SiO2微納顆粒對(duì)凝膠堵劑耐溫性能提升的研究

編號(hào)：CYYJ043349

篇名：SiO2微納顆粒對(duì)凝膠堵劑耐溫性能提升的研究

作者：伍亞軍 馬清杰 吳貝貝 亢智 李生林 王秋蓮 譚陸西

關(guān)鍵詞： 凝膠 SiO2 粒徑 耐溫 強(qiáng)度

機(jī)構(gòu)： 中國石油化工股份有限公司西北油田分公司 中國石油化工集團(tuán)公司碳酸鹽巖縫洞型油藏提高采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院

摘要： 聚丙烯酰胺(PAM)體系水凝膠是采油中常用的堵水調(diào)剖試劑,無機(jī)微納顆粒的引入常用于提升PAM體系水凝膠的機(jī)械性能,但其引入對(duì)凝膠耐溫性能的影響則鮮有討論。為了探索無機(jī)微納顆粒粒徑對(duì)凝膠堵劑耐溫性能的影響,引入5種粒徑分別為15 nm、30 nm、100 nm、1μm、10μm的SiO2微納顆粒并研究其對(duì)PAM凝膠高溫老化前后的彈性模量、黏性模量和拉伸強(qiáng)度等性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,隨著SiO2粒徑的減小,凝膠耐溫性能呈先增加后減小的趨勢(shì);SiO2顆粒粒徑為30 nm時(shí),凝膠的強(qiáng)度和耐溫性能最好;與不含SiO2顆粒的凝膠相比,高溫老化前含粒徑30 nm SiO2顆粒的凝膠的儲(chǔ)能模量高約2.1倍、拉伸強(qiáng)度高約4.6倍、同等應(yīng)變下壓縮所需應(yīng)力更高;高溫老化后含粒徑30 nm SiO2顆粒的凝膠儲(chǔ)能模量高約1.9倍、拉伸強(qiáng)度高約3.3倍、同等應(yīng)變下壓縮所需應(yīng)力更高。SEM掃描電鏡結(jié)果表明,SiO2顆粒粒徑減小、比表面積增大,單位體積凝膠中微納顆粒表面羥基與PAM中酰胺基形成的氫鍵鏈接越多,因此強(qiáng)度越高,耐溫性隨之提升;但粒徑過小時(shí)顆粒分散性差,易于團(tuán)聚,會(huì)使得上述效應(yīng)減弱,因此凝膠機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性能下降。