编号：CYYJ043349
篇名：SiO2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
关键词： 凝胶 SiO2 粒径 耐温 强度
机构： 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司 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 重庆大学化学化工学院
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SiO2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SiO2粒径的减小,凝胶耐温性能呈先增加后减小的趋势;SiO2颗粒粒径为30 nm时,凝胶的强度和耐温性能最好;与不含SiO2颗粒的凝胶相比,高温老化前含粒径30 nm SiO2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 SiO2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,SiO2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。
