一种复合弱凝胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及复合弱凝胶材料技术领域，尤其涉及一种复合弱凝胶材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着老油田产量下降，目前大部分油田已进入中高含水期，导致产油量递减加速。长期水驱开发使储层非均质性加剧，油藏依靠常规注水技术难以大幅度提高采收率。在这些非均质的油田中，高渗带的渗透率极高，导致出水量巨大；而特低渗带由于自身储层物性较差，存在着孔喉细小、渗流阻力大等问题，容易形成绕流和卡断现象，使大量的油滞留。常规开发技术仅能在开发初期实现高采高产，无法建立长期稳定的生产周期，导致原油最终采收率较低。将聚合物作为驱油剂用于油田开发中，发现聚合物水溶液可以阻塞高渗透区，从而降低该区域水的渗透率，有利于降低出水量。同时，其通过地层后，聚合物分子在岩石表面上适度吸附，对随后注入的水形成一种残余阻力，迫使其改变流动路线进入中、低、特低渗透区域，从而提高采收率。然而，由于地层环境的影响，聚合物容易在作用过程中受到高剪切力、高温导致其降解。因此，提高聚合物水溶液的粘度、耐温性和抗剪切性能是当前提高采收率研究方向。

主要使用的聚合物类型有三种，梳型聚合物(KYPAM)增粘性能较好，但其聚合极困难且成本较高；疏水缔合聚合物(HAP)成胶速率快，但其较难溶解、且疏水基团由于疏水作用容易发生聚集，导致分子链卷曲，导致其在高剪切作用下粘度大幅度下降；部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)作为一种线性水溶性高分子化合物，具有低初始粘度和较好的增粘性、热稳定性及无毒无臭特性，在水处理、石油、造纸、矿治、地质、轻纺、建筑等工业领域的絮凝、增稠、减阻、胶凝、粘结、阻垢等过程中有着广阔的应用前景，是新材料及高分子材料重点研究的热点之一。虽然部分水解聚丙烯酰胺热稳定性优于其它电解质，但是长期在高温下受热也会发生分解，分子链断裂导致聚合物水溶液粘度大幅度降低。通常可以通过使用适当的交联剂与部分水解聚丙烯酰胺交联聚合形成以分子间交联为主、分子内交联为辅的具有三维网络结构的弱交联体系，交联剂在部分水解聚丙烯酰胺的线性分子链间产生化学键，使线性分子链相互缠结形成网状结构，从而提高凝胶强度。

交联剂的种类较多，与HPAM交联的有共价键型(含醛化合物、酚醛树脂、脲醛树脂等)交联体系和离子键型(Al

为了进一步降低成本并加快反应速度，现有技术利用乙酸铬作为交联剂，Cr

为此，本发明提供一种复合弱凝胶材料及其制备方法和应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种复合弱凝胶材料及其制备方法和应用。

本发明的一种复合弱凝胶材料及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个目的是提供一种复合弱凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将氧化石墨烯均匀分散于水溶剂中，获得氧化石墨烯悬浮液；

步骤2，于搅拌处理的作用下，向所述氧化石墨烯悬浮液中加入部分水解聚丙烯酰胺，获得混合物料；将混合物料进行溶胀处理后，加入共价键型交联剂，随后进行养护处理，即获得所述复合弱凝胶材料；

或向所述氧化石墨烯悬浮液中加入离子键型交联剂，随后于搅拌处理的作用下，加入部分水解聚丙烯酰胺，依次进行溶胀处理和养护处理后，即获得所述复合弱凝胶材料。

进一步地，所述氧化石墨烯与所述水溶剂的用量比为0.1～2g:100mL；

所述部分水解聚丙烯酰胺与所述水溶剂的用量比为0.3～0.5g:100mL。

进一步地，所述离子键型交联剂为乙酸铬交联剂，且所述乙酸铬交联剂与所述部分水解聚丙烯酰胺的质量比为0.05～0.07:0.3～0.5。

进一步地，所述共价键型交联剂为低聚酚醛树脂交联剂和促进交联剂的混合物，且所述低聚酚醛树脂交联剂和促进交联剂与所述部分水解聚丙烯酰胺的用量比为0.5～0.7mL:0.1～0.3mL:0.3～0.5g。

