SiO_(2)微纳颗粒对凝胶堵剂耐温性能提升的研究

作     者：伍亚军 马清杰 吴贝贝 亢智 李生林 王秋莲 谭陆西 WU Ya-jun;MA Qing-jie;WU Bei-bei;KANG Zhi;LI Sheng-lin;WANG Qiu-lian;TAN Lu-xi

作者机构：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室新疆乌鲁木齐830011 重庆大学化学化工学院重庆401331 

出 版 物：《现代化工》 (Modern Chemical Industry)

年 卷 期：2024年第44卷第S01期

页      面：264-268页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：凝胶 SiO_(2) 粒径 耐温 强度 

摘      要：聚丙烯酰胺(PAM)体系水凝胶是采油中常用的堵水调剖试剂,无机微纳颗粒的引入常用于提升PAM体系水凝胶的机械性能,但其引入对凝胶耐温性能的影响则鲜有讨论。为了探索无机微纳颗粒粒径对凝胶堵剂耐温性能的影响,引入5种粒径分别为15 nm、30 nm、100 nm、1μm、10μm的SiO_(2)微纳颗粒并研究其对PAM凝胶高温老化前后的弹性模量、黏性模量和拉伸强度等性质的影响。结果表明,随着SiO_(2)粒径的减小,凝胶耐温性能呈先增加后减小的趋势;SiO_(2)颗粒粒径为30 nm时,凝胶的强度和耐温性能最好;与不含SiO_(2)颗粒的凝胶相比,高温老化前含粒径30 nm SiO_(2)颗粒的凝胶的储能模量高约2.1倍、拉伸强度高约4.6倍、同等应变下压缩所需应力更高;高温老化后含粒径30 nm SiO_(2)颗粒的凝胶储能模量高约1.9倍、拉伸强度高约3.3倍、同等应变下压缩所需应力更高。SEM扫描电镜结果表明,SiO_(2)颗粒粒径减小、比表面积增大,单位体积凝胶中微纳颗粒表面羟基与PAM中酰胺基形成的氢键链接越多,因此强度越高,耐温性随之提升;但粒径过小时颗粒分散性差,易于团聚,会使得上述效应减弱,因此凝胶机械强度和耐温性能下降。