环保型β-环糊精聚合物微球高温降滤失作用机理

作     者：钟汉毅 高鑫 邱正松 林永学 金军斌 汤志川 赵欣 李佳 Zhong Hanyi;Gao Xin;Qiu Zhengsong;Lin Yongxue;Jin Junbin;Tang Zhichuan;Zhao Xin;Li Jia

作者机构：中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院北京100101 

出 版 物：《石油学报》 (Acta Petrolei Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第8期

页      面：1091-1102,1112页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：中国石油科技创新基金项目(No.2020D-5007-0310) 国家自然科学基金项目(No.51974354)资助。 

主　　题：β-环糊精 聚合物微球 水基钻井液 高温滤失 水热碳化反应 

摘      要：高温高压条件下钻井液滤失性的调控是保证钻井安全顺利的关键。针对传统降滤失剂环保性与高温降滤失性能难以兼顾的问题,以β-环糊精为单体,环氧氯丙烷为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了环境友好的β-环糊精聚合物微球(β-CDP)。评价了不同温度热滚后的API滤失性能和高温高压滤失性能,并与几种典型的抗高温降滤失剂进行了性能对比,综合探讨了其滤失控制机理。研究表明,β-CDP在温度低于160℃时,降滤失性能优良;当温度超过160℃后,降滤失性能随着温度的升高进一步增强,240℃热滚后降滤失性能仍然突出,表现出与传统降滤失剂显著不同的特征。当温度低于160℃时,β-CDP主要通过吸水膨胀、增加泥饼压缩性、提高黏土分散稳定性等作用降低滤失量;当温度高于160℃时,β-CDP发生水热碳化反应,降解生成微纳米碳球以及与黏土颗粒相互作用生成纳米复合物,能够对泥饼的微纳米孔隙进行填充,有效降低泥饼的渗透性。β-CDP特有的这种温度响应特征,实现了将高温破坏处理剂的不利因素转变成滤失控制的有利条件。