进一步地，所述低聚酚醛树脂交联剂是由甲醛、苯酚和间苯二酚在催化剂的作用下合成的线性树脂。

进一步地，所述促进交联剂的主要成分有硫脲和间苯二酚，具有抗氧化的作用。

进一步地，所述养护处理的温度为65～75℃，处理时间为20～28h。

进一步地，所述搅拌处理的步骤如下：

以200～300r/min的搅拌速率搅拌所述氧化石墨烯悬浮液，产生1.5～2.0cm的漩涡后，加入所述部分水解聚丙烯酰胺，加入完成后以100～150r/min的搅拌速率搅拌10～30min。

本发明的第二个目的是提供一种上述制备方法制备的复合弱凝胶材料。

本发明的第三个目的是提供一种上述复合弱凝胶材料在油田开发用驱油剂中的应用。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明将氧化石墨烯分散于水溶剂中，氧化石墨烯(GO)表层与边界含有大量的羟基、羧基、环氧基等含氧基团，使其能均匀分散在去离子水中，形成均一的氧化石墨烯悬浮液；以氧化石墨烯悬浮液作为增强相和碳源，加入部分水解聚丙烯酰胺后，部分水解聚丙烯酰胺能够与氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯很好地相结合，并且在与共价键型交联剂或离子键型交联剂的交联作用下，形成兼具高粘度和流动性的复合弱凝胶材料。

本发明采用物理共混的方法，无需加入其它任何表面活性剂及助剂，即可使氧化石墨烯悬浮液与部分水解聚丙烯酰胺形成的复合弱凝胶具有高的流体粘度、良好的耐温性及力学性能，操作工艺简单易行，极适用于特低渗油藏的控水及深部调剖。

本发明制备的复合弱凝胶材料与单一的HPAM弱凝胶相对比，该复合弱凝胶可发挥GO和HPAM及交联剂的协同效应，进而将HPAM弱凝胶的流体粘度提高了约25000mPa·s，此外，其耐温性、抗剪切性及化学稳定性均有所改善。

附图说明

图1为本发明对比例1制备的弱凝胶的SEM照片；

图2为本发明实施例4制备的复合弱凝胶的SEM照片；

图3为本发明对比例1、实施例1-8中制备的复合弱凝胶的流体粘度图；

图4为对比例1和实施例7的弱凝胶的流变曲线图；

图5为本发明对比例1和实施例1-8的弱凝胶在玻璃棒上的悬挂效果照片；

图6为本发明对比例6和实施例18-23的复合弱凝胶在玻璃棒上的悬挂效果照片；

图7为30天内对对比例1、实施例6、实施例7三组弱凝胶粘度的连续监测图。

图8为本发明对比例1-10，实施例2、9-12和实施例21、24-27的弱凝胶在60-100℃养护成胶情况下粘度变化图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法如下：

步骤1，制备氧化石墨烯悬浮液：

将氧化石墨烯均匀分散于水溶剂中，获得氧化石墨烯悬浮液；

需要说明的是，本发明不限制氧化石墨烯分散于水溶剂时具体采用的分散方式，只要能够使氧化石墨烯均匀分散于水溶剂中，形成均一的悬浮液即可。可选用超声剥离的方式进行分散。

步骤2，形成复合弱凝胶材料：

需要说明的是，本发明的交联剂可选为共价键型交联剂或离子键型交联剂。

2.1当采用共价键型交联剂时，采用以下步骤形成复合弱凝胶材料：

于搅拌处理的作用下，向所述氧化石墨烯悬浮液中加入部分水解聚丙烯酰胺，获得混合物料；将混合物料进行溶胀处理后，加入共价键型交联剂，随后进行养护处理，即获得所述复合弱凝胶材料；

本发明在加入部分水解聚丙烯酰胺时，采用的搅拌处理的步骤如下：

首先，以200～300r/min的搅拌速率搅拌所述氧化石墨烯悬浮液，产生1.5～2.0cm的漩涡后，加入所述部分水解聚丙烯酰胺，加入完成后以100～150r/min的搅拌速率搅拌10～30min，以使得部分水解聚丙烯酰胺与氧化石墨烯悬浮液充分接触。其中，需要说明的是，为了避免部分水解聚丙烯酰胺由于加料速度过快而形成结块情况的发生，所以必须缓慢加部分水解聚丙烯酰胺，大约5-6min加料结束。

