纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研究
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国内驱油技术研究及应用摘要:目前国内老油田处于高含水期,通过驱油技术提高采收率是当前研究热点,本文本文综合介绍近年来国内聚合物驱油、微生物驱油和注气驱油技术研究即应用情况,分析了各种驱油技术的优缺点。
关键词:聚合物微生物目前,国内老油田,如大庆油田、胜利油田等,每年新增可采储量不足,主体油田已经进入年产量下降的阶段,且处于高含水期,如何提高老油田的采收率是目前国内采油研究热点问题。
国内陆地上约80%的油田采用注水的方式进行开发,但由于陆相沉积油藏的非均质性导致采收率较低,仅能达到20%~40%。
若想进一步提高采收率,采用其他驱油技术,如聚合物驱油、微生物驱油、注气驱油等是非常有前景的。
本文综合介绍近年来国内驱油技术的热点研究及应用进展。
一、聚合物驱油1.聚合物驱油基本原理聚合物驱油是指将易溶于水的高分子聚合物加入注入水中,改善油水粘度比,从而扩大波及体积,,最终达到提高原油采收率的方法。
它主要表现为两个作用。
其一,绕流作用。
由于聚合物进入高渗透层后,导致高渗透层与低渗透层之间的存在一定压力梯度,注入液进入到较低渗透层,这扩大了注入水驱波及体积。
其二,调剖作用。
聚合物改善了水油流度比,控制了高渗透层中的渗流,这样注入液在高、低渗透层中以较均匀的速度向前推进,改善非均质层中的吸水剖面,达到提高原油采收率的作用。
2.聚合物驱油技术研究及应用大庆油田王德民等[1]在室内研究的基础上,进行了现场试验。
通过在大庆油田多年的聚合物驱油生产实践过程,发现采用聚合物驱油采收率提高了12 %~15 %,驱油效率和体积波及系数是影响总体采收率提高的重要因素,贡献各占50%。
另外,配置聚合物用水的矿化度、聚合物分子量及聚合物注入对采收率影响很大。
通过调整注入和产出剖面及调整注入和产出速度,有利于获得一个较为均匀的聚合物前缘。
聚合物技术发展成熟后,其经济效益明显。
胜利油区自1992 年开展聚合物驱先导试验以来,聚合物驱在规模不断扩大,聚合物驱油技术在胜利油区的工业化推广应用取得了较好的增油降水效果,经济效益显著[2]。
用于提高石油采收率的纳米技术研究进展发布时间:2022-06-23T02:58:01.397Z 来源:《中国科技信息》2022年第33卷2月第4期作者:石锐1 范宏伟2 [导读] 科学技术更新与发展的同时,逐渐被应用到各个领域当中石锐1 范宏伟21.中石化西北油田分公司采油二厂2.长庆油田分公司第十采油厂摘要:科学技术更新与发展的同时,逐渐被应用到各个领域当中,随着社会经济的发展,各行各业对于石油能源的需求不断增加,也推动了石油开采行业的快速发展,越来越多的先进技术被应用于石油开采工作中。
文章对纳米技术在提高石油采收率中的作用进行了分析与介绍,其中包括微-纳米颗粒封堵技术、纳米材料改性破乳技术以及纳米降压增注技术等,特别是油藏纳米机器人技术被广泛应用于石油开发工作中,并进一步探究了石油开采过程中纳米技术的发展方向。
关键词:石油采收率;纳米技术;研究进展前言:我国油田主要是陆相沉积,原油含蜡高、粘度大,油层非均质十分严重,所以,水驱采收率比较低,大约在33%,超过60%的储量是通过“三次采油”开采。
三次采油能够有效提升采收率,改变流度能够有效提升波及系数,改变渗透率的非均质性以及液流方向,微观波及系数也相应提高,通过改变毛细管数进一步提高驱油效率。
化学驱是最为适合进行三次采油的方法,能够有效提升采收率,化学驱能够有效提升10%-20%的采收率,明显增加采储量。
但是当前化学驱技术在实际应用过程中也存在一定不足,阻碍了化学驱技术的进一步发展。
化学驱后,会有超过40%的原油没有利用,剩余油更加分散,因此需要积极探索和研发新的技术,以此提升石油采收率。
纳米技术指的是在0.1-100nm之间范围对物质进行处理的新型技术,常见的有纳米材料及物质、组合技术以及纳米材料应用技术等。
随着纳米技术的不断发展,其已经逐渐应用于石油领域当中,目前国内采用的技术主要由正电纳米钻井液技术、纳米降压增注技术、聚硅纳米增注技术等。
