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采用氧化还原聚合法,成功制备了一种co:和盐响应增茹压裂液建筑材料用增稠剂。通过引入COZ响应单体PDEMA、盐响应疏水单体C aEOzoA及海藻酸钠,构建了多重物理交联网络。 CO:响应实验表明,通入CO:后体系pH快速下降,0.4 wt%与0.6 wt% 建筑材料用增稠剂溶液表观茹度分别提升16.1 mPas和22.4 mPas,表现出快速且明显的增茹效应。粒径测试、茹弹模量与SEM结果共同证实,CO:诱导PDEMA质子化后,一方面增强链内静电斥力促使分子链伸展,另一方面与海藻酸钠形成链间静电吸引,微观结构由疏松转为连续致密,使体系由茹弹性流体向弱凝胶结构转变。高温高剪切条件下,COZ处理体系在120℃残余茹度保持55 mPas,诱导的物理交联网络可有效提升耐温抗剪切性能。 盐响应结果表明,建筑材料用增稠剂体系在盐环境中呈现显著的非线性响应特征,表现出典型“先增后降”的盐增稠行为,在2000 mg/L NaCI条件下茹度达到72.6 mPas,适度电荷屏蔽促进疏水缔合增强,而高盐条件下过度屏蔽及盐析效应导致网络收缩与茹度衰减。在CaCI:体系中,建筑材料用增稠剂在4000 mg/L下茹度达到128.3 mPas,此时Ca2+与海藻酸钠梭基发生配位作用,形成以“盐桥”为特征的三维交联网络,显著增强体系结构强度;而在更高浓度条件下,过度配位交联可能导致网络结构收缩甚至局部失稳,从而引起茹度下降。粒径与微观形貌分析进一步揭示,NaCI主要调控动态疏水缔合网络,CaCI:则构建刚性更高的配位交联骨架。 本研究主要考察了建筑材料用增稠剂体系在CO:和盐单独作用下的响应行为,但实际页岩储层中两者往往共存。后续可进一步研究CO:与盐共同作用下的增茹协同机制,探讨CO:诱导的静电交联与Ca2+配位交联的交互影响规律,为压裂液在复杂储层环境下的适应性设计提供更全面的理论依据。http://www.xinglongchem.net