本发明不限制溶胀处理的具体工艺，只要能够使部分水解聚丙烯酰胺与氧化石墨烯悬浮液充分接触，并吸收氧化石墨烯悬浮液中水溶剂进行溶胀即可。为了避免外界因素干扰，在进行溶胀处理时，可采用保鲜膜将容器口封住后，于室温下静置1～3h使其溶胀。

2.2当采用离子键型交联剂时，采用以下步骤形成复合弱凝胶材料：

将离子键型交联剂加入至步骤1获得的氧化石墨烯悬浮液中，随后于搅拌处理的作用下，加入部分水解聚丙烯酰胺，依次进行溶胀处理和养护处理后，即获得所述复合弱凝胶材料；

其中在加入部分水解聚丙烯酰胺时，采用的搅拌处理的步骤如下：

首先，以200～300r/min的搅拌速率搅拌加入有离子键型交联剂的氧化石墨烯悬浮液，使离子键型交联剂与氧化石墨烯悬浮液混合均匀，且待加入有离子键型交联剂的氧化石墨烯悬浮液产生1.5～2.0cm的漩涡后，加入部分水解聚丙烯酰胺，加入完成后以100～150r/min的搅拌速率搅拌10～30min，以使得部分水解聚丙烯酰胺与氧化石墨烯悬浮液充分接触。其中，需要说明的是，为了避免部分水解聚丙烯酰胺由于加料速度过快而形成结块情况的发生，所以必须缓慢加部分水解聚丙烯酰胺，大约5-6min加料结束。

本发明不限制溶胀处理的具体工艺，只要能够使部分水解聚丙烯酰胺与氧化石墨烯悬浮液充分接触，并吸收氧化石墨烯悬浮液中水溶剂进行溶胀即可。为了避免外界因素干扰，在进行溶胀处理时，可采用保鲜膜将容器口封住后，于室温下静置1～3h使其溶胀，然后可直接进行养护处理。

实施例1

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法如下：

称取0.0050g的GO，加入到100mL的去离子水中，于480～550W的超声功率下超声分散2h，形成均匀的分散液，即获得氧化石墨烯悬浮液；

随后，利用磁力搅拌器，以250r/min的搅拌速率搅拌氧化石墨烯悬浮液，待其产生1.5～2.0cm的漩涡后，开始缓慢加入0.4000g HPAM，并于5～6min内添加完成，以避免HPAM由于加料速度过快而形成结块情况的发生，HPAM加入完成后将搅拌速率降低到130r/min，搅拌时间为15min后，静置溶胀2h，获得溶胀处理后的凝胶液；

然后，以低聚酚醛树脂交联剂和促进交联剂的混合物作为共价键型交联剂，并向上述溶胀处理后的凝胶液中依次用移液枪加入0.6mL低聚酚醛树脂交联剂和0.2mL促进交联剂，搅拌得到粘稠胶状的液体；

最后，将上述所得的粘稠胶状的液体转移至老化瓶中，密封，置于70℃烘箱中，养护成胶24h，即可得到棕色粘稠状GO/HPAM复合弱凝胶。

需要说明的是，本实施例中，采用的低聚酚醛树脂交联剂是由甲醛、苯酚和间苯二酚在催化剂的作用下合成的线性树脂，且上述低聚酚醛树脂交联剂的制备方法采用碱催化法：首先，按照苯酚、间苯二酚与甲醛摩尔比1:1:3的比例，分别称取相应质量的苯酚、间苯二酚与甲醛备用，然后将苯酚和间苯二酚混合后加热至45～50后，搅拌使其充分混合；随后，加入40％NaOH溶液，恒温50～60H搅拌20min，然后，缓慢滴加入3/4称取好的甲醛溶液，升温至70～75溶，恒温30min，再加入2％的Ba(OH)

