纳米ZnO对CTAC蠕虫状胶束流变性能的影响

来源：钻井液与完井液杂志2016年第2期北京时间：

作者：贾帅,秦文龙,杨江,刘旋,周逸凝

单位：1.西安石油大学石油工程学院, 西安 710065；2. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院, 河北廊坊 065000；

摘要：纳米材料独特的表面性质可以使材料改性,从而生产出性能优越、满足不同需要的油田化学添加剂。以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为主要原料,研究了纳米ZnO通过拟交联作用,对CTAC蠕虫状胶束黏度、耐温和降滤失性能的影响,分析了其作用机理。研究结果表明,水杨酸钠与CTAC的物质的量比为1.25:1时,体系形成最大长度的蠕虫状胶束,黏度达到最大;纳米ZnO能够改善CTAC黏弹性胶束溶液的黏度、热稳定性和剪切稳定性,尤其在中低温增黏效果显著,90℃高温时仍有增黏作用,改性体系黏度可以保持在60 mPa·s;优化得出纳米ZnO的质量分数为0.2%时对体系增黏效果最好;具有极高比表面积的纳米ZnO很容易吸附在胶束表面,屏蔽了胶束之间的静电排斥作用,使CTAC胶束形成一种更加稳定的三维网状结构;改性体系符合Maxwell流体模型,是具有单一松弛时间的线性黏弹性流体。

关键词：清洁压裂液, 十六烷基三甲基氯化铵, 纳米材料, 拟交联, 线性黏弹性, 流变性

基金资助：国家自然科学基金项目"黏弹性表面活性剂用于油气增产压裂液的应用基础研究"(51174163)和"热电纳米材料与高分子材料对清洁压裂液的协同增效机理研究"(51304159),以及陕西省自然科学基金项目"智能型纳米复合清洁压裂液的耐高温抗滤失机理研究"(2014JM7251)资助。