两亲氧化石墨烯与疏水缔合聚合物(HMHPAM)复合流体的流变、动态携砂与减阻性能

目的利用两亲氧化石墨烯(SAG)大比表面积及表面两亲改性基团与疏水改性部分水解聚丙烯酰胺(HMHPAM)的疏水、氢键等非共价键相互作用,在极低的SAG加量下调控复合流体的流变特性尤其是黏弹性,探索设计研制兼具高减阻高携砂性能的变黏滑溜水压裂液新的技术路径。方法以氧化石墨烯(GO)、6−氨基−4−羟基−2−萘磺酸钠(ANS)和十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)为原料制备SAG;在高级流变仪上考查了SAG与HMHPAM复合流体的表观黏度及其黏弹性,在自制的微观可视缝内动态携砂装置上考查了复合流体的动态携砂特性,在摩阻仪上测试了复合流体的减阻性能。结果当SAG加量极少(5~100 mg/L),HMHPAM/SAG复合体系的表观黏度和弹性相对于HMHPAM聚合物溶液有显著提升;HMHPAM的质量浓度为400~1200 mg/L时,加入质量浓度为5 mg/L的SAG后,复合体系携砂能力提升2.22%~10.58%;加入50 mg/L的SAG后,复合体系携砂能力提升3.32%~19.16%;SAG对复合体系减阻性能无负面作用。结论加入SAG的复合体系表观黏度增大,尤其是弹性增强,能较大幅度提升动态携砂能力。研究结果为构建新型兼具高携砂高减阻的变黏滑溜水压裂液提供了新的技术路径。

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本文档关键词:流变,聚合物,石墨,流体,氧化