阳离子聚合物在粘土表面的吸附作用研究进展报告
粘土矿物特性与工程地质问题研究
粘土矿物特性与工程地质问题研究在工程地质领域，粘土矿物一直是一个备受关注的话题。
粘土矿物在地球表面相当常见，广泛分布于陆地、湖泊和海洋中，对岩土工程以及其他地质工程问题有着重要影响。
本文将围绕粘土矿物的特性和其在工程地质中的问题进行讨论，以深入探究这个领域的研究进展和现状。
粘土矿物是一类具有特殊物理和化学性质的矿物。
它们的主要成分是硅酸盐和氧化物，其中包括非常细微的颗粒，通常直径小于2微米。
这种微观结构赋予粘土矿物许多独特的性质，如吸湿性、膨胀性和黏性。
这些特性使得粘土矿物在工程地质中具有重要作用。
首先，粘土矿物的吸湿性对地下水流动和持水能力有着重要影响。
由于粘土矿物微小的孔隙和表面电荷，它们可以吸附并储存大量水分。
这种吸湿性常常导致地下水位的变化，对地下水资源的管理和利用产生影响。
此外，粘土矿物中的膨胀性矿物还会在吸湿时发生体积膨胀，这可能引起地下工程中的问题，如地基沉降、管道破裂等。
因此，在地下工程设计和施工中，粘土矿物的吸湿性需被充分考虑。
其次，粘土矿物的流变特性对土体的变形行为有重要影响。
粘土矿物微观层状结构中，含有泡影(交换阳离子)层和石英(非交换阳离子)层。
这些层结构的存在使得粘土矿物具有流变性，即其物理性质会随着应力的变化而发生变化。
当施加剪切应力或加载作用时，粘土矿物的层结构会发生变形和滑动，从而导致土体整体变形和塑性变形。
这种流变特性使粘土成为可塑性较强的土壤类型，对围护结构的设计和土体的稳定性评估起着关键作用。
此外，粘土矿物还与工程地质灾害密切相关。
由于其吸湿性、膨胀性和流变性，粘土矿物在自然和人为条件下可能导致各种地质灾害。
例如，在降雨季节，粘土土壤容易发生坍塌、滑坡和泥石流等现象。
此外，地震也可能引发粘土矿物的液化现象，使土壤失去稳定性。
因此，了解和研究粘土矿物的特性对于预防和应对这些地质灾害至关重要。
对粘土矿物特性和工程地质问题的研究不断深化，为各行业提供了更多的理论指导和实践经验。
聚合物的静态吸附机理研究
Ａ — Ｋｂ ｃ （） １
式 中 ， 为吸光 度 ， 因次 ； 是 比例常数 ， 般称 为 吸光 系数 ， Ａ 无 Ｋ 一 其单 位 随 ６ ｃ 用 的单位 不 同而 不 同 ， 、所 与入 射光 波长 、 溶质 的性 质 和 溶 液 的温 度 等 因素 有 关 ， ／ ｍｇ・ｃ ；ｂ为 比 色 皿 厚 度 ，ｍ； 为 溶 液 的 浓 度 ， Ｉ（ ｍ） ｃ ｃ
聚 合 物 的 静 态 吸 附 机 理 研 究
孟 中 华 ，刘 平 礼 ，吴 媛 媛 ，徐 坤 （ 西南石油大学石油工程学院， Ｉ 四Ｊ 成都 ６００） Ｉ １５ ０ 刘建 锋 （ 石化河南油田分公司勘探开发研究院， 中 河南 南阳４３３） ７ １２
［ 要］ 聚 合 物 在 流 经 多孔 介 质 过 程 中 ， 由于 表 面 吸 附 和 聚 合 物 分 子 间 的相 互 作 用 而 产 生 滞 留 ， 影 响 驱 油 摘
照标 准 曲线 ，推算 出样 品 中大 庆 Ｉ ０ｌ聚合 物 的浓度 。 一 Ｄ１
当 ５ ｒｌ 测 液 巾 聚 合 物 含 量 在 ３ ０ ｆ Ｏ 检 ａ ５ ０ ｇ以 内 时 ，吸 光 度 和 聚 合 物 溶 液 浓 度 问 的 线 性 关 系 很 好 。 由
朗 伯 比 尔 定 律 ～ ： “