本实施例中，采用的促进交联剂的主要成分有硫脲和间苯二酚，具有加快反应速率和抗氧化的作用，且本实施例采用的促进交联剂的制备方法为：首先量取100mL去离子水，加入0.5％的亚硫酸氢钠，常温搅拌至全部溶解，随后，按1:1加入硫脲和间苯二酚(总量为16％)，升温至35℃，搅拌1～1.5h至完全溶解后获得透明无色有刺激性气味的溶液，即促进交联剂。

实施例2

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0100g。

实施例3

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0500g。

实施例4

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.1000g。

实施例5

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.5000g。

实施例6

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为1.0000g。

实施例7

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为1.5000g。

实施例8

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为2.0000g。

实施例9

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0100g；养护处理的温度为60℃。

实施例10

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0100g；养护处理的温度为80℃。

实施例11

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0100g；养护处理的温度为90℃。

实施例12

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例1的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0100g；养护处理的温度为100℃。

实施例13

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法如下：

本实施例以乙酸铬作为交联剂，并称取0.0200g的乙酸铬，加入到100mL的去离子水中，搅拌溶解形成均匀的蓝绿色溶液；

随后，利用磁力搅拌器，以250r/min的搅拌速率搅拌蓝绿色溶液，待其产生1.5～2.0cm的漩涡后，开始缓慢加入0.4000g HPAM，并于5～6min内添加完成，以避免HPAM由于加料速度过快而形成结块情况的发生，HPAM加入完成后将搅拌速率降低到130r/min，搅拌时间为15min后，静置溶胀2h，获得粘稠胶状的液体；

然后，将上述所得的粘稠胶状的液体转移至老化瓶中，密封，置于70℃烘箱中，养护成胶12h，即可得到湖蓝色粘稠状HPAM弱凝胶。

实施例14

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例13的区别仅在于：

本实施例中，乙酸铬的用量为0.0400g。

实施例15

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例13的区别仅在于：

本实施例中，乙酸铬的用量为0.0600g。

实施例16

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例13的区别仅在于：

本实施例中，乙酸铬的用量为0.0800g。

实施例17

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例13的区别仅在于：

本实施例中，乙酸铬的用量为1.0000g。

实施例18

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法如下：

称取0.0050g的GO，加入到100mL的去离子水中，于480-550W的超声功率下超声分散2h，形成均匀的分散液，即获得氧化石墨烯悬浮液；

本实施例以乙酸铬作为交联剂，并称取0.0600g的乙酸铬，加入到上述获得的氧化石墨烯悬浮液中，随后，利用磁力搅拌器，以250r/min的搅拌速率搅拌含有乙酸铬的氧化石墨烯悬浮液，以使乙酸铬充分溶解于氧化石墨烯悬浮液中，并继续搅拌待其产生1.5～2.0cm的漩涡后，开始缓慢加入0.4000g HPAM，并于5～6min内添加完成，以避免HPAM由于加料速度过快而形成结块情况的发生，HPAM加入完成后将搅拌速率降低到130r/min，搅拌时间为15min后，静置溶胀2h，获得粘稠胶状的液体；

然后，将上述所得到湖蓝色粘稠状HPAM弱凝胶的粘稠胶状的液体转移至老化瓶中，密封，置于70℃烘箱中，养护成胶24h，即可得。

实施例19

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.0500g；

实施例20

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.1000g。

实施例21

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.2000g。

实施例22

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.4000g。

实施例23

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.5000g。

实施例24

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.2000g；养护处理的温度为60℃。

实施例25

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.2000g；养护处理的温度为80℃。

实施例26

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.2000g；养护处理的温度为90℃。

实施例27

本实施例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本实施例中，GO的用量为0.2000g；养护处理的温度为100℃。

对比例1

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法如下：

量取100mL的去离子水，利用磁力搅拌器，以250r/min的搅拌速率搅拌去离子水，待其产生1.5～2.0cm的漩涡后，开始缓慢加入0.4000g HPAM，并于5～6min内添加完成，以避免HPAM由于加料速度过快而形成结块情况的发生，HPAM加入完成后将搅拌速率降低到130r/min，搅拌时间为15min后，静置溶胀2h，获得溶胀处理后的凝胶液；

