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基于动态共价键的自修复压裂液的制备及其性能*

2021-01-10黄志宇郑存川

油田化学 2020年4期

黄志宇,郑存川

(1.西南石油大学新能源与材料学院,四川成都 610500;2.西南石油大学化学化工学院,四川成都 610500)

0 前言

目前常用的冻胶压裂液有胍胶压裂液、聚丙烯酰胺压裂液、清洁压裂液、缔合聚合物压裂液[1-2]。胍胶压裂液多采用有机硼交联,生成的硼酸酯具有动态可逆特性,具有较好的抗剪切性能,但是有机硼交联的胍胶压裂液不抗高温,一般温度不超过150℃[3-4]。聚丙烯酰胺及其衍生物压裂液采用有机锆或有机钛交联剂,有机锆或有机钛与聚丙烯酰胺以共价键和配位键连接,具有良好的抗温性能,耐温能够达到200℃以上,但是这类交联反应不可逆,导致该压裂液体系不抗剪切[5-6]。缔合聚合物压裂液和清洁压裂液都是靠分子间作用力超分子自组装形成冻胶,具有良好的抗剪切性能,但都不抗高温[7]。因此,常用的冻胶压裂液体系均不能同时具有抗温和抗剪切性能。

近年来,自修复凝胶由于其独特的自修复性能引起广泛关注。根据自修复原理的不同,现有的自修复凝胶分为物理自修复凝胶和化学自修复凝胶[8]。物理自修复凝胶是指依靠物理作用包括疏水相互作用、主客体相互作用、氢键、结晶、纳米复合相互作用以及多分子间相互作用[9-11]达成自修复效果的一类凝胶。化学自修复凝胶是指聚合物之间由于形成了新的化学键而形成聚合物网络的水凝胶体系[12-13],比如通过苯硼酸酯络合键、硫-硫键、碳-氮键、碳-碳键和可逆Diels-Alder 环加成等动态共价键达成自修复目的的凝胶[14-15]。……

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