聚合 物在 流经 多孑 介 质 过程 中 ， 由于 表 面吸 附 、机 械捕 集 、水动 力 学捕集 和 聚合 物分 子 间的相 互作 Ｌ 用 而产生 吸 附 。聚合物在 岩 石颗粒 表 面上 的 吸附作用 造 成 了聚合 物 的损失 ，降低 了聚合 物 溶液 中的 聚合
土壤离子吸附和交换
第七章土壤离子吸附与交换第一节土壤胶体一、土壤胶体土壤胶体是土壤中高度分散的部分，是土壤中最活跃的物质，其重要性犹如生物中的细胞，土壤的许多理、化现象，例如土粒的分散与凝聚、离子吸附与交换、酸碱性、缓冲性、粘结性、可塑性等都与胶体的性质有关。
所以，只有深入研究土壤胶体的性质，才能了解土壤理、化现象发生的本质。
二、土壤胶体的种类和构造在胶体化学中，一般指分散相物质的粒径在1—100毫微米之间的为胶体物质，而土壤胶体微粒直径的上限一般取2000毫微米。
1.胶体的种类土壤胶体按其成分和特性，主要有三种：1）土壤矿质胶体：包括次生铝硅酸盐（伊利石、蒙脱石、高岭石等）、简单的铁、铝氧化物、二氧化硅等。
2）有机胶体：包括腐殖质、有机酸、蛋白质及其衍生物等大分子有机化合物。
3）有机-无机复合胶体：土壤有机胶体与矿质胶体通过各种键（桥）力相互结合成有机-无机复合胶体。
在土壤中有机胶体和无机胶体很少单独存在，只要存在这两类胶体，它们的存在状态总是有机-无机复合胶体。
2.土壤胶体的构造胶体的构造有两种形式。
若胶体内部组成的分子或离子排列组合有严格规律的为晶形胶粒；若排列无严格规律的则属非晶形胶粒。
土壤无机胶体多属晶形胶体，有机胶体多属非晶质胶体。
土壤胶体微粒构造，从内向外可分为几个圈层：胶核是胶粒的核心，土壤胶体胶核的成分由二氧化硅、氧化铁、氧化铝、次生铝硅酸盐腐殖质等的分子团所组成的微粒核。
微粒核表面的分子向溶液介质解离而带有电荷，形成一个内离子层；在内离子层外面，由于电性吸引，形成带有相反电荷的外离子层。
这两个电性相反组成的电层，称为双电层。
在双电层中，由于内离子层决定着胶体的电位，故又称决定电位离子层；双电层的外层，由于其电荷符号与内层相反，故又称反离子层，亦称补偿离子层。
补偿离子层的离子，因距离内层远近不同，所受的电性引力的大小也不同。
距离近者受吸引力大，不能自由活动，这一部分的离子层，称为非活性补偿离子层。
粘土-水界面的扩散双电层
为了更加深入地揭示粘土水化、分散、造浆的本质，掌握泥浆性能调节的基本胶体化学原理，引入扩散双电层理论对粘土-水界面的行为机理进行分析。
（一）双电层成因与结构由于粘土颗粒在碱性水溶液中带负电荷（在端部则多数带正电荷），必然要吸附与粘土颗粒带电符号相反的离子--阳离子到粘土颗粒表面附近（界面上的浓集），形成粘土颗粒表面的一层负电荷与反离子的正电荷相对应的电层，以保持电的中性（平衡）。
粘土颗粒吸附阳离子使阳离子在粘土颗粒表面浓集的同时，由于分子热运动和浓度差，又引起阳离子脱离界面的扩散运动，粘土颗粒对阳离子的吸附及阳离子的扩散运动两者共同作用的结果，在粘土颗粒与水的界面周围阳离子呈扩散状态分布，即形成扩散双电层。
更值得指出的现象是，这种扩散层本质性地分成两部分-吸附层与扩散层，其结构如图11-6所示。
1. 吸附层吸附层是指靠近粘土颗粒表面较近的一薄层水化阳离子，其厚度一般只有几个Ǻ。
这一薄层水化阳离子，由于与粘土颗粒表面距离近，阳离子的密度大，静电吸引力强，被吸附的阳离子与粘土颗粒一起运动难以分离。
2. 扩散层扩散层是吸附层外围起直到溶液浓度均匀处为止（离子浓度差为零）由水化阳离子及阴离子组成的较厚的离子层。