深部调剖驱油交联剂的研究郑延成;赵明奎;张中华;姚黎明【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2003(004)008【摘要】为提高非均质性严重的地层原油采出率,合成了用于聚合物驱油的4种交联剂,并对聚合物种类、用量和其与交联剂组成的体系进行了评价.40℃下铝交联剂凝胶粘度低,酚醛树脂交联剂低温下不成胶,而有机铬交联剂(J2)和有机复合胺(J3)交联效果好.当选用HPAM/有机铬交联剂/有机酸交联体系时,其中HPAM相对分子质量为2.1×107,可通过改变体系pH值调节成胶速度,pH值6.5时,1 400 mg/L HPAM和400 mg/L J2组成的体系在40℃、30 d可形成粘度为120 mpa@s以上的凝胶,且热稳定性好,成胶时间能满足现场施工需要.1 400 mg/L HPAM和1 000 mg/L J3交联剂组成的体系,成胶时间长,有利于油田深部调剖驱油.【总页数】4页(P30-32,38)【作者】郑延成;赵明奎;张中华;姚黎明【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京,100083;胜利油田有限公司计划处,东营,257026;胜利油田有限公司计划处,东营,257026;胜利油田有限公司计划处,东营,257026【正文语种】中文【中图分类】TQ323【相关文献】1.深部调剖用交联剂微胶囊的制备及其释放模型研究 [J], 陈星光;代加林;周明;胡成2.深部调剖高效延缓交联剂的研究与评价 [J], 高志勇;邹小萍;于永生;王冬梅;张秋红3.高含水油藏深部调剖驱油机理实验研究 [J], 侯思伟;王毅;饶政;张春光4.深部调剖高效延缓用有机复合交联剂的研究 [J], 周高宁;李金环5.聚合物-多重乳液交联剂深部调剖体系研究 [J], 赵娟;戴彩丽;汪庐山;靳言欣;李丹;赵福麟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
聚合物驱油技术聚合物驱是一种提高采收率的方法,聚合物驱是注入水中加入少量水溶性高分子聚合物,通过增加水相粘度和降低水相渗透率来改善流度比,提高波及系数,从而提高原油的采油率。
在宏观上,它主要靠增加驱替液粘度,降低驱替液和被驱替液的流度比,从而扩大波及体积;在微观上,聚合物由于其固有的粘弹性,在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用,增加了携带力,提高了微观洗油效率。
从20世纪60年代至今,全世界有200多个油田或区块进行了聚合物驱的试验。
水驱的采收率一般为40%左右,通过聚合物驱采收率为50%左右,比水驱提高10%。
国内外在研究聚合物驱油理论与技术方面取得了大量的成果,我国在大庆油田,胜利油田和大港油田都应用了聚合物驱油并取得良好的效益。
目前,我国的大型油田,如大庆油田、胜利油田等东部油田都已进入开发末期,产量都有不同程度的递减,而新增储量又增加越来越缓慢,并且勘探成本和难度也越来越大,因此控制含水,稳定目前原油产量,最大程度的提高最终采收率,经济合理的予以利用和开发,对整个石油工业有着举足轻重的作用,而三次采油技术是目前为止能够达到这一要求的技术,国家也十分重视三次采油技术的发展情况,在“七五”、“八五”和“九五”国家重点科技攻关项目中,既重视了室内研究,又安排了现场试验,使得我国的三次采油技术达到了世界领先水平。
目前的三次采油技术中,化学驱技术占有最重要的位置,化学驱中又以聚合物驱技术最为成熟有效。
聚合物驱机理就是在注入水中加入高分子聚合物,增加驱替相粘度,调整吸水剖面,增大驱替相波及体积,从而提高最终采收率。
我国油田主要分布在陆相沉积盆地,以河流三角洲沉积体系为主,储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂,油藏非均质性严重,而且原油粘度高,比较适合聚合物驱。
