泡沫流体在石油工业中有着重要的应用,由于其热力学不稳定性,如何提高其稳定性是应用的基础和前提。开发新型的稳泡剂对于提高泡沫体系的稳定性和泡沫在驱油方面的广泛应用具有重要的意义。凹凸棒石具有优异的物理化学性质,通过酸提纯和表面改性获得的生产成本低的天然一维纳米材料凹凸棒石作为泡沫体系的稳泡剂,可以有效降低纳米材料稳定泡沫体系的应用成本,对于提高泡沫体系的稳定性具有重要的意义,主要开展了以下工作和取得如下研究成果(1)选取天然凹凸棒石作为研究对象,首先对其进行酸提纯和表面改性,使用原子力显微镜(AFM)、红外光谱、Zeta电位仪、扫描电镜、XRD和浊度仪等仪器分别分析了凹凸棒石的表面形貌、化学基团、Zeta电势值、矿物组成和在不同介质中的分散性。结果表明,天然凹凸棒石颗粒为纤维状,晶体纤维长度在1μm左右,粒径在80nm~100nm之间,凹凸棒石颗粒在水中出现明显团聚的现象;酸处理前后凹凸棒石晶体的纤维长度由1μm减小到0.6μm,粒径从90nm减小到40nm左右,酸处理后的凹凸棒石颗粒在水中团聚程度有所减弱;表面改性前后的凹凸棒石的晶体纤维长度没有明显的变化,粒径由40nm增大到75nm,表面改性后的凹凸棒石颗粒在水中的团聚现象明显减弱,分散程度得到有效提高。(2)通过气流法、Waring Blender法和罗氏起泡法来研究不同处理方式的凹凸棒石对表面活性剂(AOS和十四烷基脒)所形成的泡沫体系的稳定效果和稳定机理研究。结果表明在相同的质量浓度和实验条件下,添加表面改性的凹凸棒石的泡沫体系的泡沫析液半衰期最大,添加酸提纯凹凸棒石的泡沫体系次之,添加天然凹凸棒石的泡沫体系最小,但是和纯表面活性剂相比,不同处理方式下的凹凸棒石与表面活性剂的结合更加有助于提高泡沫的稳定性,并在一定程度上改善了泡沫体系耐高温性、耐盐性等性能。