这部分阳离子由于本身的热运动，自吸附层外围开始向浓度较低处扩散，因而与粘土颗粒表面的距离较远，静电引力逐渐减弱（呈二次方关系减弱），在给泥浆体系接入直流电源时，这层水化离子能与粘土颗粒一起向图11-6 粘土表面的扩散双电层电源正极运动而相反向电源负极运动。
扩散层中阳离子分布是不均匀的，靠近吸附层多，而远离吸附层则逐渐减少，扩散层的厚度，依阳离子的种类和浓度的不同，约为10～00Ǻ。
3. 滑动面它是吸附层和扩散层之间的一个滑动面。
这是由于吸附层中的阳离子与粘土颗粒一起运动，而扩散层中的阳离子则有一滞后现象而呈现的滑动面。
4. 热力电位E它是粘土颗粒表面与水溶液中离子浓度均匀处之间的电位差。
热力电位的高低，取决于粘土颗粒所带的负电量。
粘土矿物对聚合物的静态吸附研究
2010 年第 21 期 孟中华等 粘土矿物对聚合物的静态吸附研究
G —岩石颗粒的质量 , g。 2 实验部分 2 . 1 实验仪器与材料 721 型分光光度计; T DL - 60B 离心机 303 7: 转速 3 000 r� m in, 时间 10m in;
15
测液的体 积不超过 35m l, 检测液 中聚合 物含量 在 50 0 ～ 35 00Λg 范围内, 再加蒸馏水稀释到 30 ml 。 振摇 均 匀后 加入 1m l 饱和溴 水, 反 应 10m in 后再 加入
V (C 0 - C e G ( 2)
式中: A 为吸光度, 无因次; K 是比例常数, 一般 称为吸光系数 , 其单位随 b、 c 所用的单位不同而不 同, 与入射光波长、 溶质的性质和溶液的温度等因素 有关 , L �(m g. cm ) ; b 为比色皿厚度, cm ; c 为溶液 收稿日期: 201 0- 08 - 15
1 . 1 标准曲线
的浓度 ,m g � L。 1 . 2 静态吸附 淀粉- 碘化镉比色法测A P - P 4 聚合物浓度的 原理是利用霍夫曼重排的第一步反应 , 用溴与酰胺 基作用生成 N - 溴代酰胺, 该化合物水解产生次溴 酸 , 相互间能保持平衡 , 次溴酸能定量地将碘离子氧 化成碘。 因此 , 即使酰胺基在低浓度时, 仍能以淀粉 - 碘化物有效形式进行测定7, 8 , 反应式如下:
5m l1% 的甲酸钠溶液 , 反应 4 m in 后立即加入 5m l 淀
缓冲溶液: 称取 25g 三水醋酸钠溶解在 80 0 ml 蒸馏水中 , 加入十八水硫酸铝 0 . 5 0g , 用醋酸调节 pH 值使其达到 5 , 最后将溶液稀释到 1 000m l 备用; 甲酸钠溶液: 用蒸馏水配制 1% 的甲酸钠溶液; 饱和溴水: 约 30m l 分析纯溴加入到 5 00 m l 蒸馏 水中 , 摇匀放置备用; 淀粉 - 碘化镉试剂: 称取 11g 碘化镉溶于 40 0 ml 蒸馏水中 , 加热煮沸 1 5 m in 稀释到约 800m l, 再加入 2 . 5g 可溶性淀粉, 让溶液平稳地煮沸 5 m in , 溶解后 用滤纸过滤, 最后将滤液稀释到 100 0 m l 备用, 淀粉 - 碘化镉试剂的放置时间最好不要超过两星期。 聚合物A P - P4 溶液: 通常用 A P- P4 干粉配制 成 5 000m g�l 的母液 , 然后根据需要将母液稀释到所 需的浓度。 2 . 2 实验步骤
阳离子表面活性剂的应用
