海藻酸钠,聚丙烯酰胺,全互穿网络,井壁稳固
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海藻酸钠,聚丙烯酰胺,全互穿网络,井壁稳固
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海藻酸钠/聚丙烯酰胺多网络复合凝胶胶结破碎岩层性能
吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (5): 1669-1680.
海藻酸钠/聚丙烯酰胺多网络复合凝胶胶结破碎岩层性能
赵文辉,闫晓龙,罗文超,张智敏
Zhao Wenhui, Yan Xiaolong, Luo Wenchao,Zhang Zhimin
Shaanxi Railway Engineering Survey Co., Ltd., Xi’an 710043,China
摘要: 为弥补常规物理封堵材料难以胶结破碎地层的不足,解决松散破碎等复杂地层钻进中井壁坍塌、掉块等难题,制备了海藻酸钠(SA)/聚丙烯酰胺(PAM)互穿网络凝胶材料,其中丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,D-葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)用作缓释钙源。利用流变仪和扫描电镜表征了凝胶的流变性能和微观结构,考察了SA质量分数、CaCO3与SA质量比及交联剂对凝胶流变行为的影响,优化获得力学性能最佳的凝胶配方,其质量浓度组成为0.01 g/mL SA、0.15 g/mL AM、0.000 5 g/mL APS、0.000 6 g/mL MBA、0.004 g/mL CaCO3及0.004 g/mL GDL。结果表明:最优复合凝胶的最大断裂伸长率和最大拉伸应力分别可达810%和0.11 MPa,其黏度和切力均随时间延长而增大,表明体系逐渐形成多重网络交联结构;在60 ℃下约1.5 h可完全凝胶。该复合凝胶材料能有效填充并胶结不同孔隙度的破碎岩层,完全凝胶后,在0.69 MPa压力下漏失量为0 mL;胶结后的岩样在压缩形变达到50%时,依然可以保持结构完整。
中图分类号:
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