Ca2+-Triggered Reinforcement of Polyacrylamide/Sodium Alginate Composite Nanogel Spheres for Regulating Multiphase Transport in Low-Permeability Heterogeneous Porous Media

纳米凝胶 材料科学 复合数 复合材料 多孔介质 化学工程 乳状液 多孔性 纳米技术 比表面积 微流控 表面张力 润湿 皮克林乳液 纳米复合材料 水流
作者
Shuai Zhou,Xukang Lu,Yuxuan Lin,Xi Lu,Qiuyan Quan,Tinglei Liu,Haien Yang,Moran Wang,Dongzhi Yang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (42): 58403-58417
标识
DOI:10.1021/acsami.6c16660
摘要

Low-permeability heterogeneous porous media commonly exhibit preferential flow through high-permeability channels and persistent residual-oil trapping in small pores and dead-end regions, limiting effective multiphase transport and residual-oil mobilization. Herein, Ca2+-responsive polyacrylamide/sodium alginate nanogel spheres (PAM/SA NSGs) were developed as an environment-responsive nanogel system for Ca2+-rich porous media. In simulated formation water, SA-Ca2+ coordination increased the apparent elastic modulus from 1.35 MPa for PAM NSGs to 3.45 MPa for PAM/SA NSGs and enabled the composite nanogel spheres to retain their morphology after hydrothermal aging at 60 °C for 14 days. The PAM/SA NSG emulsion dispersion reduced the crude-oil/water interfacial tension from approximately 32 to 12.6 mN·m-1 and produced smaller and more stable emulsified droplets than the PAM control. Microfluidic visualization showed that PAM/SA NSGs generated stronger pressure fluctuations, promoted flow redistribution toward less-swept pores, and increased displacement efficiency from 46.8% after water flooding to 65.3%. Post-displacement observations revealed stripe-like accumulation, surface deposition, and localized bridging without complete pore blockage, interfacial enrichment, and downstream migration of emulsified oil droplets, supporting the coupling of local flow regulation with in situ macroemulsion formation. Core flooding further showed that PAM/SA NSGs maintained stronger flow-resistance regulation after aging and achieved a final oil recovery of 48.7%, representing a 13.5-percentage-point increase over water flooding. These results establish an environment-responsive nanogel strategy in which Ca2+, conventionally regarded as detrimental to chemical flooding, is repurposed as an environmental trigger for nanogel reinforcement to couple mechanical stability, interfacial regulation, and multiphase transport in low-permeability heterogeneous porous media.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
AST发布了新的文献求助10
2秒前
温柔依云发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
ganjuganju完成签到 ,获得积分10
4秒前
三分之二发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
行走的鱼完成签到,获得积分10
5秒前
田様的应助被红外文采纳,获得10
5秒前
今后的应助被来一口记忆面包采纳,获得10
5秒前
keke完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
天真的夏云完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Fairy完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
chai完成签到,获得积分10
9秒前
彭于晏的应助被初初初啊采纳,获得10
9秒前
李健的应助被GooJohn采纳,获得10
9秒前
Criminology34的应助被山竹微甜采纳,获得10
9秒前
张张发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
隐形曼青的应助被初初初啊采纳,获得10
12秒前
爆米花的应助被高大的大米采纳,获得10
12秒前
amy发布了新的文献求助30
13秒前
阿杰发布了新的文献求助20
13秒前
13秒前
LJ发布了新的文献求助10
14秒前
机智的鼠标完成签到,获得积分10
15秒前
沉默发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
花怜完成签到 ,获得积分10
20秒前
wanci的应助被牧青采纳,获得10
20秒前
三分之二发布了新的文献求助10
21秒前
yummy完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
25秒前
yang完成签到 ,获得积分10
25秒前
飞蚁完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8146337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544945
关于积分的说明 21666423
捐赠科研通 7732426
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423009
关于科研通互助平台的介绍 2548028
邀请新用户注册赠送积分活动 2465930