对全国25个主力油田资料的研究表明,平均最终水驱波及系数0.693,驱油效率0.531,预测全国油田水驱采收率仅仅为34.2%,剩余石油储量百亿吨。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910110211.3(22)申请日 2019.02.11(71)申请人 中国石油天然气股份有限公司地址 100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人 周广卿 何治武 易萍 贾玉琴 薛芳芳 王大伟 程辰 马波 任建科 朱家杰 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任公司 61200代理人 高博(51)Int.Cl.G06Q 10/04(2012.01)G06Q 50/02(2012.01)E21B 43/22(2006.01)(54)发明名称一种低渗透油藏聚合物微球深部调驱技术增油量评价方法(57)摘要本发明公开了一种低渗透油藏聚合物微球深部调驱技术增油量评价方法,绘制聚合物微球调驱实施区域实际日产油曲线;利用对聚合物微球调驱实施区域的递减趋势进行调驱后的递减预测;对比调驱实施后实际日产油量与预测日产油量的关系,计算增油量并评价实施效果。
本发明能够更为直观的反应调驱措施实施后,实际日产油量与预测日产油量的关系,进而客观评价调驱措施后的效果。
同时,通过这种方式计算的增油量更加符合油田开发的递减规律,数据更具有说服性。
权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 109829586 A 2019.05.31C N 109829586A1.一种低渗透油藏聚合物微球深部调驱技术增油量评价方法,其特征在于,绘制聚合物微球调驱实施区域实际日产油曲线;利用对聚合物微球调驱实施区域的递减趋势进行调驱后的递减预测;对比调驱实施后实际日产油量与预测日产油量的关系,计算增油量并评价实施效果。
2.根据权利要求1所述的低渗透油藏聚合物微球深部调驱技术增油量评价方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、收集区块实施聚合物微球调驱前月度产量数据,绘制产量-生产月份曲线;S2、根据步骤S1绘制的产量-生产月份曲线,对实施区域调驱实施前产油数据进行双曲拟合,通过拟合曲线对调驱实施后产油量进行预测;S3、对比调驱实施后实际日产油量与预测日产油量的关系,计算调驱后实际产量曲线与拟合曲线中间的面积,得到调驱后增加的产量。
中渗油藏多元共聚聚合物微球深部调驱技术石爱华【摘要】In order to solve the problem that the middle oil reservoir of the Zhongyuan Oilfield is in the late stage of high water-cut development,the remaining oil is scattered and the conventional dispersant has poor temperature tolerance and salt tolerance, and the effective period is short.A multi-component copolymerization synthesis method was used to develop a multi-component copolymer microsphere formed by polymerization of "acrylamide monomer,2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid monomer and N-vinylacrylamide monomer".Deep adjustment drive system.%针对中原油田所属的文中油藏进入高含水开发后期剩余油分布零散,常规调驱剂耐温耐盐性差、有效期短的问题,开展了聚合物微球调驱机理研究.采用多元共聚合成方法,研发了由丙烯酰胺单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体和N-乙烯基丙烯酰胺单体聚合而成的多元共聚聚合物微球深部调驱体系.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】2页(P68-69)【关键词】油藏;多元共聚;深部调驱;耐温抗盐【作者】石爱华【作者单位】中石化中原油田分公司石油工程技术研究院,河南濮阳 457001【正文语种】中文【中图分类】TE3571 多元共聚冻胶微球深部调驱体系研究文中油田经过30多年的注水开发,目前已经步入高含水后期开发阶段,2000年至今经历了交联预交联复合调驱、预交联颗粒凝胶调驱、多功能复合凝胶调驱等多种调驱(剖)技术,但以地面交联凝胶颗粒为主,经过多轮的调驱(剖)以后,油井的增油降水效果逐步变差,见效期缩短。
