不同浓度交联聚合物微球溶液的微观形态和流变特性.pdf

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1、2015年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2015第30卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_30No．1文章编号：1673-064X(2015)O1-0042-05不同浓度交联聚合物微球溶液的微观形态和流变特性陈海玲，郑晓宇，蒋庆哲，李先杰(1．中国石油大学(北京)理学院，北京102249；2．南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳473004；3．中海油研究总院，北京100027)摘要：为了研究交联聚合物微球水溶液的流变性能与微球微观形态之间的关系，测定了不同浓度交联聚合物微球溶液的流变性

2、能，利用环境扫描电镜观察了不同浓度交联聚合物水溶液中微球的微观结构形态，系统研究了微球溶液的流变性与聚合物微球浓度的关系，并分析了微球溶液流变性随浓度和剪切速率变化的原因。结果表明：随着聚合物微球浓度的增加，溶液的胀流性逐渐减弱，假塑性逐渐增强，时间效应也相应地增强；随着剪切速率的增加，低浓度的微球溶液与高浓度的微球溶液呈现出不同的流变特征，利用环境扫描电镜观察得到的水中微球的微观结构形态很好地解释了这一现象，为进一步研究深部液流改向和调剖机理提供理论支持。关键词：交联聚合物微球；流变行为；微观结构；环境扫描电镜；黏度中图分类号：TE357．431文献标识码：A交联聚合物微球溶液逐级调

3、剖技术是针对油田水中的形态结构与溶液性能的相互关系。汪于博特高含水开发期的一项新型深部调驱技术⋯。为等通过原子力显微镜(AFM)观察到疏水缔合聚了满足现场深部调剖的要求，国内外许多研究者正合物的质量浓度对结构形貌具有决定性的影响。但致力于研究开发以丙烯酰胺为主要单体的交联聚合是朱怀江认为，采用正确制样方法和观察方法以物微球体系4。。对于交联聚合物微球溶液，已有保留聚合物水化分子原貌是研究聚合物溶液或凝胶研究大多集中在原料配比、聚合单体、单体浓度、交微观结构的关键步骤。为了深入研究微球溶液的流联比等对微球性质的影响，以及微球封堵性能和驱变性与浓度的关系，进一步探讨微球在水溶液中微油性能的

4、评价，而对交联聚合物微球溶液流变观结构形态与溶液性质的相互关系，本文测定了不性的研究很少。作为油藏深部液流改向剂，聚合物同浓度微球溶液的流变特性，利用环境扫描电镜微球溶液的流变性质对液流改向能力起决定性的影(ESEM)观察了水中微球的微观形态，分析了不同响，而微球溶液的流变性能取决于微球在水中的结浓度交联聚合物微球溶液流型的变化及其原因。构形态。观察交联聚合物微球在水中的微观形态结1实验部分构，揭示其与溶液流变性的相互关系，对于进一步研究微球深部调驱机理有重要意义。李雅华等--，比1．1试剂与仪器较了微球水溶液与聚丙烯酰胺水溶液的流变性，崔交联聚合物微球Q，实验室自制，在索氏抽提波等研

5、究了溶胀时间、溶胀温度等对流变性质的器中用正戊烷抽提48h、充分干燥后使用。氯化钠，影响。ZHONGChuan．rong等采用SEM、动态光分析纯。实验用水为去离子水，电导率0．072s·散射(DLS)等观察了水溶性疏水缔合三元聚合物在cm～，0．2lxm醋酸纤维素微孔滤膜过滤。收稿日期：2014-05—15基金项目：国家科技重大专项“海上稠油高效开发新技术”(编号：2011ZX05024—004—05)作者简介：陈海玲(1974一)，女，博士研究生，副教授，主要从事油田化学方面的研究。E—mail：j0104072@163．com陈海玲等：不同浓度交联聚合物微球溶液的微观形态和流变特

6、性一43一Quanta200F型场发射环境扫描电镜，美国FEI低到高逐渐增加的关系曲线)和下流变曲线(切应公司；HAAKERS600型流变仪，PG一41一Ti双间隙力随剪切速率由高到低逐渐降低的关系曲线)，看式转筒传感系统，德国ThermoElectron公司；二者是否重合，即测定样品是否具有滞后环(滞后BP310S型分析天平，德国Sartorius公司；SALD2300环面积sHL，是上、下流变曲线所围面积，单位为Pa·型激光衍射粒度仪，13本岛津公司；JEM-2100型S)，以此来判定流体是否具有时间效应。LaB6透射电子显微镜，日本JEOL公司。1．2．3环境扫描电镜(ESEM)

7、观察采取快速冷1．2实验过程冻的方法来保持聚合物微球在溶液中的形态：将铜1．2．1交联聚合物微球溶液的配制结合目标油块浸入液氮中冷却15—20rain，取出擦干。将预先藏条件，根据用于提高石油采收率的聚合物评价的配制的样品溶液滴一滴于铜块的凹槽内快速冷冻，推荐作法(SY—T6576—2003)制备交联聚合物微球母然后将铜块放入ESEM样品室的样品台上，设定压液。称取一定量交联聚合物微球母液，加入适量质力267Pa，启动抽真空系统。待达到真空度后