阳离子表面活性剂的其他应用一、工业循环水用杀菌剂工业用水的水质中含有多种菌类和藻类微生物，这些微生物的滋长，给换热器等设备的正常使用带来很大威胁，它使设备效能大大下降，严重时甚至使设备堵塞；腐蚀穿孔。
在强调节省能源，节省水资源的今天，这一问题已引起人们的高度重视。
理想的工业水杀菌灭藻剂应具有广谱、高效、低毒、易生物降解，对水质要求低，投料方便以及对其他水处理剂无相互干扰等特点。
但是，常用的氯气，次氯酸盐等氧化性杀菌灭藻剂，以及氯酚，二硫氰甲烷等非氧化性杀菌灭藻剂都不能达到这些要求。
因而使它们的应用范围受到很大限制，有的已被淘汰。
近年来，在为数不多的工业水杀菌灭藻剂中，季铵盐却由于它的独特优点而得到越来越广泛的应用。
国内在20世纪70年代开展了对季铵盐在工业用水的杀菌灭藻方面的应用研究。
对包括季铵盐在内的47种化合物对控制炼油厂循环冷却水中菌藻危害的效果进行了研究。
以异养菌、铁细菌和硫酸盐还原菌为对象，测量杀菌率达99％以上所需各种化合物的最低浓度为准，筛选出十二烷基二甲馑苄基氯化铵(洁而灭及1227)、十六烷基三甲基溴化铵(1631)、十六烷基氯化吡啶和洗必泰等季铵盐为较理想的杀菌灭藻剂。
其中，洗必泰因价格昂贵，实际应用还有困难。
此外，季铵盐还在各种大型循环冷却水系统中用作冲击剥离剂。
这是因为它除了可以像一般杀菌灭藻剂那样杀灭表层的菌藻外，还是一种表面活性剂，它还可以渗透到菌垢层的内部，将吸附在设备器壁上的菌藻杀死，使之在水流冲刷下从壁上脱落下来。
这一特性是其他杀菌灭藻剂所不及的，生产中菌藻形成的污垢覆盖在热交换器管壁上，是引起热交换效率下降，乃至管道堵塞，腐蚀穿孔的主要因素。
工业节能上具有很大意义。
季铵盐作冲击剥离荆，其用量为一般动态用量的2～10倍。
不同工作者对五种非氧化性杀菌灭藻剂对比评定的数据略有上下，一般都显示出洁而灭的效果最好，其次是l227、Nalc07326、1231又次于前四种。
高效粘土稳定剂的合成2
粘土稳定剂的合成与发展1 无机盐类粘土稳定剂无机盐类:该类粘土稳定剂货源广、价格低、使用维护简单,但它只能暂时防膨粘土颗粒,当油层环境变化时,该类粘土稳定剂发生阳离子交换,使粘土恢复至原来的水敏状态,另外,这类粘土稳定剂不可能像聚合物那样产生多点吸附,因此对防止粘土运移效果不明显。
该类粘土稳定剂主要用在钻井、压裂、酸化等作业中。
主要由钠盐(NaCl)、钾盐(KCl)、铵盐(NH4Cl)等。
无机盐类粘土稳定剂的防膨机理:无机盐类在水中可以电离出阳离子,中和粘土所带负电荷,消除粘土矿物晶层间负电荷的斥力,使水分子难以进入粘土矿物的晶层间,防止粘土的水化膨胀、分散运移,保护了油气层。
金属离子与粘土矿物晶层吸引力越大,防膨性能越好。
粘土的防膨性主要取决与金属离子的性质,种类和水化能力等。
价数高的金属离子与粘土矿物晶层的吸附能力强;对于同价金属离子来说,离子水化半径越小与粘土矿物晶层的吸附能力越大,越易被吸附到粘土矿物晶层上面去。
无机多核聚合物:目前,油田上用于粘土稳定剂的多核羟桥络离子主要有两种:羟基铝和羟基锆。
多核羟桥络离子类粘土稳定剂可作为长效粘土稳定剂使用,能消除微粒运移和粘土水化膨胀的危害,能处理大面积的储层,但耐酸性差,货源不充分,价格偏高[8]。
2 阳离子表面活性剂类粘土稳定剂阳离子表面活性剂类型的粘土稳定剂一般为季铵盐阳离子表面活性剂,目前发展较好的为Gemini阳离子表面活性剂。
季铵盐阳离子表面活性剂粘土稳定剂的防膨机理[9]:当季铵盐类阳离子表面活性剂溶于水中后,可分解出负离子CI-和Br-和阳离子基团。
