纳米二氧化硅对复合凝胶体系性能影响

发布时间：2024-03-09 20:32

　　针对油井垮塌漏失的情况,研制出一种高强度聚合物桥塞体系。该体系以部分水解的聚丙烯酰胺为主剂,以铬/树脂为交联剂,以纳米二氧化硅为体系增强剂,制备成高强度的纳米二氧化硅复合凝胶。利用扫描电镜、哈克流变仪、凝胶突破压力评价装置对复合凝胶进行性能评价和机理分析。结果表明,添加纳米SiO₂会使复合凝胶的网状结构增粗,弹性模量(G′)和粘性模量(G″)大幅提升,突破压力最大可提升189.63%。

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1凝胶突破压力评价装置

采用实验室自制的耐温耐压凝胶突破压力评价装置(图1),对纳米二氧化硅复合交联体系的机械强度进行评价。将纳米二氧化硅复合凝胶体系置于套管内成胶,利用水泵将去离子水注入凝胶底部,对其施加压力以测量其突破压力。2结果与讨论

图2复合交联体系弹性模量等高线图

将添加不同浓度交联剂的聚合物置入140℃烘箱中,聚合物4h成胶。将交联后的聚合物取出,使用流变仪测量每个样品在0.1Hz条件下的弹性模量[10],所得数据绘制等高线图,结果见图2。测量温度25℃。由图2可知,当树脂交联剂使用量为2.0%时,该等高线图呈向下凹陷趋势,....

图4聚合物弹性模量及粘性模量

图4为不同纳米二氧化硅添加量对聚合物的弹性模量和粘性模量的影响。由图4可知,随着纳米二氧化硅添加量的增加,聚合物胶体的弹性模量显著增加,这是由于纳米颗粒表面存在不饱和键,使其在聚合物体系形成三维结构时容易参与到三维网络结构中充当交联点,增加材料的力学强度[14]。

图5凝胶突破压力曲线

纳米二氧化硅复合交联体系主要用作修井时在井筒内暂堵,需要有较大的强度来封堵油气层,且需要有较好的粘附性能,保证形成的暂堵桥塞不易从井筒中滑落。突破压力实验旨在评价聚合物凝胶在井筒内的封堵性能。由图5可知,注水初期,施加在凝胶底部的水压随时间逐渐增大,此时凝胶耐压且没有发生破裂。随....

本文编号：3923908