提高聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性的分析

摘 要：微凝胶又可将其称之为胶态分散性凝胶。微凝胶的主要形成方式为：聚合物在溶液内部发生分子形态的交联反应。当前多在石油开采领域中对微凝胶加以应用。主要的应用途径为：以微凝胶作为驱替剂，通过微凝胶来提高石油采收率，以促进其经济效益的更高水平发挥。近年来的有关研究中显示，在基于聚丙烯酰胺对微凝胶进行制备的过程当中，受到其客观性能以及制备技术等多个方面因素的影响，可能导致所形成的微凝胶热稳定性能不足，并对其使用效果产生不良影响。为此，文章主要通过试验分析的方式，配合试验结果，研究提高聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性水平的主要措施与手段，望能够将研究结果作用于实践。

关键词：微凝胶 聚丙烯酰胺 热稳定性 试验

在当前技术条件支持下，相关工作人员多使用高分子量聚丙烯酰胺材料以及包括柠檬酸铝材料以及羧酸铬材料等金属有机酸盐的方式完成对微凝胶的配置工作。研究显示，采取以上材料所配置形成的微凝胶成胶速度相对较快，与石油开采领域延缓成胶的实际需求无法契合。虽然，当前可以通过应用有机交联剂的方式对微凝胶的成胶进程进行有效的控制，但仍然容易在热和氧的促进作用之下发生降解反应，影响成胶效果。为了促使聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性水平的提升，建议尝试将两类交联剂联合复配加以使用，在延迟微凝胶成胶时间的同时，使其热稳定水平可得到有效的提升。具体分析如下：

一、试验方法分析

选取3530S作为本次试验的聚丙烯酰胺基本原材，该型号聚丙烯酰胺材料分子量水平为1.7±107，水解度检出值为21.0%。模拟用水结合本区域油田地层水体结构中的离子构成情况进行设置。

具体试验方法为：将模拟用水与聚合物溶液、交联剂以及稳定剂充分配合，形成胶液，并将其放置于多个100.0mL容积的广口瓶当中，密封后保存。广口瓶放入反应温度为70.0℃的烘箱中进行管理。使用旋转粘度计对其粘度水平进行测定。测定过程中所使用转子转速为12.0r/min。在测定其粘度水平≥200.0mPa・s情况下判定已形成微凝胶，并对微凝胶所对应成胶时间、成胶与破胶的间隔时间进行观察与记录（该时间段判定为热稳定时间）。

二、试验结果分析

1.水硬度影响因素分析

在70.0℃反应温度条件下对水硬度指标对聚丙烯酰胺微凝胶热稳定水平的影响进行研究。试验反应中所所用成胶溶液由500.0mg/L、S53OS、100.0mg/L酚醛交联剂、以及100.0mg/L有机铬交联剂形成。部分成胶液中加入100.0mg/；稳定剂P。适应度考察指标为Ca2++Mg2+。具体的试验数据如下表所示（见表1）。

结合表3中数据可知：配置形成胶液的水硬度会对聚丙烯酰胺微凝胶热稳定水平产生明显影响。在水硬度增加，即水中高价阳离子水量增多的情况下，聚丙烯酰胺微凝胶聚合物分子链倾向于卷曲形态，分子链上可发生交联反应的点位数量明显降低，最终导致热稳定顶水平降低。同时，在稳定剂P作用之下，对于高硬度水平的反应水体而言，提升热稳定性水平的效果良好，值得重视。

2.反应温度影响因素分析

分别在60.0℃、70.0℃、80.0℃环境温度条件下，试验有机铬添加/未添加/不同添加剂量以及稳定剂P添加/未添加/不同添加剂量作用之下的水硬度指标以及聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性指标。具体的试验数据如下表所示（见表2）。

结合表4中数据可知，在60.0℃的反应温度条件下，聚丙烯酰胺微凝胶所对应的凝胶化速率较小，部分情况下可出现无法成胶的现象。通过提高有机铬加入量的方式，能够使聚丙烯酰胺微凝胶凝胶化速率得到显著提升，但无法达到提高其热稳定性水平的目的。同时，在70.0℃状态下，其热稳定性水平优势最为突出。温度提升至80.0℃情况下，高温降解反应导致凝胶粘度降低，缩短稳定时间。因而，合理的温度控制标准为70.0℃。

三、结束语

通过试验研究的方式，总结有关聚丙烯酰胺微凝胶热稳定水平的提升手段如下：（1）凝胶受水硬度指标影响较大，两者之间呈反比例相关关系；（2）在反应温度

参考文献：

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