季铵盐与其它组分共同作用后包围粘土颗粒,在粘土颗粒表面形成吸附膜。
季铵盐的阳离了极性端占据的空阻很大,可以深入到扩散双电层内部,直接与粘土颗粒表面的水合负电层产生静电吸附,造成少量的分了占据很大的表面积。
同时由于季铵盐的分了远大于液相中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子,空间效应造成了吸附双电层的加厚,相当于延长了水分子与粘土矿物表面之间极性作用的距离,水分子在粘土颗粒表面的吸附大为降低。
BSA-102防膨缩膨剂作用机理及性能研究
BSA-102防膨缩膨剂作用机理及性能研究张建忠;吴豪;安青松;胡旭辉【摘要】介绍了小分子阳离子聚合物BSA-102防膨缩膨剂的防膨缩膨机理,考察了该产品的防膨缩膨性能,简要说明了其现场应用效果.该产品防膨缩膨效果优异,具有很好的耐高温、抗酸碱、抗冲刷能力,在现场实际应用中具有明显的降压增注、恢复地层渗透率的效果.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2016(017)002【总页数】3页(P43-45)【关键词】防膨缩膨剂;作用机理;降压增注;油层保护;阳离子聚合物【作者】张建忠;吴豪;安青松;胡旭辉【作者单位】中国石油冀东油田分公司井下作业公司,河北唐山063200;中国石油冀东油田分公司井下作业公司,河北唐山063200;中国石油冀东油田分公司井下作业公司,河北唐山063200;中国石油冀东油田分公司井下作业公司,河北唐山063200【正文语种】中文在钻井、完井、井下作业以及油气田开发过程中，由于外来液体的侵入，地层中的黏土矿物，特别是蒙脱石和伊利石经常会出现膨胀、分散、运移等状况，使得地层渗透率降低，严重影响油田的正常生产运营[1-5]。
地层保护以及地层受到伤害后的恢复工作是油气田开发相关科研工作者一直努力研究的课题[6-7]。
在钻井液、修井液、注入水等液体中加入黏土稳定剂或防膨缩膨剂是比较简单实用的方法。
黏土稳定剂的发展过程经历了无机盐类、无机聚合物类、阳离子表面活性剂类、阴离子聚合物类等，但各有其缺点或不足之处[8-14]。
BSA-102防膨缩膨剂是一种小分子阳离子聚合物型防膨缩膨剂，产品的相对分子质量较小，可用于低渗油气层，具有明显的防止黏土水化膨胀和分散运移的作用，并能使已膨胀黏土缩小其膨胀体积，恢复油层渗透率。
1.1 压缩双电层机理防膨缩膨剂BSA-102的活性无机超微粒带有充足的正电荷离子，能够进入黏土颗粒晶层间，依靠静电引力吸附中和黏土颗粒所带负电荷，压缩双电子层，降低Zeta电位，使晶层收缩，减小黏土层间距。
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阳离子聚合物在粘土表面的吸附作用研究进展
宋恒宇
（中国石油大学（北京）石油工程学院，北京102200）摘要：阳离子聚合物在油田领域运用广泛，主要凭借其与粘土的吸附作用达到稳定地层、井壁，防止粘土颗粒运移的目的。
主要从解释其与粘土的吸附机理，阐述其吸附量、解吸量与诸多因素的关系，以及论述其与粘土作用后的效果等方面来综述对其的研究进展，最后举出相关的应用实例。
关键词：阳离子聚合物、粘土、吸附、稳定
1 阳离子聚合物在粘土表面吸附作用的概述
阳离子聚合物一般是指分子量大于10000，主链或者侧链上带有阳离子基团的高分子聚合物。