第51卷第6期 辽 宁 化 工 Vol.51,No. 6 2022年6月 Liaoning Chemical Industry June,2022改性聚丙烯酰胺纳米微球的合成及其在调剖堵水上的现状研究骆薇1,杨红丽2(1. 西安职业技术学院,陕西 西安 710077; 2. 延安职业技术学院,陕西 延安 716000)摘 要:油藏特征在长期水驱开发进程中不断发生变化,使得现有的调剖剂难以满足油田开发的现场施工要求,给调剖堵水技术带来了巨大的挑战。
对改性聚丙烯酰胺纳米微球的合成工艺进行了探讨,并在此基础上探究该种纳米微球进行调剖堵水的原理,总结出几种能够提升现场施工水平的调剖堵水方法,为相关研究学者提供科学的参考与借鉴。
关 键 词:聚丙烯酰胺;纳米微球;调剖堵水;合成工艺中图分类号:TE358.3 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2022)06-0740-03注水开采方式广泛应用于油田开发中,使得老油井储层孔渗性进一步变差,地层非均质性更高,进而造成开采压力无法满足实际需求[1-3]。
基于人们对油藏地层结构的充分研究认识,采用现代高分子材料合成方法制得的相应聚合物微球也逐渐成为了一种新型的调剖堵水剂[4]。
改性聚丙烯酰胺纳米微球是一类用途广泛的吸水性树脂,能够有效解决相关问题,实现低渗油田采收率的提升。
它主要被应用在非均质性强、高含水、大孔道发育的油田深部调剖堵水[5-9]。
它综合了聚合物微球和表面活性剂的双重优势,聚合物微球在地层水或者注入流体中吸水膨胀,可封堵裂缝等大孔道,调整吸水剖面,改变液体流动方向,提高波及效率,且后续表面活性剂能够降低残余油饱和度,达到提高原油采收率的目的[10-11]。
因此,对改性聚丙烯酰胺纳米微球的合成工艺与应用方法进行深入探究,对促进原油开采事业的发展具有十分重要的现实意义。
1 改性聚丙烯酰胺纳米微球的合成1.1 实验试剂与仪器试剂包括丙烯酰胺(分析纯)、丙烯酸、单油酸酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、山梨醇单油酸酯、白油、过硫酸铵、对苯二酚(分析纯)、亚硫酸氢钠 等[12]。
纳米级聚合物微深度调剖及驱油技术研究 Zhao Hua*, Meiqin Lin, Zhaoxia Dong, Mingyuan Li, Guiqing Zhang, Jie Yang Research Institute of Enhanced Oil Recovery, China University of Petroleum, Beijing, China
摘要
通过扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)和HAAKE流变仪实验,研究纳米级聚合物微球的形状、大小及流变特性。此外,通过核孔膜过滤、填砂管驱替、岩心驱替、微可视化模型和毛细管流实验,研究纳米级聚合物微深度调剖及驱油机理。结果表明,纳米级聚合物微球的初始形状为30-60nm的球形,微球分散在水中后,由于形成分散液且发生膨胀而使其大小增加了3-6倍,但球形构造仍然保持不变。在一定剪切速率范围内,微球分散液(100-600mg/L)表现出剪切增稠特性,有利于增加驱替相的流动阻力。聚合物微球分散液能够有效堵塞孔径为0.4μm核孔膜,并且运移至核心部位;在平行填砂管实验中,该体系也倾向于封堵高渗透层,从低渗层中驱替原油。交联聚合物微球可以减少水相渗透率,是因为微球在孔喉处吸附、积累和“架桥”,而且由于微球良好的形变性能,在压力作用下形成的吸附层发生破碎,从而到达储层深部。同时,微球在多孔介质中运移时驱替孔喉处的原油,实现深度调剖和驱油,从而达到提高原油采收率的最终目的。 关键词:纳米级聚合物微球;膨胀性能;流变特性;深部调剖机理;驱油机理