向上述凝胶液中依次用移液枪加入0.6mL低聚酚醛交联剂、0.2mL促进交联剂，搅拌得到粘稠胶状的液体。

将上述所得的凝胶液转移至老化瓶中，密封，置于70℃烘箱中，养护成胶24h，即可得到棕色粘稠状HPAM弱凝胶。

对比例2

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例1的区别仅在于：

养护处理的温度为60℃。

对比例3

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例1的区别仅在于：

养护处理的温度为80℃。

对比例4

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例1的区别仅在于：

养护处理的温度为90℃。

对比例5

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例1的区别仅在于：

养护处理的温度为100℃。

对比例6

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与实施例18的区别仅在于：

本对比例中不加GO。

对比例7

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例6的区别仅在于：

养护处理的温度为60℃。

对比例8

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例6的区别仅在于：

养护处理的温度为80℃。

对比例9

本对比例提供一种弱凝胶材料，且其制备方法与对比例6的区别仅在于：

养护处理的温度为90℃。

对比例10

本对比例提供一种复合弱凝胶材料，且其制备方法与对比例6的区别仅在于：

养护处理的温度为100℃。

试验部分

(一)SEM测试

本发明分别对对比例1和实施例4制备的HPAM弱凝胶的断面形貌进行了SEM测试，其测试结果分别如图1和图2所示。

图1为对比例1制备的HPAM弱凝胶的SEM照片，可以看出：对比例1无添加GO的HPAM弱凝胶的断面形貌表现出极多的三维孔隙，孔隙尺寸在11.0～134μm之间，且该断面最大厚度尺寸为13.5μm，除此之外还有一些线状材料连接在在孔隙之间，是HPAM分子链在交联过程中所形成的三维网络，在冷冻干燥过程中所形成的不均匀孔隙导致其在断面分布不均匀所造成。

图2为实施例4制备的GO/HPAM复合弱凝胶的SEM照片，可以看出：本发明实施例4添加0.1000％GO的HPAM复合弱凝胶断面的形貌中出现了大量尺寸不一的三维空洞，通过测量其最大的直径尺寸为233.5μm，最小的直径尺寸为7.7μm。此外，从图中可以观察到，该断面厚度的尺寸在5.0μm以内，同时还有大量片层状材料进入缝隙之中，该材料为GO，二维层状GO连接在HPAM凝胶中，导致GO/HPAM复合弱凝胶在冷冻干燥过程中，由于GO的作用将孔隙撑开，导致断面孔隙变大，断面壁变薄。

(二)粘度测试

本发明分别对实施例1-8以及对比例1制备的复合弱凝胶的粘度进行了测试，其测试结果如图3所示，其中，曲线Test1为采用数字式旋转粘度计NDJ-1S对复合弱凝胶的粘度测试结果，曲线Test2为采用智能凝胶分析仪对复合弱凝胶的粘度测试结果，且本发明所使用的智能凝胶分析仪是根据现有技术(西安石油大学.一种用于评价凝胶性能的装置及评价方法：201611189905.3[P].2017-11-14)制得。

由图3可以看出：不同质量浓度的GO对复合弱凝胶粘度影响极大，在GO的质量浓度较小(0.0001～0.0100％)时，HPAM复合弱凝胶的粘度随着GO质量浓度的增大而降低；当GO的质量浓度在0.0100～0.0500％之间，复合弱凝胶的粘度在16000～19000mPa·s之间上下浮动；当GO的质量浓度增至0.0500～1.5000％之间时，其粘度增大至88041mPa·s，继续增大GO的质量浓度，凝胶出现结块现象，不再具备流动性。可见GO质量浓度从0％增大到1.5000％，所得复合弱凝胶的粘度与原始粘度相比增大了约25000mPa·s，大幅度提高了复合弱凝胶的粘度。

(三)剪切性能测试

本发明以对比例1和实施例7的弱凝胶为例，分别对其进行流变曲线进行测试，测试结果如图4所示。

由图4可以看出：相比于对比例1无添加GO纯弱凝胶，本发明实施例7添加1.5000％GO的HPAM复合弱凝胶具有良好的抗剪切性能。即在低剪切速率下，复合弱凝胶的表观粘度远高于不含GO的弱凝胶，之所以可以在低剪切速率下形成高的表观粘度主要是因为GO和HPAM以及交联剂形成的三维网络结构，使其产生较大的结构粘度高于不含GO的弱凝胶，这种低剪切速率下的高粘度有利于在特低渗井壁表面形成暂堵层，可以达到稳定井壁的作用。随着剪切速率的增加，导致网络结构被破坏，粘度逐渐下降，也有利于在弱凝胶进入深地层过程中的提速。

