HPKL液流转向剂安全性能测试

江厚顺 杨立民 曹 渭

1.长江大学 石油工程学院 （湖北 荆州 434023）

2.中国石油勘探开发研究院 采油所 （北京 100083）

3.广东省微生物分析检测中心 （广东 广州 510070）

HPKL转向剂是一种新型可吸水缓胀弹性材料，通过聚合及可控交联技术形成的具有互穿网络结构的聚合物凝胶体。其吸水体积膨胀速度缓慢、膨胀后强度高、弹性形变性好、长期稳定性好、耐盐抗酸碱性能优。遇水初期体积膨胀2～3倍，具有一定弹性和变形通过能力。初始颗粒膨胀倍数低、体积小，可避免注入过程中受剪切性能损伤，并易于进入地层的深处，起到深部调整吸水剖面作用。为进一步推广该剂在国内外油田的应用，需按照国际国内标准对HPKL转向剂进行安全性能测试。

1 HPKL急性中毒性测试

1.1 实验仪器与设备

实验主要仪器设备有：紫外分光光度计，光照培养箱，光学显微镜，电子天平，高压灭菌锅，温度计，pH计，照度计，烧杯，量筒，容量瓶，生物计数框，吸量管，移液器等。

1.2 主要试剂与材料

试验用水：灭菌海水；受试生物品系：中肋骨条藻；受试物：HPKL转向剂。

1.3 受试物溶液的配制

称取5g左右的样品，利用粉碎机粉碎后，过100目筛。准确称取2份100mg受试物于小烧杯中，加入试验培养基，振荡混匀，用超声仪超声5min，使其分散均匀，转移至500mL容量瓶中，并用试验培养基定容至标线，得到配制浓度为200mg/L的受试物贮备液。将该受试物贮备液置于磁力搅拌器上，搅拌48h以上，一份用0.45μm滤膜过滤，另一份不用过滤。

1.4 试验条件

22℃±2℃培养 72h，光暗比为 14h/10h。

1.5 藻细胞浓度测定方式

分光光度法和细胞计数法。

1.6 实验方法

（1）分组及浓度设计：试验设计1个空白对照组和2个受试物浓度试验组（表1），每组试验溶液初始藻浓度约为 104个/mL（1±25%）。

（2）藻试验液：取预培养合格的藻液，分光光度法测定并计算其藻细胞浓度，然后用试验培养基稀释到藻细胞浓度约为2×104个/mL的藻试验液。

表1 藻类生长抑制试验分组及浓度

（3）测试液：根据设计的试验浓度，先向试验容器中加入50mL藻试验液，然后加入50mL受试物试验液，得到藻细胞终浓度约为104个/mL；空白对照组只向50mL藻试验液中加入50mL的试验培养基。

（4）将各组测试液摇匀后放入光照培养箱，开始试验。试验期间每天手动摇动试验溶液以平衡CO2。

（5）藻类生长状况的测定：分别在试验开始后0h、24h、48h、72h取样测定各组藻细胞浓度。

1.7 结果分析

试验结果见表2、表3。配制浓度为100mg/L受试物的过滤试验溶液在24h、48h、72h对中肋骨条藻的生长抑制率均为0%；配制浓度为100mg/L受试物的不过滤试验溶液在24h、48h、72h对中肋骨条藻的生长抑制率分别为0%、0.5%、3.1%。试验过程中试验溶液pH为8.36～8.64，温度为21.2～22.4℃，光照强度为5 490～5 880lx。

采用中肋骨条藻评价受试物对单细胞藻类的急性毒性。根据预试验结果，选取100mg/L试验浓度进行限度试验，同时设计一组空白对照，观察并记录中肋骨条藻在24h、48h、72h的生长情况。配制浓度为100mg/L受试物的过滤试验溶液在24h、48h、72h对中肋骨条藻的生长抑制率均为0%；配制浓度为100mg/L受试物的不过滤试验溶液在24h、48h、72h对中肋骨条藻的生长抑制率分别为0%、0.5%、3.1%。在本试验的测试条件下，以配制浓度计算受试物的72h-EC50（对50%测试生物产生影响的不足以致命的特定浓度）为大于100mg/L。参照HJ/T 154-2004《新化学物质危害评估导则》生态毒理学危害性分级标准，该受试物对试验藻类生态毒理学危害性分级为低。

2 HPKL生物累积性测试

2.1 实验原理

生物累积性测试是在一定比例的辛醇和水的混合液中加入一定量的检测化学剂,经过一定时间后测量辛醇和水中化学剂的量,然后计算分配系数[1,2]。

LogPow＞3表明生物有累积。

2.2 测试条件

试验温度：20～25℃ 范围内。

2.3 仪器设备

水浴锅，精密电子天平，烘箱，离心机等。

2.4 实验方法

取适量预处理的试验样品，逐步加入一定量的水和正辛醇，通过搅拌或超声的方法使之尽可能溶解，记录加入量，计算待测样品在水和正辛醇中的近似溶解度。

（1）采用 1∶1 氨水和 4∶1 盐酸溶解预处理的样品,加热，浸泡过夜，判断其是否能够溶解。

（2）分别取约10mg预处理的样品，加水、甲醇、乙腈、DMF、DMSO、二氯甲烷、正辛醇、正己烷、石油醚，经超声处理后，浸泡过夜，再次用超声仪超声处理，判断其是否能够溶解。

表2 过滤试验各组藻类生长抑制率结果

表3 不过滤组试验各组藻类生长抑制率结果

（3）取20mg预处理的样品，分别加100mL水、正辛醇及其相互饱和溶液，浸泡过夜，并用超声仪超声，各取滤液25mL，水浴蒸干，恒重后，测残渣重量。

（4）取200mg预处理的样品，分别加100mL的水、正辛醇及其相互饱和溶液，浸泡过夜并用超声仪超声，各取滤液25mL，水浴蒸干，恒重后，测残渣重量。

2.5 结果分析

实验室采用以下方式对受试物进行前期的条件摸索试验，溶解性试验相关结果见表4。

（1）采用 1∶1 氨水和 4∶1 盐酸溶解受试物，经加热，浸泡过夜，结果都为无法溶解。

表4 受试物水相和正辛醇相中的溶解度的试验结果

（2）各取约10mg预处理的样品，分别加水、甲醇、乙腈、DMF、DMSO、二氯甲烷、正辛醇、正己烷、石油醚，经超声并浸泡过夜，再用超声仪超声处理，所有处理的样品会有所膨胀，但都不溶解。放置7d之后，仍都不溶解。

（3）各取20mg预处理的样品，分别加100mL的水、正辛醇及其相互饱和溶液，浸泡过夜并用超声仪超声，样品可见膨胀，各取滤液25mL，水浴蒸干，恒重后称量，残渣结果皆为0.000 0mg，即都没有残留；

（4）各取 200mg 预处理的样品，同（3）操作，也没有残留。

实验未得到LogPow，表明HPKL转向剂无生物累积性。

3 结 论

生物毒性和生物累积性测试结果表明HPKL转向剂72h-EC50大于100mg/L，为低毒；未得到Log Pow，无生物累积性，对环境伤害小，满足油田生产要求。