1 引言 该地区由于成岩作用强,岩石密度大,以及脆性岩石的存在,导致成岩和构造裂缝在低渗透储层中普遍存在[1]。通道的低效循环已经成为裂缝储层中存在的最重要问题之一,因为它导致大量产水和油井产能的快速下降。基于这种情况,石油工业必须控制产水量,改善高含水油藏的采收率以提高原油采收率,缓解产出水对环境的影响。因此,发展更可靠的,例如“绿色”堵水、调剖和驱油技术,对石油工业而言是非常重要的。目前,基于近井堵塞和调剖技术问题[2-6],许多深部调剖技术被成功应用于提高采收率;交联聚合物微球由于抗温、抗盐和相对较低的成本而倍受关注[7-9]。然而,工业生产的交联聚合物微球仅限于实验室研究和小规模试验。来自法国石油研究所的Chauveteau等人[10]对交联聚合物微球主要的物理和化学性质进行研究,结果表明微球有很好的抗温、抗盐和抗剪切的性能。中国的林、郭等人[11]研究了微米级微球在实验膨胀前后的大小和形状以及封堵性能,由于粒径太大,微球不能进入低渗透储层中1-20μm宽的微裂缝;因此,必须研发用于深部调剖技术的纳米级聚合物微球。Dong等人[12]研究了微凝胶分散液的膨胀和流变性能,微球表现出很好的膨胀性和流变性。但是,以往的文献中有关纳米级聚合物微球的封堵性能以及封堵机理的研究很少。本文对纳米级聚合物微球的形状、大小、流变性能、封堵性能、调剖机理和驱油机理进行了详细地研究。
2 实验
2.1 材料 HPAM(部分水解的聚丙烯酰胺)(粘均分子量1.4×107,水解度25.8%,大庆油田化学助剂厂);丙烯酰胺,丙烯酸和NaOH(AR)(北京益利精细化工有限公司);亚甲基蓝(AR), Span-60和Span-80(CP)(北京瀛海精细化工有限公司);去离子水(经0.22μm微孔纤维素膜过滤得到);核孔膜(0.4μm孔径,厚度10μm,中国原子能科学研究院);YN型标准聚酰胺涂层毛细管(内径50±3μm,外径365±10μm,河北永年瑞丰层析设备有限公司)。
2.2 交联聚合物微球的合成及纯化 已知量的Span-80溶于轻质油,而丙烯酰胺,丙烯酸,氢氧化钠和交联单体溶解在去离子水。两相混合形成W/O微乳液,(NH4)2S2O8–NaHSO3氧化还原体系用作聚合反应的引发剂。温度从22℃升至70℃,并维持2h,从而得到交联聚合物微球乳液。 微乳液以1:10的体积比加入乙醇中,通过充分地搅拌以破坏微乳液在容器底部生成的大量白色絮状沉淀。乳液经过滤得到的沉淀以1:5的体积比使用乙醇洗涤,再过滤;然后让沉淀自然烘干,处理后的交联聚合物微球呈白色粉末。
2.3 扫描电镜观察 纳米级聚合物微球的固体粉末直接被放置到导电膜上,用干净的玻璃片压实,并在无尘室温工作柜中烘干。粉末样品被喷镀金属3 min后,使用美国FEI公司制造的200F型定量扫描电镜进行观察。
2.4 激光衍射分析 借助英国MaErWen公司生产的基于激光衍射的Mastersizer 2000型分析仪,研究膨胀微球的粒径分布。该分析在恒温(25℃)条件下进行,分析仪采用630.0 nm的氦-氖激光器。
2.5 流变参数的测量 使用德国HAAKE公司制造的HAAKE RS 600型流变仪,在30℃条件下,搅拌20min后,测定的聚合物微球分散液的流变参数。
2.6 显微镜观察 一滴膨胀微球样品被放置在干净的载玻片表面,然后放在由日本Olympus公司制造的OlympusBX41型显微镜下进行观察。
2.7 核孔膜过滤 核孔膜的安装基于参考文献[13,14],过滤装置示意图如图1所示 。20 mL的微球分散液在0.1MPa压力驱动下通过核孔膜,压力由氮气瓶提供,过滤过程中时间及相应过滤量被记录下来。本实验中,采用孔径为0.4μm和厚度为10μm的核孔膜。
2.8 岩心驱替实验 岩心驱替实验按照文献[15]中的描述进行,实验装置示意图如图2所示。在25℃,0.40mL/min的流速条件下,注水和注微球依次进行。用250-300目的石英砂填充水平裂缝,并将其压制成25cm长的岩心;围压为6MPa。整个实验过程, 前期水驱达到一个稳定压力后,紧接着注入1.0PV的聚合物微球分散液,然后再进行后续水驱。 2.9 填砂管驱替实验 填砂管驱替实验参考文献[ 16 ]的描述进行。在大约60℃,0.40 mL/min的流量条件下, 依次进行油,水和微球的注入实验。实验用填砂管的长度为30cm,孤岛油田原油在60℃条件下的粘度为86mPa·s,孤岛油田污水pH值为7.5。整个实验过程中,填砂管先饱和孤岛油田原油,接着水驱至含水率达到98%,然后注入一定体积的聚合物微球分散液, 最后注入孤岛油田污水进行后续水驱。
2.10 微可视化模型 500mg/L的微球分散液被注入微可视化模型,然后利用光学显微镜观察微球在模型中的分布。
2.11 毛细管流动实验 用亚甲基蓝对微球分散液(500mg/L)进行染色,然后以0.02mL/min的流速将其泵入内径为50μm的透明毛细管,最后将毛细管置于光学显微镜下进行观察,并记录驱替压力的变化。