(四)流动性测试

本发明以对比例1和实施例1-8的弱凝胶，即不同质量浓度GO和HPAM及低聚酚醛交联剂聚合所形成的弱凝胶为例，分别将其悬挂在玻璃棒上，对其悬挂效果进行观察，其悬挂效果如图5所示。

由图5可以看出：当GO质量浓度较低时，其在去离子水中分散极其均匀，凝胶液颜色呈淡棕色。而随着GO质量浓度的增大凝胶液颜色越来越深直至变成深黑色，同时发明人发现所合成的弱凝胶出现了结团状，主要是因为GO含量的增多使得其在去离子水中分散不均匀，甚至很多片层堆叠在一起，造成GO以单层、多层及团聚的形式分布在弱凝胶内部。实施例7中当GO的质量浓度为1.5％时，复合弱凝胶的流体粘度达到了最大值88041mPa·s，发明人推测这是因为GO的引入可以和HPAM的羧基发生反应，使得交联点更多，提高了流体粘度。同时虽然复合弱凝胶的粘度大幅度增大，但是从图片上仍然可以看出其在玻璃棒上可以悬挂，即具有流动性。

本发明以实施例18-23的复合弱凝胶，即不同质量浓度GO和HPAM及乙酸铬交联剂聚合所形成的弱凝胶为例，分别将其悬挂在玻璃棒上，对其悬挂效果进行观察，其悬挂效果如图6所示。

由图6可以看出：随着GO质量浓度的增大，所合成的弱凝胶体系粘度持续增大。实施例23中，在与乙酸铬交联的基础上将GO的质量浓度增大到0.5％时，复合弱凝胶的流体粘度相比较于原始粘度提高了约30000mPa·s，是因为Cr

(五)凝胶稳定性测试

本发明以实施例6、实施例7和对比例1三组弱凝胶为例，分别对其粘度进行30天的连续监测，且监测结果如图7所示。

由图7所示可以看出：对比例1中不添加GO时，弱凝胶的初始粘度很大，但随着室温放置时间的延长，粘度呈下降趋势，主要是因为HPAM随着时间的推移发生降解，破坏了弱凝胶的网状结构，从而使粘度降低到约为初始粘度的1/2。而实施例6和7中，GO质量浓度为1.0％和1.5％的复合弱凝胶的粘度变化曲线走势相对平稳，粘度下降幅度较小。长达30天的放置时间并未对复合弱凝胶的粘度造成太大的影响，说明GO上的含氧基团和HPAM及交联剂的共同作用使得聚合物链降解减慢，相比较于纯交联剂作用，GO的添加明显的改善了HPAM复合弱凝胶化学稳定性。

(六)耐温性分析

如图8a所示，其中为共价键型交联剂聚合而成的弱凝胶。通过对比对比例1-5以及实施例9-12，发现温度升高到100℃，含0.01％GO的复合弱凝胶体系的粘度几乎没有变化。而无GO添加的HPAM弱凝胶从70℃升高至100℃，体系粘度下降了约30000mPa·s。

如图8b所示，其中为离子键型交联剂聚合而成的弱凝胶。通过对比含0.2％GO的复合弱凝胶体系，即实施例21、24-27，可知含0.2％GO的复合弱凝胶温度升高到90℃，体系粘度下降了约20000mPa·s。当温度升高至95-100℃，弱凝胶体系脱水。

通过对比无GO添加的HPAM弱凝胶，即对比例6-10，可知无GO添加的HPAM弱凝胶温度升至80℃，体系粘度下降了约23000mPa·s。仅仅温度仅升高到85-90℃时体系就会直接脱水。因此，两种交联剂所形成的复合弱凝胶相比较于原始弱凝胶，GO的添加均有利于提高HPAM复合弱凝胶体系的耐温性。

显然，上述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。