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系统地研究了交联聚合物凝胶颗粒体系的流变性能、封堵性能,并首次利用毛细管实验研究了交联聚合物凝胶颗粒体系在孔道中的流动特性。考察了颗粒的形态、大小对封堵调剖的影响,以及颗粒和孔道的匹配与封堵调剖的关系,为深部调剖剂的研制提供了理论基础。
用HAAKERS600型流变仪测定了交联聚合物凝胶颗粒体系的流变性质。结果表明,聚合物凝胶颗粒体系的表观粘度和弹性随溶胀时间的增加而上升,当溶胀时间为10-15天左右时达到最大值。离子强度对聚合物凝胶颗粒体系的流变有显著的影响。当分散介质为去离子水时,凝胶颗粒更容易溶胀,相互作用较强,可形成较强的结构强度,具有较高的粘度、弹性、显著的假塑性和明显的触变性。当分散介质为模拟水时,凝胶颗粒溶胀速度减慢,其触变性减弱,负触变性增强,具有明显的颗粒分散体系的特点。
用光学显微镜观测和激光粒度仪对交联聚合物凝胶颗粒的直径和形态进行了研究。结果表明,颗粒在水中溶胀的过程中随时间的增加而增大,十天之前溶胀较快,十天之后粒径基本保持不变。溶胀后的颗粒大小是溶胀前的几倍至十几倍。
利用过膜实验和毛细管实验考察交联聚合物凝胶颗粒体系的封堵性能。结果表明,聚合物凝胶颗粒的固体特性较明显,对纤维素膜的堵塞性能较差。交联聚合物凝胶颗粒/HPAM体系在毛细管内流动过程中,只有聚合物凝胶颗粒的直径与毛细管直径在一定的比例时,才会产生堵塞现象。在本实验条件下毛细管发生堵塞时聚合物凝胶颗粒直径与毛细管直径比例为0.76。溶胀10-15天的聚合物凝胶颗粒体系的流动阻力最大,封堵效果最好,有堵塞和突破的现象,其原因主要是颗粒此时的变形能力和强度实现了较好的匹配。