[發明專利]一種用于滲流電模擬實驗的導電泡沫復合材料制備方法

有效

• 申請號: 201710115891.9
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106883484B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 郝永卯;劉昀曄;陶柳
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08K3/04;C08K5/14;C08K5/098;C08J9/10;G01N15/08
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本發明提供了一種適用于滲流電模擬實驗的乙炔炭黑填充高密度聚乙烯體系導電泡沫的制備方法及其適用于電模擬實驗的切割處理方法。實驗設備由雙輥筒煉塑機SK—160B型、平板硫化機XLB型、數字萬用表、真空干燥箱DZF—6050型、數字溫度計TM—902C、分析掃描電子顯微鏡、數控泡沫切割機JH—2組成。實驗材料有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)、乙炔炭黑(CB平均粒度45～68nm)、過氧化二異丙苯(DCP)、偶氮二甲酰胺(AC)、硬脂酸鋅(Zn—St)、白油。本發明的制備工藝簡單，成本低廉，經過后期電熱切割處理可制成適合電模擬實驗需要的地層模型。

技術領域

本發明關于油氣滲流技術，屬于油氣田開發領域，特別涉及一種適用于滲流電模擬實驗的乙炔炭黑填充高密度聚乙烯體系導電泡沫的制備方法及其適用于電模擬實驗的切割處理方法。

背景技術

水電模擬實驗是流體流動過程中一種研究流體滲流機理的方法，以水電相似原理作為依據。水電模擬1918年由蘇聯科學家發明，于1933年應用于油氣藏滲流力學問題的實驗研究。水電模擬裝置簡單易操作、實驗周期短，在油氣滲流領域應用廣泛。

目前，油藏滲流機理實驗研究方法主要分為巖心實驗和水電模擬實驗兩類。巖心實驗可采用實際油藏巖心進行，與實際地質情況較為接近，可直接測得較準確的產量、壓力、含水等變化規律，但是巖心、復雜結構井井筒、裂縫模型等制作難度大，實驗周期一般較長，費用較高。水電模擬實驗是根據水電相似原理而研制的一種模擬實驗裝置，可任意加工制作各種復雜井筒和裂縫模型，可以直觀方便的對復雜結構井滲流過程進行模擬，并測量出油藏生產時的壓力、產能等主要參數，實驗周期短，費用低。近年來復雜結構井，如水平井、分支井、多底井、魚骨刺井等廣泛應用于油氣田開發領域，巖心實驗已不能完全呈現這些新技術方法的滲流機理。鑒于電模擬實驗相對于巖心實驗在模擬復雜滲流規律方面的優勢，近年來電模擬實驗日益受到人們的重視。

現有電模擬實驗以均勻鹽水溶液為導電介質，存在以下問題：第一，所模擬的流體層流流動與實際油藏流體在非均質多孔介質中復雜滲流情況差異較大，實驗模擬結果與油田實際偏離較大。第二，現有的電模擬裝置主要以NaCl等水溶液為導電介質，電化學窗口一般為1～2V，使用這種導電介質在模擬復雜結構井時，由于測量電壓較高、測量時間較長(一般為兩個小時)、模擬多段復雜裂縫的銅網電極與電解質溶液接觸面積較大，銅網電極與電解質溶液不斷進行電化學反應從而導致整個模擬電場非常不穩定，電流和電壓測量精度較差，這樣對測得的等壓線分布規律性影響非常大，不能滿足滲流機理研究的需要。第三，由于測量時間較長，溶液不斷進行電解反應，電能不斷轉化為熱能與化學能，溶液溫度緩慢上升，溶液電導率受溫度變化而改變，鹽溶液電場的不穩定性加劇，模擬誤差增大。

近年來，導電性高分子的研究取得了長足的發展。以乙炔炭黑(ACET)為導電填料，聚乙烯(PE)等高聚物為基體，偶氮二甲酰胺(AC)為發泡劑，過氧化二異丙苯(DCP)為交聯劑，采用開煉共混—模壓發泡制備的聚乙烯導電泡沫復合材料，兼具有機高分子材料的力學性能及半導體和金屬的導電性能，受到人們的重視。聚乙烯導電泡沫復合材料的導電性主要是由導電逾滲網絡決定，其室溫導電機理是導電粒子相互接觸而形成三維導電網絡和量子隧道效應，體積電阻率可在10Ω～10⁸Ω·cm之間調整。聚乙烯導電泡沫復合材料密度小、強度高、重量輕、易加工成各種復雜的形狀，而且發泡倍率可調、化學穩定性好、制作成本低，在電子工業中的應用日趨廣泛，引起了學術界和工業界的廣泛興趣。

發明內容

本發明是將聚乙烯導電泡沫復合材料作為導電介質引入電模擬實驗中來代替傳統的鹽水溶液，以解決現有導電介質存在的上述技術問題。本發明的目的在于，提供一種適用于滲流電模擬實驗的聚乙烯導電泡沫復合材料制備方法。