两性离子聚合物/多元醇复合井壁强化剂的研制与作用机理

作     者：景岷嘉 袁志平 王星媛 王星星 蒋官澄 JING Minjia;YUAN Zhiping;WANG Xingyuan;WANG Xingxing;JIANG Guancheng

作者机构：川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 油气田应用化学四川省重点实验室四川广汉618300 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 

出 版 物：《钻井液与完井液》 (Drilling Fluid & Completion Fluid)

年 卷 期：2022年第39卷第4期

页      面：430-434页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主　　题：井塌 水基钻井液 井壁强化 聚合物 机理 

摘      要：针对水基钻井液钻探页岩油气频繁遭遇的井壁失稳难题,同时考虑阳离子基团与多重醇羟基在井壁上的吸附作用,通过酯化反应将两性离子聚合物丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)与聚乙烯醇接枝,研制了一种复合井壁强化剂(WSC-1)。性能评价结果表明,WSC-1对人造岩心点载荷强度的提高率达26.90%,页岩岩心浸泡后可保持71.3%的内聚力;3%加量下可控制页岩线性膨胀量为63.22%,页岩屑150℃的滚动回收率达87.2%,优于聚醚胺、聚合醇等常用井壁稳定剂,且兼具一定的降滤失性能。通过红外光谱分析、扫描电镜观察,并结合聚DMDAAC和聚乙烯醇的稳定井壁机理讨论了WSC-1的作用机理:WSC-1通过离子键与氢键强吸附在井壁岩石表面,抑制了黏土矿物水化、分散,且在聚乙烯醇的“多点吸附作用下形成吸附膜,封堵裂缝并减少自由水向地层中的渗滤,有效强化了井壁。