基于协同扩散模型的PPGs溶胀动力学

摘要

预交联凝胶颗粒（PPGs）是一种有高吸水特性的聚合物凝胶材料，已被广泛应用于油田调剖堵水。PPGs的吸水溶胀特性与凝胶网络结构性质紧密相关，溶胀动力学方法是一种简便的评价PPGs凝胶网络结构特性的方法。对比分析Voigt模型与THB协同扩散模型的特点，通过合理的等效球形假设与公式简化得到r-THB模型溶胀动力学公式。利用协同扩散系数（D_c）作为表征凝胶的网络结构的特性参数，由混合项D_mix、弹性项D_el和离子项D_ion三个分量组成，分析D_c的影响因素与变化规律。结果表明：D_c随着交联剂的含量增加而增加，这是由于交联剂浓度增加了D_el;D_c随矿化度的增加而减小，这主要是由于盐浓度增加减小道南平衡渗透压，减小D_ion分量；基于r-THB模型的凝胶溶胀动力学研究方法为表征凝胶网络结构性质提供一种简便有效的处理方式。

关键词

预交联凝胶颗粒 / 溶胀动力学 / Voigt模型 / THB协同扩散模型 / 协同扩散系数