Page 210 - 《精细化工》2021年第1期

第 38 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.38, No.1
202 1 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2021

油田化学品与油品添加剂
纳米 SiO 增强 PAM/PEI 冻胶的制备及性能
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李 强，于小荣 ，肖 雪，罗 跃 ，杨 欢
（长江大学 化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023）

摘要：以十六烷基三甲基溴化铵改性 SiO 2 为增强剂构建 C-SiO 2 /聚丙烯酰胺（PAM）/聚乙烯亚胺（PEI）冻胶体
系，模拟油藏环境对其抗温性、抗盐性、长期稳定性进行了考察。结果表明，C-SiO 2 /PAM/PEI 冻胶体系在酸性
环境下不能成胶，当 pH≥7 时，C-SiO 2 /PAM/PEI 冻胶体系成胶时间缩短，强度增强。温度由 30 ℃提高到 120 ℃，
成胶时间由 20 h 缩短为 1 h，冻胶强度不断提高，在 120 ℃下最终成胶强度可达到 I 级。矿化度由 0 mg/L 上升
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到 1.0×10 mg/L，成胶时间从 3 h 延缓为 5 d，成胶强度由 I 级降为 G 级。在 120 ℃下、pH 为 9、矿化度为
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7.0×10 mg/L NaCl 溶液中，C-SiO 2 /PAM/PEI 冻胶体系最终强度可达到 H 级，表观黏度可达 6.0×10 mPa·s 左右，
且维持 360 d 以上不脱水，具有良好的长期稳定性。结果表明，C-SiO 2 本身的强度提高了冻胶体系的强度、耐
温性和长期稳定性。
关键词：纳米增强冻胶；聚乙烯亚胺；聚丙烯酰胺；调剖堵水；抗温性；抗盐性；稳定性；油田化学品
中图分类号：TQ314.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 01-0200-06

Preparation and properties of nanosilica-reinforced PAM/PEI gels

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LI Qiang, YU Xiaorong , XIAO Xue, LUO Yue , YANG Huan
（College of Chemical and Environmental Engineering, Yangtze University, Jingzhou 434023, Hubei, China）

Abstract: A C-SiO 2/polyacrylamide (PAM)/polyethylenimine (PEI) gel system was constructed using
cetyltrimethylammonium bromide modified SiO 2 (C-SiO 2) as reinforcing agent, and its temperature
resistance, salt resistance and long-term stability were investigated in simulated reservoir environment. The
results showed that C-SiO 2/PAM/PEI could not form gel under acidic environment, while its gelation time
decreased and gel strength increased at pH≥7. The gelation time reduced from 20 h to 1 h and the gel
strength reached to grade I with the rising temperature from 30 ℃ to 120 ℃. In addition, the gelation time
of C-SiO 2/PAM/PEI was postponed from 3 h to 5 d and the gel strength reduced from grade I to G when the
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salinity of NaCl solution increased from 0 mg/L to 1.0×10 mg/L. Under the condition of 120 ℃, pH = 9,
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NaCl solution with salinity of 7.0×10 mg/L, C-SiO 2/PAM/PEI gel system had ultimate strength of grade H,
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apparent viscosity of about 6.0×10 mPa·s, and maintain more than 360 d without dehydration, with good
long-term stability. The results showed that the strength of C-SiO 2 itself improved the strength, temperature
resistance and long-term stability of the gel system.
Key words: nanosilica-reinforced gel; polyethylenimine; polyacrylamide; profile control and water shutoff;
high-temperature resistance; salt resistance; stability; oil field chemicals

随着长期的注水开发，中国主力老油田已相继 现液流转向，改善吸水剖面和产液剖面，从而提高
进入高、特高含水阶段，油藏非均质性加剧、水窜 波及体积和采收率。
严重（含水 90%以上）、采收率低（不及 40%），进 国内外调研发现，在当前的调剖堵水体系中，
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一步挖潜空间大 。针对老油田的高含水问题，调 聚丙烯酰胺（PAM）类冻胶应用最为广泛 [2-4] 。目前，
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剖堵水是有效的治理措施，通过封堵优势通道，实 常用的金属交联剂如 Cr 和 Al 等形成的离子键通

收稿日期：2020-05-25; 定用日期：2020-08-31; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200430
基金项目：湖北省教育厅科学技术研究项目（Q20181309）
作者简介： 李 强（1996—），男，硕士生，E-mail: 1710688455@qq.com。联系人：于小荣（1988—），女，讲师，E-mail: yxr_cjdx@163.com；
罗 跃（1958—），男，教授，E-mail: lyue1958@163.com。