盐水中聚合物基纳米材料/蠕虫胶束复合体系剪切诱导特性

摘要

针对常规减阻剂传热性能恶化、耐盐性差及减阻效率不高的缺陷，提出利用聚合物基纳米材料（PAM-AMPS/Fe₃O₄ NPs）与蠕虫胶束流体（CTAC/NaSal）复配流体应用于卤水管输减阻，研究质量浓度、温度和盐度对CTAC/NaSal与PAM-AMPS/Fe₃O₄ NPs复合流体诱导剪切特性的影响。结果表明：70～500mg/L CTAC/NaSal流体可产生诱导剪切结构（SIS）,剪切速率范围约为10～1～10～2 s^-1,但在超过800 mg/L盐水条件下100 mg/L该流体的SIS即可消失，表现出较差的耐盐性；20～50 mg/L PAM-AMPS/Fe3O4 NPs流体均出现SIS,剪切速率范围约为10～2～10～3 s^-1,在20 000 mg/L盐水条件下该流体仍出现SIS;10～40 mg/L PAM-AMPS/Fe₃O₄ NPs与100 mg/L CTAC/NaSal复配后的复合流体在10～1～10～3 s^-1内出现2次剪切增稠现象，峰值大于单独的CTAC/NaSal流体或PAM-AMPS/Fe₃O₄ NPs流体；由于PAM-AMPS/Fe₃O₄ NPs中含有纳米粒子和耐温耐盐性PAM-AMPS聚合物分子，它与CTAC/NaSal流体复配可以形成具有稳固致密特点的微交联结构，这使得复合流体SIS范围变宽且峰值变大，表现出明显的协同作用；在20 000 mg/L的盐水条件下复合流体中SIS仍然存在，其耐温耐盐性得到明显改善，可应用于卤水管输减阻。

关键词

减阻剂 / 卤水管输 / 聚合物基纳米材料 / 蠕虫胶束 / 诱导剪切结构

基金资助

国家自然科学基金项目(52174027); 西安石油大学研究生创新基金项目(YCX2412014)