HPKL液流轉向劑安全性能測試

江厚順 楊立民 曹 渭

1.長江大學 石油工程學院 （湖北 荊州 434023）

2.中國石油勘探開發研究院 采油所 （北京 100083）

3.廣東省微生物分析檢測中心 （廣東 廣州 510070）

HPKL轉向劑是一種新型可吸水緩脹彈性材料，通過聚合及可控交聯技術形成的具有互穿網絡結構的聚合物凝膠體。其吸水體積膨脹速度緩慢、膨脹后強度高、彈性形變性好、長期穩定性好、耐鹽抗酸堿性能優。遇水初期體積膨脹2～3倍，具有一定彈性和變形通過能力。初始顆粒膨脹倍數低、體積小，可避免注入過程中受剪切性能損傷，并易于進入地層的深處，起到深部調整吸水剖面作用。為進一步推廣該劑在國內外油田的應用，需按照國際國內標準對HPKL轉向劑進行安全性能測試。

1 HPKL急性中毒性測試

1.1 實驗儀器與設備

實驗主要儀器設備有：紫外分光光度計，光照培養箱，光學顯微鏡，電子天平，高壓滅菌鍋，溫度計，pH計，照度計，燒杯，量筒，容量瓶，生物計數框，吸量管，移液器等。

1.2 主要試劑與材料

試驗用水：滅菌海水；受試生物品系：中肋骨條藻；受試物：HPKL轉向劑。

1.3 受試物溶液的配制

稱取5g左右的樣品，利用粉碎機粉碎后，過100目篩。準確稱取2份100mg受試物于小燒杯中，加入試驗培養基，振蕩混勻，用超聲儀超聲5min，使其分散均勻，轉移至500mL容量瓶中，并用試驗培養基定容至標線，得到配制濃度為200mg/L的受試物貯備液。將該受試物貯備液置于磁力攪拌器上，攪拌48h以上，一份用0.45μm濾膜過濾，另一份不用過濾。

1.4 試驗條件

22℃±2℃培養 72h，光暗比為 14h/10h。

1.5 藻細胞濃度測定方式

分光光度法和細胞計數法。

1.6 實驗方法

（1）分組及濃度設計：試驗設計1個空白對照組和2個受試物濃度試驗組（表1），每組試驗溶液初始藻濃度約為 104個/mL（1±25%）。

（2）藻試驗液：取預培養合格的藻液，分光光度法測定并計算其藻細胞濃度，然后用試驗培養基稀釋到藻細胞濃度約為2×104個/mL的藻試驗液。

表1 藻類生長抑制試驗分組及濃度

（3）測試液：根據設計的試驗濃度，先向試驗容器中加入50mL藻試驗液，然后加入50mL受試物試驗液，得到藻細胞終濃度約為104個/mL；空白對照組只向50mL藻試驗液中加入50mL的試驗培養基。

（4）將各組測試液搖勻后放入光照培養箱，開始試驗。試驗期間每天手動搖動試驗溶液以平衡CO2。

（5）藻類生長狀況的測定：分別在試驗開始后0h、24h、48h、72h取樣測定各組藻細胞濃度。

1.7 結果分析

試驗結果見表2、表3。配制濃度為100mg/L受試物的過濾試驗溶液在24h、48h、72h對中肋骨條藻的生長抑制率均為0%；配制濃度為100mg/L受試物的不過濾試驗溶液在24h、48h、72h對中肋骨條藻的生長抑制率分別為0%、0.5%、3.1%。試驗過程中試驗溶液pH為8.36～8.64，溫度為21.2～22.4℃，光照強度為5 490～5 880lx。

采用中肋骨條藻評價受試物對單細胞藻類的急性毒性。根據預試驗結果，選取100mg/L試驗濃度進行限度試驗，同時設計一組空白對照，觀察并記錄中肋骨條藻在24h、48h、72h的生長情況。配制濃度為100mg/L受試物的過濾試驗溶液在24h、48h、72h對中肋骨條藻的生長抑制率均為0%；配制濃度為100mg/L受試物的不過濾試驗溶液在24h、48h、72h對中肋骨條藻的生長抑制率分別為0%、0.5%、3.1%。在本試驗的測試條件下，以配制濃度計算受試物的72h-EC50（對50%測試生物產生影響的不足以致命的特定濃度）為大于100mg/L。參照HJ/T 154-2004《新化學物質危害評估導則》生態毒理學危害性分級標準，該受試物對試驗藻類生態毒理學危害性分級為低。

2 HPKL生物累積性測試

2.1 實驗原理

生物累積性測試是在一定比例的辛醇和水的混合液中加入一定量的檢測化學劑,經過一定時間后測量辛醇和水中化學劑的量,然后計算分配系數[1,2]。

LogPow＞3表明生物有累積。

2.2 測試條件

試驗溫度：20～25℃ 范圍內。

2.3 儀器設備

水浴鍋，精密電子天平，烘箱，離心機等。

2.4 實驗方法

取適量預處理的試驗樣品，逐步加入一定量的水和正辛醇，通過攪拌或超聲的方法使之盡可能溶解，記錄加入量，計算待測樣品在水和正辛醇中的近似溶解度。

（1）采用 1∶1 氨水和 4∶1 鹽酸溶解預處理的樣品,加熱，浸泡過夜，判斷其是否能夠溶解。

（2）分別取約10mg預處理的樣品，加水、甲醇、乙腈、DMF、DMSO、二氯甲烷、正辛醇、正己烷、石油醚，經超聲處理后，浸泡過夜，再次用超聲儀超聲處理，判斷其是否能夠溶解。

表2 過濾試驗各組藻類生長抑制率結果

表3 不過濾組試驗各組藻類生長抑制率結果

（3）取20mg預處理的樣品，分別加100mL水、正辛醇及其相互飽和溶液，浸泡過夜，并用超聲儀超聲，各取濾液25mL，水浴蒸干，恒重后，測殘渣重量。

（4）取200mg預處理的樣品，分別加100mL的水、正辛醇及其相互飽和溶液，浸泡過夜并用超聲儀超聲，各取濾液25mL，水浴蒸干，恒重后，測殘渣重量。

2.5 結果分析

實驗室采用以下方式對受試物進行前期的條件摸索試驗，溶解性試驗相關結果見表4。

（1）采用 1∶1 氨水和 4∶1 鹽酸溶解受試物，經加熱，浸泡過夜，結果都為無法溶解。

表4 受試物水相和正辛醇相中的溶解度的試驗結果

（2）各取約10mg預處理的樣品，分別加水、甲醇、乙腈、DMF、DMSO、二氯甲烷、正辛醇、正己烷、石油醚，經超聲并浸泡過夜，再用超聲儀超聲處理，所有處理的樣品會有所膨脹，但都不溶解。放置7d之后，仍都不溶解。

（3）各取20mg預處理的樣品，分別加100mL的水、正辛醇及其相互飽和溶液，浸泡過夜并用超聲儀超聲，樣品可見膨脹，各取濾液25mL，水浴蒸干，恒重后稱量，殘渣結果皆為0.000 0mg，即都沒有殘留；

（4）各取 200mg 預處理的樣品，同（3）操作，也沒有殘留。

實驗未得到LogPow，表明HPKL轉向劑無生物累積性。

3 結 論

生物毒性和生物累積性測試結果表明HPKL轉向劑72h-EC50大于100mg/L，為低毒；未得到Log Pow，無生物累積性，對環境傷害小，滿足油田生產要求。