其有两种存在形式，一是天然的，二是人工合成的，一般我们在实际运用中，后者使用较多，对于天然聚合物的利用一般需要人工改造，以达到既定的目的和效果。
其在油田领域的应用很是活跃：
1.1、在油气井领域，主要把其作为一种粘土稳定剂来使用。
粘土矿物广泛存在于油层中，如果粘土含量比较高的油层在开发过程中不采取相应的措施，就会造成粘土矿物膨胀、分散和运移，导致渗透率下降，产生地层损害，如图1所示。
粘土表面一般带有负电荷，阳离子聚合物依靠电荷中和、相吸，以及分子间作用力（包括氢键）等作用和粘土紧密相连，同时聚合物分子量大，链比较长，可以实现多点吸附，增加其吸附能力。
在钻井的过程中，如果井壁含有大量的易水化膨胀的粘土，则可以用该聚合物对井壁进行稳定固化。
图 1
1.2、在油气田开发过程中，阳离子聚合物对粘土的吸附作用可以用来做堵水调剖剂。
阳离子聚合物吸附在粘土表面后，具有很强的耐冲刷、耐渗透的能力，可以有效的封堵高渗透层段，防止水窜。
以上各项功能的实现都与阳离子聚合物在粘土表面的吸附作用密切相关，所以研究粘土表面的结构组成，研究阳离子聚合物的结构特点，以及吸附作用的过程机理，对各项功能的实现具有重要意义。
2 吸附的机理和作用方式以及其解吸作用
粘土由极细的粘土矿物组成，在水中具有分散性、带电性和离子交换性，其成分主要是SiO2、Al2O3和水，还含有少量的铁、碱金属和碱土金属，粘土矿物的成分就是含水的铝硅酸盐。
常见的粘土矿物有：蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、蛭石以及海泡石等。
粘土表面带负电荷，大体上可以分为三类：①永久负电荷：是由于发生晶格取代所产生的。
永久性负电荷的特点：一是不受pH 值的影响；二是大部分分布在晶层的层面上。
②可变负电荷：粘土颗粒的可变性负电荷的数量随介质pH 值的变化而改变，即取决于介质pH 值大小的负电荷称为可变性负电荷。
③正电荷：由于硅氧四面体和铝氧八面体的断键引起粘土颗粒端部带有正电荷。
阳离子聚合物所带的正电荷可以和粘土表面产生很强的静电引力，也可以产生分子间作用力和氢键，使得阳离子聚合物紧紧地吸附在粘土表面，达到固化稳定的作用，同时粘土被阳离子聚合物吸附后，正负离子中和使得颗粒间的双电层斥力减小，
从而导致粘土颗粒间的结合更为紧密。
对于同一种聚合物，随着其溶液浓度的增加，吸附量也随之增加，可分为三个阶段：（1）第一阶段：这一阶段是双电子层外围的替换阶段，由于粘土带负电，其边面会对阳离子产生吸附从而形成双电子层，边面的阳离子远没有聚合物的吸附作用强，所以阳离子聚合物逐渐把小分子阳离子替换下来。
（2）第二阶段：随着阳离子聚合物的量逐渐增加，其长链不能再以舒展的形式存在，开始盘区折叠，这就使得分子间作用力和氢键开始发挥作用，导致其与粘土的吸附力更大，而且其自身的氢键作用也使得粘附更加稳定。
（3）第三阶段：达到一定的吸附量之后，聚合物浓度再增加会使得其吸附作用不再明显增强，首先是因为吸附量达到一定程度，会导致吸附厚度增加，不利于外围的聚合物对粘土的作用，其次吸附了大量的聚合物之后，粘土边面的带电情况会逐渐由负转正，会对新注入的聚合物产生静电斥力，抑制其吸附，大致关系如图2所示。
图 2
而对于不同的聚合物，其吸附量和诸多因素相关，比如，分子量、温度、阳离子化度等。
根据吴新民的实验研究阳离子聚合物在蒙脱土上的饱和吸附量，结果如表3所示，随着分子量的增大，其吸附量略有增加，但不明显，而随着阳离子化度的增加，其吸附量降低。
