The methods developed in this study require capture of the biomarkers onto the SPR sensor chip, followed by addition of a MIP. It is the binding of the MIP to the SPR bound analyte that amplifies the SPR signal associated with binding of the low molecular weight analyte. The MIPs, developed in this study are water-soluble processable star polymers while the SPR device used was SensíQ™ by Nomatics. Proof-of-principal experiments were first demonstrated using amino biotin.     

暂堵型钻井液的试验研究

针对钻井工程中出现的护壁堵漏与保护地层渗透性的矛盾,提出了利用羧甲基纤维素钠、胍尔胶、魔芋等聚合物,并结合现代生物技术中聚合物的断链降解原理,开发出适合于石油、天然气、地下水等钻井领域的自动降解无伤害钻井液--暂堵型钻井液,与传统的暂堵剂不同,它在钻进完成后不需要采用解堵工艺,如压力解堵、酸化解堵、油溶解堵、破胶等,从根本上改进了解堵工艺;分析了暂堵型钻井液的基本原理和两种典型聚合物的酶降解原理,并介绍了室内的粘度实验、渗透性恢复测试实验和在甘肃张掖和广西柳州的现场试验;理论和实践均证明,暂堵型钻井液能自动降解,对产层无伤害,在进行有效护壁堵漏的同时,还能在可控制的时间内显著地恢复地层的渗透性,因此具有推广价值.     

新型高分子材料固沙抗冻性能试验研究

抗冻性反映固沙剂在低温环境下固沙的耐久性能。以新型高分子材料SH进行固沙,就其固沙后固沙体的抗冻、融特性进行了室内两种不同周期的冻、融循环试验。结果表明,冻、融循环对SH固沙性能均有劣化趋势。但冻、融速率较慢时,抗冻性较稳定。SH抗冻性优于其它同类化学固沙剂,显示其抗冻性良好。有机材料在冻、融过程中一段时间内出现强度增加的机理尚不清楚,建议进一步研究。     

聚合物钻井液防塌机理的试验研究

在试验研究的基础上对比了无机聚合物硅酸盐和有机聚合物——聚乙烯醇（PVA）、部分水解聚丙烯酰胺（PHPA）、非水解聚丙烯酰胺（PAM）和聚丙烯酸钾防塌能力的大小；由试验得出吸附成膜速度的快慢和保护膜的致密程度是决定钻井液体系防塌能力的关键因素；钻井液体系的防塌能力是无机聚合物和有机物质协同作用的结果；部分水解聚丙烯酰胺钻井液体系的防塌能力较非水解聚丙烯酰胺钻井液体系的防塌能力强；Na-CMC和PHP的加入可提高吸附膜的致密性及体系的防塌能力。     

谈聚合物泥浆对钻井防塌护壁的效果与处理方法

作者以丙烯酰胺泥浆为例，阐述了聚合物泥浆的井壁防塌机理；对聚合物泥浆井壁防塌效果进行了实验与分析记述，指明了聚合物泥浆井壁防塌的现场处理方法。认为聚合物泥浆有较好的井壁防塌和维护井壁稳定的效果；指出跟聚合物泥浆与CaCl2，KCl，NaCl等无机盐类相结合使用是防止井壁塌坍的良方；使用聚合物泥浆不仅是促进钻井工艺技术进步，且提高了钻井效益。     

层柱粘土研究的现状与进展

层柱粘土作为一类新型材料，已成为国际上地学、化学和材料学研究的热门领域。本文仅就国内学者目前讨论不多或注意不够的蛭石、金云母、伊／蒙间层、合成粘土和酸改性粘土的层柱化，Ga/Al、Si/Al、REE／Al等3类层柱粘土，表面活性剂改性，层柱粘土的离子交换和吸附性能与应用等几个问题加以论述。     

钾铵聚合物钻井液在地热钻井中的应用研究

贵州地热井钻遇地层以灰岩和白云岩为主,夹杂泥岩、砂岩及煤层等不稳定地层,为满足井壁稳定及配合螺杆钻进工艺的需求,确定采用强抑制聚合物钻井液体系。通过正交试验确定了室内配方,并对配方的综合性能进行了室内测评。FT-1与QS-2协同作用可有效改善泥皮质量,白油润滑剂在1%加量时即可将润滑系数降低至0.2以下。其综合性能测试结果表明：该钻井液体系具有良好的流变性,抑制性强且润滑性良好。相比于无固相聚合物钻井液,井眼清洁能力明显增强,机械钻速提高了129%,漏失风险有所下降,取得了良好的实钻效果。     

矿物填料与高聚物的界面结构研究

本项研究在对六种矿物填充高分子聚合物复合试样的应力一应变行为、热分析（DSC）、红外光谱学、扫描电镜等研究的基础上,结合矿物填充高聚物复合试样的机械力学性能分析,探讨了矿物填料与高分子聚合物的界面结构及其相互作用、关系,同时矿物填料－聚合物的界面结构（结合力）主要是以物理分子间力和机械压合力粘合作用为主而形成;化学粘合作用主要存在于表面具有很强极性、反应性的矿物填料、改性剂和基体聚合物之间;在此基础上提出了矿物填充聚合物的界面结构模型。     

土性对工程泥浆固化强度影响规律及微观机理

本文开展了一系列不同液限高分子吸水树脂固化工程泥浆无侧限抗压强度试验, 探讨了泥浆土液限对固化效率的影响规律, 对比研究了掺入高岭土对泥浆固化强度的改进程度, 最后基于XRD和SEM试验揭示了液限和高岭土对固化泥浆强度影响的微观机理。结果表明: 随着泥浆土液限的增大, 固化泥浆土强度逐渐降低, 固化效率随着泥浆土液限增大显著衰减, 当液限增加10%, 固化泥浆土强度qu平均减少48.2%。然而高岭土的掺入则显著提升了固化泥浆土的强度, 并且强度增长率随着龄期逐渐增大, 对于龄期为90天时, 增加40%高岭土能够提升固化泥浆土强度qu 1.17倍。微观结构试验表明泥浆土液限变化对水化产物产量的影响较小, 固化泥浆土强度随泥浆土液限减小主要是由于固化泥浆土孔隙随着泥浆土液限增大而增多, 使得微观结构松散从而导致强度降低。高岭土的掺入则显著提升了固化泥浆土的水化产物产量, 增强了固化泥浆土胶结强度, 从而提升了固化泥浆土强度。因此, 在实际工程中, 一方面可以通过调配泥浆土液限来提高固化效率; 另一方面可以通过掺入高岭土或者一些高岭土基废弃物(如高岭土尾矿)来提高固化强度, 实现“以废制废”绿色环保的理念。     

模糊综合评判在聚合物驱油区块评价中的应用

通过对原油开采过程中影响采收率的因素进行分析 ,结合影响采收率的机理研究 ,采用加权因子的方法计算采收率 ,并运用灰色关联分析法确定了油田开发中影响采收率各因素的权重 ,建立了一种对聚合物驱油区块整体评价的模糊综合评判方法并应用于中原油田聚合物驱油区的目的区块 ,明确了实施提高采收率技术的主要方向 ,给出了筛选区块的现场试验效果。