3 结果与展望
3.1 纳米级聚合物微球的大小形态 添加乙醇将固体粉末状的纳米级聚合物微球制成微乳液,将微乳液直接放在导电膜,使用干净的玻璃片压实,在无尘室温工作柜中烘干。为了使其导电,并避免电荷积累,粉末样品被喷镀金属3min。然后将样品放入已经预热的样品室,使用SEM进行观察。实验结果如图3所示:大量微球聚集,粒径大约分布在30-60nm之间,且聚合物微球是球形的。 上述结果是基于微球在膨胀之前的形态和大小。然而,微球必须分散在水中才可以作为深部调剖剂,让微球分散在水中膨胀到与原来完全不同的更大粒径。将微球分散在去离子水中形成700mg/L的分散液,在82℃条件下膨胀5d后,用激光衍射法测定,结果如图4所示。膨胀的微球粒径大约分布在200-1200nm之间,几乎是 SEM测量结果的3-6倍,且体系具有多分散性。激光衍射测量结果表明,交联聚丙烯酰胺微球具有良好的膨胀性能,膨胀后微球的粒径大约是原来的3-6倍。正是因为交联点在聚合过程中的随机分布,酰胺基和羧钠基在聚合物微球中的随机排列,所以生成了一个粒度分布较宽的聚合物微球多分散液。 3.2 纳米级聚合物微球的流变性能 图5显示了聚合物微球分散在不同浓度的溶液中,在40℃条件下,膨胀10d之后,其粘度随剪切速率的变化关系。该分散液的粘度明显地受到浓度的影响,其表观粘度随着浓度的升高而增加。在低剪切速率下,分散液表现为假塑性流体;随着剪切速率的增大,分散液的粘度下降,表现为剪切变稀。在中剪切速率下,微球浓度在100-900 mg/L之间的分散液,其粘度随剪切速率的升高而升高;分散液剪切增稠,表现为膨胀性流体。浓度为50 mg/L的聚合物微球分散液,当剪切速率增加时,粘度几乎不变,呈现出牛顿流体的特性。然而,1500mg/L的分散液粘度随剪切速率的增加而降低,表现出假塑性流体的特性。在适当的剪切速率范围内,聚合物微球分散液的膨胀性能随微球浓度的增加而加强。不同浓度分散液的非牛顿指数(n)如下:n = 1(50mg/L);n =1.06(100 mg/L);n=1.08(300 mg/L,600mg/L)。当微球的浓度达到900 mg/L(n=1.05)时,膨胀性能减弱,分散液在较高浓度(n=0.97(1500 mg/L))时表现为一种典型的假塑性流体。在高剪切速率下,具有较低浓度(50 mg/L)的聚合物微球分散液,粘度随剪切速率增加变化不明显,呈现出牛顿流体的特征。然而,较高浓度(100-1500mg/L)的分散液,其粘度随剪切速率增加而下降,显示出假塑性流体的特性。
图6显示了不同浓度的分散液在恒定剪切速率(600s-1)下的流动行为。时间对聚合物微球分散液的影响与浓度不同。浓度为50 mg/L和1500 mg/L的分散液粘度几乎不随时间变化。然而,浓度为100-900 mg/L的微球体系,表观粘度随剪切时间的增加而明显增大;因此,分散液呈现出明显的非触变性和时间依赖性。上述实验结果表明,由于微球的聚集状态差异,不同浓度的分散液之间的流变性能的差异明显。在稀释的分散液中微球之间是独立存在的,随着浓度的增加一些微球开始聚集。当浓度达到1500mg/L时,形成了一个明显的聚集体系,导致该体系在接近零剪切速率条件下粘度急剧增加。 在低剪切速率下,50 mg/L的聚合物微球分散液具有良好的分散性,且以剪切应力为导向保持自然分布。在这种情况下,分散液表现出假塑性特征。随着微球浓度的增加,分散液形成一个有序的层状结构,颗粒在每层中独立流动,在剪切应力作用下,每层都有部分微球发生定向变形 ,而且观察到剪切变稀现象。当剪切速率到高于CSR(临界剪切速率;分散液的流变特性由剪切变稀转为剪切增稠所对应的剪切速率),分散液中的微球发生交联,形成一个无序结构而不能被拉伸成为线性结构。在这种情况下,由于剪切应力或聚合物的酰胺基和水之间的氢键作用,微球发生聚集,因此表现出剪切增稠的特性。当浓度足够高(1500 mg/L)时,聚集的微球在剪切应力作用下将会被破坏;因此,分散液表现出假塑性特征。在高剪切速率(> CSR)下,分散液(100-900 mg/L)中仍旧保持独立性的微球,在剪切应力作用下形成聚集体。此外,剪切应力越大,更多微球发生聚集,且流动阻力就越大;简而言之,就是剪切增稠现象。当剪切应力消失,由于布朗运动,导致聚集体产生可逆性变化,恢复到独立分散的状态。然而,聚合物的布朗运动太弱,以至于微球间的临时连接的消失时