图 3
在地层流体的浸泡、冲刷、冲蚀下，已吸附的聚合物或多或少都有一定的解吸附存在。
两者是相反互逆的过程，发生解吸的聚合物主要分布在粘土外围，作用力比较小的区域。
要确定吸附作用的好坏，对于其解吸过程以及影响因素的研究也是很重要的。
3 对粘土表面性能的改变和影响
阳离子聚合物是一种高分子化合物，具有很长的链状结构，对带有阴离子的粘土具有很好的粘附和稳定作用。
一定量的阳离子聚合物以盘区折叠、多点作用的方式附着在粘土表面，与粘土的作用力有静电引力，分子间作用力，其自身又有分子间作用力以及氢键作用，多个层次、多个空间地产生作用，和粘土形成强有力的粘合稳定结构，抑制粘土矿物的水化、分散作用，同时如果不同的粘土颗粒吸附在同一条聚合物链上，又可以降低粘土颗粒的运移。
聚合物作用在油层中时，可以占据孔隙空间，降低油层渗透率，有效地起到调剖堵水的作用。
4 目前研究的进展
吴新民、罗平亚通过对阳离子聚合物测定方法的研究，得出了一种测定溶液中微量或痕量有机阳离子聚合物的有效方法：淀粉一碘化锅显色法，并以此方法为墓础，分析了吸附与解吸附的影响因素。
戴彩丽等针对具有窜流大孔道的低渗透砂岩油藏条件，对交替注入阴、阳离子聚合物的深部调剖技术进行了研究，并得出阳离子聚合物效果更好的结论。
刘光全研究结果表明聚合物在粘土颗粒表面的吸附是高度不可逆的，聚合物高分子与粘土因氢键、静电及嵌入三种相互作用方式而吸附，阳离子型聚合物絮凝剂在钻井液固体颗粒表面比阴离子和非离子型絮凝剂有高得多的吸附性能。
杨光胜等对有机阳离子聚合物类产品稳定粘土的能力进行了评定。
G. Jock Churchman将不同的阳离子聚合物与粘土进行吸附并制
成纳米复合材料，并测定和比较了他们对阴离子和非离子污染物的吸收性能。
5 具体应用实例：PA-F型粘土稳定剂的运用
该剂是胜利油田滨海采油指挥部工艺研究所针对滨海地区地质情况，于1986年研制成功的。
合成工艺步骤包括：丙烯酰胺单体聚合，同甲醛进行羟甲
基化反应，继而同多胺化合物进行缩合和季铵化反应,生成物为阳离子在支链上
的聚合物。
稳定粘土的机理是:聚合物通过阳离子多点吸附在粘土表面，中和粘
土表面的负电荷，消除电斥力，使粘土晶层处于压缩状态；聚合物长链对粘土颗粒的束缚和包被作用使其免受水的侵害和冲刷。
该剂有两个牌号：PA-F1和PA-F2。
PA-F1用于油井处理，PA-F2用于注水井处理。
PA-F自1986年6月投入现场使用，先后在孤岛等七个油田推广应用，到1988年8月共施工422井次,其中油井施工243井次，平均增产有效期为218天，最长达717天；水井施工19井次，平均增注有效期为200天，最长达681天，生产和经济效益显著。
参考文献
[1] 柳潇雄. 阳离子聚合物在粘土表面的吸附作用研究进展.中国新技术新产品.2014,12（6）；
[2] 赵冬梅. 聚合物驱后阳离子聚合物堵水技术.油气地质与采收率.2006,7（4）；
[3] 贾相臣. 阳离子聚合物合成及对粘土稳定性的研究.大庆石油学院.研究生学
位论文.2010,3；
[4] 吴新民，罗平亚. 阳离子聚合物在粘土表面吸附与解吸附性质研究[J].西安
石油学院学报.1996，11（3）；
[5] 杨光胜. 有机阳离子聚合物粘土稳定剂的评价.油田化学.1989，6（4）
[6]刘光全. 聚合物在粘土及钻井液固体颗粒表面的吸附.油气田环境保
护.1999,9（3）；。