Page 213 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 孙 新，等: 含油污泥凝胶体系的研制及性能评价 ·205·

可以完全回复。凝胶体系柔量越高，凝胶强度相对
越低，所以，其在外力作用下柔量更高，且回复缓
慢。当增强剂质量分数较高时，凝胶的强度更高，
因此凝胶不易形变，变形后更易回复原状，接近于
理想固体响应。结合现场实际需求，为使含油污泥
凝胶体系在地层具有深部运移的能力，应降低增强
剂质量分数；为改善水流优势通道可适当提高增强
剂质量分数，从而使含油污泥凝胶体系具有更高强
度，具有更好的封堵性。
2.7 突破压力评价
图 8 不同增强剂质量分数体系的 G"
Fig. 8 G" of systems with different mass fractions of 对配方优化后的含油污泥凝胶体系进行了突破
reinforcers 压力实验，结果如图 10 所示。

当剪切频率（f）= 0.1 Hz 时，由图 7 可知，无
增强剂凝胶样品的 G′为 357 Pa，加入质量分数 2.0%
增强剂的凝胶样品的 G′为 632 Pa；如图 8 所示，无
增强剂凝胶样品的 G″为 88 Pa，加入 2.0%质量分数
增强剂的凝胶样品的 G″为 385 Pa。G′的增加意味着

增强剂可有效提升凝胶强度，从而使凝胶更具抗压
图 10 含油污泥凝胶体系注水突破过程
能力，G″的增加有利于凝胶在水流优势通道中停留， Fig. 10 Water-flooding breakthrough process of oil-bearing
具有更高的黏性，易于附着在岩石表面，从而具有 sludge gel system
更好的应用效果。还可以发现，增强剂质量分数的
如图 10 所示，注入水从胶体内部以鼓泡形式流
增加会使凝胶的 G′和 G″均增加。当 f =1 Hz 时，随
出，凝胶主体仍附着在钢管壁上，具有较强的黏附
着增强剂质量分数的升高，含油污泥凝胶体系黏性、
性，可在地层岩石缝隙中稳定存在，起到堵水效果。
弹性模量升高。当增强剂质量分数为 2.0%时，G′
通过压力传感器工作站连接电脑，实时记录优
可达 944 Pa，G″可达 858 Pa，增强剂的加入使体系
化配方组成含油污泥凝胶体系〔20%含油污泥+0.8%
具有更强的抵抗变形和压缩的能力。
非离子型耐高温聚丙烯酰胺 NWX-1+0.2%酚醛树脂
2.6.2 增强剂对凝胶体系蠕变-回复性的影响
+5%改性聚合单体（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）
蠕变-回复性表示一定应力下凝胶体系的黏性
+0.01%引发剂（过硫酸钾）+0.5%增强剂（未改性
和弹性的响应。图 9 为凝胶体系中增强剂的质量分
亲水蒙脱土），其中百分数为质量分数〕的突破压力
数对凝胶的蠕变-回复性能的影响。
变化，绘制了时间-突破压力曲线，如图 11 所示。

图 9 不同增强剂质量分数凝胶体系的蠕变-回复性
Fig. 9 Creep-recovery of gel systems with different reinforcer 图 11 含油污泥凝胶体系突破压力曲线
mass fractions Fig. 11 Breakthrough pressure curve of oily sludge gel system

如图 9 所示，凝胶体系蠕变阶段（0~100 s）， 如图 11 所示，当水突破凝胶时压力骤降，压力
在受到应力作用下，柔量随着增强剂质量分数的升 峰值为 270.72 kPa。通过测量钢管内凝胶长度为
高而降低，在回复阶段（100~200 s），凝胶体系均 8.4 cm，则通过计算凝胶突破压力为 3223 kPa/m。